3 Краткое содержание вопросов
3.1 Основы очистки воздуха.
Нормы предусматривают обязательную очистку наружного воздуха от пыли, если его запыленность вблизи воздухозабора превышает 30% ПДК для рабочей зоны помещения. Очистка воздуха от пыли обязательна для помещений производств с повышенными требованиями к чистоте воздуха: радиоэлектроники, приборостроения точной механики, оптики, окрасочных отделений и цехов.
Очистке от пыли подвергают приток, подаваемый в лечебно-профилактические учреждения, картинные галереи, музеи и некоторые общественные здания (концертные залы, театры, кинотеатры и т.д.).
Вентиляционные выбросы могут содержать не только пыль, но и вредные для здоровья пары и газы. Перед выбросом в атмосферу они должны подвергаться очистке до уровня, который обеспечит, после рассеивания, соблюдение их нормативных концентраций в приземном слое воздуха. Поэтому вытяжные камеры оборудуются аппаратами очистки вентиляционных выбросов от пыли, вредных паров и газов.
Между пылеочистным оборудованием приточных и вытяжных систем имеются конструктивные различия, поэтому приточные камеры оснащаются воздушными фильтрами, а вытяжные камеры — пылеуловителями. Некоторые технологические процессы, например процессы металлопокрытия, сопровождаются выделением в воздух мелкодисперсных капель, паров. Для их улавливания применяют специальный вид фильтров, получивших название туманоуловители.
Воздушные фильтры, пылеуловители и туманоуловители для целей вентиляции выпускаются серийно. В зависимости от начального и требуемого конечного содержания пыли очистка может производиться с помощью одного аппарата или воздух последовательно проходит очистку в нескольких. Способ очистки, при котором отделение пыли или иных вредных примесей от воздушного потока осуществляется последовательно в нескольким аппаратах, отличающихся по принципу действия, конструктивным особенностям и способу очистки, называют комбинированным.
Фильтры, пылеуловители имеют различную способность к улавливанию пыли различных классов дисперсности. Основной характеристикой работы фильтра или пылеуловителя является ионная эффективность и пофракционный проскок, позволяющие правильно подобрать аппарат и рассчитать степень очистки. Но для этого необходимо знать пофракционный состав пыли, содержащейся в очищаемом воздухе.
Пыли, как правило, представляют собой полидисперсные системы. состоящие из множества частиц различных размеров. Под дисперсностью пыли понимают распределение массы пыли по размерам частиц. Размер частиц при различных способах определения дисперсного состава принимают равным:
а) размеру в свету наименьших отверстий сита — при ситовом определении дисперсного состава пыли;
б) диаметру сферических частиц или наибольшему линейному размеру частиц неправильной формы — при исследовании дисперсного состава при помощи микроскопа;
в) диаметру воображаемых сферических частиц, обладающей такой же плотностью и скоростью витания, как и данные частицы — при определении дисперсного состава методом воздушного проветривания или жидкостной седиментации.
По дисперсности различают пыли пяти классификационных групп (табл.18.1).
Таблица 18.1 Классификация пыли
В зависимости от начального и конечного содержания пыли, ее дисперсности, физико-химических свойств и целесообразности возврата в производство различают три степени очистки воздуха: грубую, среднюю и тонкую.
При грубой очистке (используемой только как первая ступень) улавливается лишь крупная пыль (размером более 100 мкм).
При средней очистке задерживаются не только крупные частицы (более 100 мкм), но и значительная часть мелких пылевых частиц.
Остаточная концентрация пыли при средней очистке 30—50 мг/м3. При тонкой очистке улавливается мелкая пыль, в которой фракции мельче 10 мкм составляют 60—100%. Остаточная концентрация пыли при тонкой очистке 1—3 мг/м3 и даже менее.
Классификация обеспыливающих устройств и характеристика их действия
По назначению обеспыливающие устройства можно подразделить на пылеуловители и воздушные фильтры.
Пылеуловители - это устройства, предназначенные для очистки от пыли вентиляционного воздуха, выбрасываемого в атмосферу (удаляемый воздух тоже нужно очищать).
Воздушные фильтры - устройства, предназначенные для очистки от пыли приточного или рециркуляционного воздуха в приточных системах вентиляции и системах кондиционирования воздуха.
По принципу действия устройства, очищающие воздух, можно разделить на четыре основные группы:
гравитационные пылеуловители;
инерционные пылеуловители (сухие и мокрые);
пылеуловители и фильтры контактного действия;
электрические пылеуловители и фильтры.
Гравитационные пылеуловители действуют на принципе использования гравитационных сил, или сил тяжести, обусловливающих оседание из воздуха пылев-ых частиц. На этом принципе основано устройство пылеосадочных камер.
Инерционные пылеуловители (сухие и мокрые) действуют на принципе использования инерционных сил, возникающих при изменении направления движения запыленного воздушного потока. К таким устройствам относятся циклоны разнообразной конструкции, центробежные скрубберы и циклоны-промыватели, струйные пылеуловители типа ротоклон и пылеуловители Вентури.
Пылеуловители и фильтры контактного действия задерживают пылевые частицы при пропускании запыленного воздуха через сухие или смоченные пористые материалы: ткань, слой синтетических волокон, бумагу, проволочную сетку, слои зернистых материалов, керамических и металлических колец и т. п.
Электрические пылеуловители и фильтры очищают воздух (или газ) от взвешенных в нем частиц (пыль, туман, дым) путем ионизации их при прохождении через электрическое поле.
Действие пылеуловителей и фильтров характеризуется следующими показателями: степенью очистки, пропускной способностью или удельной воздушной нагрузкой, пылеемкостью, аэродинамическим сопротивлением, расходом энергии и стоимостью очистки.
Степень, или эффективность очистки (коэффициент очистки) представляет собой отношение разности массового расхода пыли, содержащейся в воздухе или газе до и после пылеуловителя или фильтра, к массовому расходу пыли до пылеуловителя или фильтра:
где GH и GК — массовый расход пыли, содержащейся в воздухе или газе соответственно до и после пылеуловителя или фильтра, кг/ч.
Степень очистки может быть выражена и в процентах:
Степень очистки может быть выражена также в процентах и как отношение разности концентраций — начальной и конечной (до и после очистки) — к начальной концентрации:
При оценке двух пылеуловителей целесообразнее сравнивать их по процентам неуловленной пыли (100—η). Например, если один пылеуловитель имеет η1 = 85%, а другой - η2 = 95%, то второй пылеуловитель эффективнее первого в 3 раза, так как
Общая степень очистки воздуха в нескольких фильтрах, установленных последовательно, определяется по формуле
где η1, η2 ...ηn — степень очистки соответственно в первом, втором и n-м фильтрах
Удельная воздушная нагрузка характеризуется отношением объемного расхода воздуха или газов, проходящих через пылеуловитель или фильтр, к площади фильтрующей поверхности, и выражается в м3/ч на 1 м2.
Пылеемкость представляет собой количество пыли, г или кг, которую удерживает пылеуловитель или фильтр за период непрерывной работы между двумя очередными операциями регенерации фильтрующего слоя или до достижения определенной величины сопротивления пылеуловителя или фильтра. Поскольку пылеемкость зависит от размера частиц пыли, ее следует относить к пыли определенной дисперсности.
Аэродинамическое сопротивление пылеуловителя или фильтра представляет собой разность давлений на входе и выходе, измеренную в Па (кгс/м2).
Расход энергии характеризуется затратой электроэнергии в кВт-ч на очистку 1000 м3 воздуха или газа.
Стоимость очистки воздуха или газов слагается из капитальных затрат и эксплуатационных расходов.
3.2 Пылеосадочные камеры.