Лекция № 9

Методы и средства защиты атмосферы от вредных выбросов.

Пылеуловители. Пылеуловители – это устройства, действие которых основано на использовании для осаждения частиц пыли сил тяжести или инерционных сил, отделяющих пыль от воздушного потока при изменении скорости (в пылеосадочных камерах) и направления его движения (одиночные и батарейные циклоны, инерционные и ротационные пылеуловители).

Пылеуловители применяют при содержании пыли в удаляемом воздухе более 150 мг/м³ .

Пылеосадочные камеры. Эти камеры применяют для осаждения крупной и тяжелой пыли с размером частиц более 100 мкм. Скорость пылевого воздуха в поперечном сечении камеры принимается небольшой – около 0,5 м/с для того, чтобы пыль могла осесть в камере раньше, чем она покинет ее. Поэтому габариты камер получаются довольно большими, что ограничивает их применение, несмотря на очевидные достоинства – малое гидравлическое сопротивление, дешевая эксплуатация и простота ухода.

Пыльный Обеспыленный Пыльный Обеспыленный воздух воздух воздух воздух

Разрез

Пыль

План План

Рис. 1 Пылеосадочная камера. Рис.2 Пылеосадочная камера лабиринтного типа.

Эффективность очистки можно увеличить (до 85-90%), если камеру выполнить лабиринтного типа, хотя это влечет за собой увеличение гидравлического сопротивления.

Инерционные пылеуловители. Такой пылеуловитель представляет собой набор усеченных конусов 1, установленных последовательно таким образом, что между ними образуются щели 2. Пыльный воздух поступает через отверстие 3. Пылеотделение основано на изменении направления движения пыльного воздуха, при этом взвешенные частицы пыли, имеющие значительно большую силу инерции, чем чистый воздух, продолжают двигаться в прежнем направлении к узкому отверстию 4, а чистый воздух выходит через щели 2.

Для очистки выбросов от пыли наиболее распространенным видом оборудования является циклон. Очи­щаемый газ из входного патрубка 1 через винтообразный вход 2 поступает сначала в ци­линдрическую (4), а затем коническую (5) части корпуса, где во вращающемся потоке под действием центробежных сил более тяжелые, чем частицы воздуха, пылевые частицы се­парируются к периферии, а затем под действием силы тяжести собираются в пылевой бункер 7, выход из которого закрыт пылевым затвором. Более чистый газ из центральной части корпуса через выхлопную трубу 3 поступает в камеру 8 очищенного газа, а из нее в патрубок 9 выхода очищенного газа. Пылевой затвор обычно выполняют в виде мигалки с конусным клапаном. Когда вес накопившейся в пылевом бункере пыли превысит силу прижа­тия конусного клапана, создаваемого контргрузом, клапан откроется, сбросит пыль в при­емную емкость и под действием груза вновь закроется.

Рис. 3 Циклон

Если эффективность действия циклона, особенно на мелко дисперсных взвесях, невелика, применяют батарею – группу циклонов, в которой очищаемая газопылевая смесь проходит последовательно из одного циклона в другой.

В технике пылеулавливания широко применяют фильтры, которые обеспе­чивают высокую эффективность улавливания мелких частиц. Процесс очистки заключает­ся в пропускании очищаемого газа через пористую перегородку или слой пористого мате­риала. Перегородка работает как сито, не пропуская частицы с размером большим диа­метра пор. Частицы же меньшего размера проникают внутрь перегородки и задерживают­ся там за счет инерционных, электрических и диффузионных механизма, некоторые про­сто заклиниваются в искривленных и разветвленных поровых каналах. По типу фильтро­вального материала фильтры делятся на тканевые, волокнистые и зернистые.

Для очистки больших объемов газа с большой эффективность применяют электрофильтры. Основным элементом электрофильтра являются пары элек­тродов, один из которых коронирующий, а другой осадительный. На электроды подастся постоянное высокое напряжение ( от 14 до 100 кВ). Сущность работы электрофильтра со­стоит в следующем. Т.к. осадительный электрод обладает значительно боль­шей площадью, нежели коронирующий, между ними создается неоднородное электриче­ское поле, наиболее высокая напряженность которого наблюдается у коронирующего электрода. При высоких напряжениях у коронирующего электрода возникает коронный разряд и начинается ионизация воздуха - образуются пары отрицательно и положительно заряженных ионов. Через пространство между электродами пропускают очищаемый газ, электроны адсорбируются на поверхности частиц пыли, заряжая тем самым их. Отрицательно заряженные частицы пыли начинают перемещаться к положительному осадительному электроду и прилипают к нему, удержи­ваясь электрической силой. Электроды выполняются различной формы, важно лишь соз­дать неоднородное электрическое поле с концентраторами его напряженности на коронирующем электроде. На рис. показана конструкция пары электродов с трубчатым осадительным электродом.

Рис. 4 Принципиальная схема электрического фильтра (схема дана для одного элемента цилиндрического фильтра) 1 – загрязнительный поток; 2 – осадительный (цилиндрический) электрод; 3 – коронирующий электрод; 4 – очищенный поток; 5 – взвесь; +И – электрический ток положительного заряда; -И – то же, отрицательного заряда.

Пылеуловители мокрого типа целесообразно применять для очистки высоко­температурных газов, улавливания пожаровзрывоопасных пылей и в тех случаях, когда наряду с улавливанием пыли требуется улавливать токсичные газовые примеси и пары. Аппараты мокрого типа иначе называют промывателями газов, скрубберами. Номеклатура типов аппаратов разнообразна.

В таких аппаратах газ на очистку поступает под решетку 3, проходит через отверстия в решетке и, барботируя через слой жидкости и пены 2, очищается от части пыли за счет осаждения частиц на внутренней поверхности газовых пузырей.

Риc5 Барботажно-пенный пылеуловитель с