5.5. Методы борьбы с загрязнением атмосферы
Основными методами предотвращения загрязнений атмосферы являются:
– применение современных, экологически чистых и безотходных технологий, в которых отходящие газы используются как сырье для получения каких-то необходимых продуктов;
– применение эффективных очистных аппаратов и сооружений;
– предотвращение залповых выбросов при опасных метеорологических условиях;
– сокращение наиболее вредных производств;
– герметизация технологического оборудования и его своевременный ремонт.
5.5.1. Очистка газовых выбросов от пыли и аэрозолей
Частицы пыли обычно имеют неправильную форму и их размеры характеризуются эквивалентным диаметром – диаметром сферической частицы того же объема. Пыль с частицами более 75 мкм быстро осаждается на землю, при размерах от 5 до 75 мкм осаждение происходит медленно, более мелкие частицы образуют в воздухе взвеси, частиц, с размером около 0,1 мкм подчиняются броуновскому движению и ведут себя как газы.
Механические сухие пылеуловители. К ним относятся осадительные камеры, инерционные пылеуловители, циклоны. Основным принципом работы сухих инерционных пылеуловителей является осаждение частиц под действием силы тяжести. Это пылеосадите6льные камеры, жалюзийные аппараты, циклоны различных модификаций, дымососы пылеуловители и др.
Достоинствам сухих механических пылеуловителей является простота конструкции и безотказность работы при любых температурах, возможность очистки химически активных газов, извлечение пыли в сухом виде.
Пылеосадительные камеры (рис. 5.1) предназначены для улавливания грубодисперсных частиц размерами от 50 до 500 мкм и представляют собой пустотелые или с перегородками прямоугольные короба (1), в нижней части которых имеется бункер (2) для сбора пыли.
Рис. 5.1. Пылеосадительные
камеры
а - полая; б - с
вертикальными перегородками; I- запыленный
газ; II - очищенный газ; III - пыль.
1 - корпус; 2 - бункер;
3 - штуцер для удаления пыли; 4 - перегородки
Запыленный воздух подают в пылеосадительную камеру со скоростью от 0,2 до 4 м/с. Пыль за счет силы тяжести оседает и выводится через бункер. Скорость газа в пылеосадительных камерах 0,2-1 м/с.
Инерционные пылеуловители (рис. 5.2) представляют собой камеры, в которых газ изменяет направление движения, а пыль за счет сил инерции ссыпается в бункер. Газ в инерционные аппараты поступает со скоростью 5-15 м/с. Эти аппараты отличаются от пылеосадительных камер большим сопротивлением и более высокой степенью очистки газа.
Рис. 5.2. Инерционные
пылеуловители: а – камера с перегородкой;
б – камера с расширяющимся корпусом;
в
Циклоны являются одними из наиболее распространенных пылеулавливающих аппаратов (рис. 5.3). Запыленный газ по спирали двигается внутри аппарата. Ча
Батарейный циклон – пылеулавливающий аппарат, составленный из большого числа циклонов малого диаметра, объединенных в одном корпусе и имеющих общий подвод и отвод газов, а также общий бункер.
Рис 5.3 Циклон
|
Рис.5.4. Батарейный циклон: а – схема: 1- корпус; 2 – распределительная камера; 3 – решетки; 4 – циклонный элемент; б – элемент с направляющим элементом типа «винт»; в - элемент с направляющим элементом типа «розетка». |
Мокрые пылеуловители. В мокрых пылеуловителях очистка от пыли происходит за счет контакта пыли с водой, при котором пылинки смачиваются и теряют свою инерцию. При этом наряду с улавливанием пыли одновременно может происходить и охлаждение и даже поглощение (абсорбция) некоторых газов Аппараты мокрой очистки делятся на, осадительные, барботажные, пенные (рис. 5.5) и полые, например, скруббер Вентури, в котором в запыленный газ впрыскивается вода (рис.5.6), которая смачивает пыль и выводится вместе с ней в виде шлама.
В барботажных и пенных уловителях очищаемый газ в виде пузырьков проходит через слой жидкости.
а) б) в)
Рис. 5.5. Пенные аппараты. а – с провальной решеткой; б – с переливной решеткой; в – с псевдоожиженной насадкой; I – очищенный газ; II – жидкость; III – запыленный газ, IV – шлам (пыль)
Рис.5.6.
Скруббер Вентури
Пористые фильтры. В пористых фильтрах запыленный газ фильтруется через пористую перегородку. Взвешенные частицы задерживаются в порах или на поверхности фильтрующего материала. Эти фильтры можно разделить на три группы: 1 - тканевые фильтры; 2 - фильтры с набивкой; 3 - фильтры с насыпным фильтрующим слоем.
Основную группу этого класса газоочистных аппаратов составляют тканевые фильтры.
Из тканевых фильтров наибольшее распространение получил рукавный фильтр (тканевый мешок) (см. рис. 5.7).
В качестве фильтровальных материалов применяют ткани из природных волокон: хлопчато–бумажные, шерстяные; синтетических волокон: нитроновые, лавсановые, полипропиленовые; стеклоткани; нетканых материалов, изготовляемых свойлачиванием шерсти и синтетических волокон.
Рис.
5.7. Рукавный фильтр: а — режим фильтрации;
б — режим регенерации; 1 — газопровод
грязного газа; 2 — рукава; 3 — корпус;
4 — воздухопровод продувочного воздуха;
5 — газопровод чистого газа; 6 — механизм
встряхивания; 7 — клапан; 8 — бункер для
пыли.
Электрофильтры. Электрофильтры делятся на трубчатые и пластинчатые (рис. 5.8, 5.9). Электрофильтр состоит из осадительных (корпус электрофильтра) и коронирующих электродов (нихромовая проволока 2 – 2,5 мм, натянутая вертикально). Коронирующий электрод имеет отрицательный заряд, а корпус – положительный. Проходя через электрофильтр, пыль заряжается отрицательно и притягивается к положительно заряженному корпусу. При отключении тока пыль ссыпается в бункер.
Рис. 5.8. Горизонтальный
двухпольный электрофильтр:
1- газораспределительная
решетка; 2 – электроды; 3
– бункер;
4 – механизм отряхивания
Рис.
5.9. Пластинчатый
фильтр: 1 - решетка для выравнивания
потом воздуха; 2
- ионизатор;
3 -
пластины, на которых осаждаются частицы;
4 - источник
высокого напряжения; 5 - подключение к
электросети; 6
- подвод тока
напряжением б кВ к трубкам ионизатора;
7 - подающаа шина; 8 - элемент, на котором
осаждаются частицы (общий вид)
Контрольные вопросы
1. Какие способы используются для очистки газов от пыли?
2. От чего зависит выбор способа очистки?
3. Принцип работы механических пылеуловителей
4. Принцип работы электрофильтров.