5 Лекция. Методы газоочистки от аэрозолей

 

Для обезвреживания аэрозолей используют сухие и мокрые и электрические методы. Аппараты, с помощью которых эти методы реализуются, различаются как по конструкции, так и по принципу осаждения взвешенных частиц.

В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы. В мокрых пылеуловителях осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью. При этом осаждение происходит на капле, на поверхности газовых пузырей или на пленке жидкости. В электрофильтрах осаждение частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах.

Термины «сухой метод» и «мокрый метод» возникли в первые годы развития газоочистки как профессионально-жаргонные, но затем закрепились и в настоящее время являются общепризнанными.

Сухими методами называются те, которые исключают использование воды, водных растворов и других жидкостей в качестве промывных или поглотительных средств. Сухие методы не исключают использование жидкостей, в основном, воды, для подготовки летучих выбросов перед их подачей в газоочистительные аппараты. Например, практикуется подача некоторого расчетного количества тонкораспыленной воды в пылегазовый поток с целью уменьшения его температуры и уменьшения удельного электрического сопротивления. Вода при этом полностью испаряется и никаких промывных или поглотительных функций не выполняет.

Достоинства сухих методов:

1) Температура остаточного выброса после сухой очистки определяется только конструктивными соображениями и может достигать 400-500 ^оС, а при наличии теплозащитной футуровки еще большего значения. Это позволяет утилизировать теплоту газа после очистки со значительным экономическим эффектом.

2) При выбросе в атмосферу сухих и относительно горячих газов значительно улучшаются условия их рассеивания.

3) Отсутствует потребление воды, которая является ценным, а в ряде регионов дефицитным природным ресурсом.

4) Нет вторичных стоков загрязненных жидкостей, которые необходимо подвергать  глубокой очистке перед сбросом в водоемы, либо специально обрабатывать для повторного использования в технологическом процессе.

5) Если температура смеси в тракте газоочистки устойчиво превышает температуру конденсации содержащихся в ней паров, коррозия оборудования не имеет места.

6) Если улавливается пыль, она выгружается из пылеуловителей в виде сухого порошкообразного продукта, который может быть утилизирован без сложных промежуточных операций.

Недостатки сухих методов:

1) В системе транспорта уловленного порошкообразного продукта существует опасность вторичного образования аэрозолей. Поэтому указанные системы подлежат тщательной герметизации, а в некоторых случаях снабжаются собственными аспирационными отсосами (очистка отсосов может быть самостоятельной, но часто практикуется их подача в основной газовый тракт перед основными газоочистительными аппаратами).

2) Сухие системы очистки резко отрицательно реагируют на конденсацию паров, особенно паров кислых жидкостей  как во всем объеме, так и в ограниченной части пылегазового потока (например, в местах подсосов холодного наружного воздуха, возле сравнительно холодных стенок пылесборных бункеров и т. д.). Конденсация вызывает общую или местную коррозию, а также способствует образованию трудноудаляемых отложений пыли.

Мокрыми называются методы, основанные на использовании воды или других жидкостей в качестве промывных или поглотительных агентов, а также методы, при которых жидкость, не промывая выбросов и не поглощая их компонентов, выполняет какую-либо важную технологическую функцию. Например, у мокрых электрофильтров удаление с электродов уловленной пыли производится не отряхиванием, а смывом. К мокрым относятся также электрофильтры, улавливающие не пыль, а тонко-дисперсные брызги жидкости, унесенные из предыдущее ступени очистки.

Области применения сухих и мокрых методов не разграничены абсолютно четко и однозначно, поскольку нередко оба метода технологически пригодны для решения одинаковых задач. Выбор метода диктуется технико-экономическими соображениями и спецификой предприятия, для которого проектируется газоочистка.

Достоинства мокрых методов:

1) Аппараты мокрой очистки, в общем конструктивно проще аппаратов сухой очистки; не имеют вовсе или имеют очень мало движущихся механических частей.

2) Транспорт уловленного продукта конструктивно прост (объект транспортировки – шлам, пульпа или растворы) и не требует предохранительных мер против вторичного образования  аэрозолей.

Недостатки мокрых методов:

1) Аппараты потребляют воду, которая является ценным и нередко дефицитным природным ресурсом. Даже при наличии замкнутого цикла орошения потери воды (за счет испарения, с уловленным продуктом) неизбежны и требуют возмещения.

2) Имеет место вторичный сток загрязненных жидкостей, которые без соответствующей (нередко довольно сложной ) обработки не могут быть ни сброшены в водоемы (канализацию), ни возвращены в цикл. В некоторых случаях требуются сложные системы регенерации растворов.

3) После мокрой очистки остаточный выброс, холодный и влажный, из-за чего ухудшаются условия его рассеивания. Если очистке подвергаются горячие выбросы, то основное количество содержащейся в них теплоты делается более сложной и менее эффективной (в некоторых случаях теплообменники типа жидкость – жидкость встраиваются в циркуляционную систему орошения).

4) В большинстве случаев в выбросах присутствуют коррозионно-активные вещества, агрессивные свойства которых усиливаются в присутствии влаги. Поэтому при использовании мокрых методов необходимо решать комплекс вопросов противокоррозионной защиты. Недостаточное внимание к ним приводит к катастрофически быстрому разрушению газоочистительных сооружений, что неоднократно наблюдалось на практике.

5)  Некоторые ядовитые газовые компоненты выбросов, поглощенные водой (без нейтрализации), могут в системе рециркуляции вторично выделяться, создавая опасность для персонала.

6)  Утилизация уловленного продукта (если только он не утилизируется в виде шлама, пульпы или растворов) требует создания сложных технологических систем, которые по насыщенности оборудованием и эксплуатационным расходам нередко превосходят основные газоочистительные сооружения.

В последние десятилетия в мировой практике преобладают тенденции развития сухих методов. Этому способствует совершенствование конструкций электрофильтров и рукавных фильтров.