12

Техника и технология защиты атмосферы. Конспект лекций. Лекция 6

35 Подготовка промышленных газов к очистке

Очистные аппараты и очищаемые газы должны взаимно соответствовать.

Параметры соответствия пылегазовой смеси:

температура, давление, влажность, концентрация, электрическое сопротивление, дисперсный состав пыли.

Дисперсный состав изменяют путем предварительной (агрегации) частиц.

Влажность – проще увеличить, чем снизить.

Температуру изменяют разбавлением или в теплообменных аппаратах.

Концентрацию и дисперсность изменяют путем предварительной очистки от крупных.

Дисперсный состав пыли

При наличии более 50% частиц с размерами менее 0,5мкм целесообразно проводить агрегирование (коагуляцию, слияние) в потоке взвешенных частиц.

Агрегирование проводят, используя естественное броуновское движение (тепловое движение), а также движение частиц под действием гидродинамических, гравитационных, акустических, электрических и других сил.

Благодаря броуновскому движению дисперсный состав частиц в горячих технологических газах всегда изменяется в сторону укрупнения, но этого не всегда бывает достаточно. Турбулизация потока придает различные скорости частицам разного размера, число частиц при этом временно возрастает и укрупнение интенсифицируется. Монодиспрсные пыли плохо поддаются агрегации, так как вероятно узок спектр скоростей частиц

Пример: в производстве технического углерода (сажи) ПГС монодисперсн, после охлаждения, сначала проходит блок из 4-х циклонов, и укрупняется от 0,001-0,1 мкм до 5 мкм, где частично улавливается. Окончательная очистка – в рукавных фильтрах из стеклоткани (степень очистки-99,8%).

Аграгирование может происходить под воздействием УЗ и звуковых частот. Частотные характеристики определяются резонансными показателями системы. УЗ (20 кГц и более) применяют для борьбы с туманами (dэ~0,01-0,001 мкм),

Для сажи 1-4 кГц и 140-170 дБ. Степень улавливания мелочи возрастает в 1,5-2 раза. Величина звукодавления – более болевого порога.

Практически – это полая башня с роторным излучателем звука в верхней части.

При расходе ~ 1000 м³/час расход энергии ~ 1-2,5 кВт/час. Способ рентабелен для очень токсичных пылей.

Недостатки: звуковое загрязнение (воздействие на агрегат изнутри).

Охлаждение запыленных газов

а) смешением с холодным воздухом, ( V ↑) ; б) орошением водой( φ ↑),

в) в теплообменниках (С_пыль↓).

рекуперативных	регенеративных
тепло через стенку	поочередное пропускание ПГС и охлаждающего воздуха

Недостатки: в регенеративных - смешивание потоков ГПС и охлаждающего воздуха, необходимо переключение потоков, отложение пыли на насадке и т.п.

в рекуперативных – тоже требуется чистка, но реже.

о

Б

А

В

положении теплообменников для горячих пылей: А, Б, В.

35.1 Котлы-утилизаторы и воздушные охладители для газов и пыли

Получение пара (t>120⁰С) или горячей воды (60-120⁰С). На самом деле все бывает гораздо сложнее. На температурный режим влияет наличие кислых газов в газовой фазе

Наличие в отходящих газах SO₃, HCl и др. и + паров воды создает условия для образования серной кислоты. В зависимости от содержания SO₃ пары серной кислоты начинают конденсироваться при 160-300 ⁰С. Так как на поверхности теплообменника со стороны отходящих газов возможно переохлаждение, то температура на выходе (воды, воздуха) не менее +250 ⁰С (т.е. толстостенный, Р ~10÷20 ат).

Это ограничивает температуру входа для воды не ниже 100-150 ⁰С, кроме этого, питательная вода не должна содержать солей и свободного кислорода.

При температуре более 500 ⁰С используют воздушные охладители (кулеры) с естественным или принудительным обдувом воздуха, Р~0,02 кПа (они же и пылеуловители инерционного типа).

Н еобходимая поверхность рассчитывается по формуле:

,

где К_Т – коэффициент теплопередачи 3,5÷10 Вт/м²К,

Т – среднелогарифмическая температура, .