Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Oxorona_atmosfernogo_povitria / Vetoshkun_Puloo4ustka

.pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
22.02.2016
Размер:
2.15 Mб
Скачать

Эффективность очистки запыленного воздуха каждой ступенью пылеулавливающей установки εст. определяют по формуле:

εст =

Gф1εф1 +Gф2εф2 +... +Gфnεфn

% ,

(8.7)

 

 

Gфn

 

где Gф1, Gф2,..., Gфn - содержание каждой фракции пыли, %; ε1, εф2,…, εфn - фракционная эффективность улавливания пыли данной фракции, %; ΣGФN - суммарное количество пыли, %, поступившей на очистку в данной ступени.

Эффективность 1-ой ступени по формуле (8.7), по данным табл.8.1. равна:

ε = 0,1.90 +1,0.95 + 2,0.98 +9,4.99,2 +17,5.99,5 + 70.100 = . I 99,74%

100

Остаточное содержание пыли по массе в воздухе после 1-ой ступени очистки:

СI = 5100 (1 - 0,9974) = 13,26 мг/м3.

Фракционный состав пыли перед 2-ой ступенью очистки (в %) находят по формуле:

GфI n =

Gфn (100 εIфn )

% ,

(8.8)

100

 

 

 

где εn - фракционная эффективность 1-ой ступени, табл. 8.1, столбец3. Результаты расчета по формуле 8.8 приведены в табл. 8.1, столбец 5. Определяем эффективность очистки воздуха2-ой ступенью установки

ε = 0,01.99 + 0,05.99,6 + 0,04.99 + 0,075.100 + 0,088.100 = . II 0,263 99,73%

Остаточное содержание пыли по массе в воздухе после 2-ой ступени очистки:

CII = CI (1εII ) =13,26(10,9973) = 0,0358 0,04 мг/м3.

При допустимом остаточном содержании пыли в воздухе Сост. = 1,2 мг/м3 полученноезначениеСII = 0,04 мг/м3 удовлетворяет требованиям.

Таким образом, пылеулавливающее оборудование для двухступенчатой очистки запыленного воздуха выбрано правильно.

Гидравлическое сопротивлениеустановки Hо6щ. определяем поформуле:

Hобщ = H I + H II ,

где HI - гидравлическое сопротивление 1-ой ступени, которое вычисляется по формуле

H I = ς

ρгv2

.

2

 

 

Для циклона с конусом-коагулятором коэффициент гидравлического сопротивления равен 6,2. Принимаем циклон с конусом-коагулятором

201

производительностью L = 7000 м3/ч с размером входного патрубка 225×450 мм.

Скорость воздуха на входе в циклон

v =

7100

=19,5

м/с.

3600.0,225.0,45

Принимаем плотность воздуха при температуре 20°С равную ρг = 1,2 кг/м3.

Тогда

H I = 6,2.

1,2.19,52

=1444 Па.

 

2

 

НII - гидравлическое сопротивление 2-ой ступени, по данным экспериментальных испытаний, равно 380 Па. Следовательно, общее гидравлическое сопротивление установки

Hобщ =1444 +380 =1824 Па.

Совершенствование пылеулавливания - непрерывный процесс, являющийся составной частью технического прогресса. Он обусловлен все возрастающими экологическими и санитарно-гигиеническими требованиями и основан на достижениях во многих областях науки и техники.

202

Приложение Краткие характеристики пылеуловителей

Конструктивные и эксплуатацион-

Условия применения

ные особенности аппарата

 

 

 

1

2

Сухой горизонтальный электрофильтр

Конструктивно сложнее и дороже

В разных модификациях применим до

других

аппаратов.

Металлоемок.

350-400°С. Хорошо улавливает пыли с

Требует

квалифицированного

об-

УЭС 104-1010 Ом см. Характерная ско-

служивания. Резко

реагирует

на

рость газа 0,8-1,2 м/с. время пребывания

нерегламентные изменения состава

газа в активной зоне 8-20 с; остаточная

и характеристик очищаемых газов.

запыленность 50-150 мг/м; присутствие

 

 

 

 

газах конденсата недопустимо.

 

 

Сухой вертикальный электрофильтр

Особенности в основном те же, что

Используется на стесненных промпло-

и у горизонтального фильтра, но

щадках, а также для очистки взрыво-

главным отличием является только

опасных смесей. Характерная скорость

одно поле против двух или более у

газа 0,7-0,8 м/с. время пребывания газа в

горизонтального.

активной зоне 7-10 с. Остаточная запы-

 

ленность в 1,5-2 раза выше, чем у гори-

 

зонтального фильтра.

Мокрый вертикальный электрофильтр

Конструктивно проще двух преды-

Применим в основном для улавливания

дущих поскольку не имеет меха-

брызг и туманов кислот либо тонких

низмов отряхивания. Имеются ва-

твердых частиц смеси с туманом. Тем-

рианты коррозионностойкого ис-

пературе газа обычно ниже точки росы.

полнения (из спецсталей или свин-

Характерная скорость газа 0,7-1,0 м/с. В

ца).

Разрабатывается

вариант

с

остальном условия применения анало-

электродами из пластмасс.

 

гичны предыдущим.

 

 

Скруббер

- электрофильтр

Комбинация из двух

аппаратов

в

Применим для тонкой очистки газов (до

общем корпусе: нижняя зона - на-

остаточной запыленности 10-15 мг/м).

садочный скруббер, верхняя - мок-

Скорость газа в активной части 0,6-0,8

рый

трубчатый электрофильтр.

м/с. Целесообразна установка после

Корроэионностойкого

исполнения

обычных сухих электрофильтров в ка-

не имеет. Конструктивно несложен,

честве хвостового доочистителя. В свя-

механизмов отряхивания не преду-

зи с наличием двухъярусной насадки в

смотрен.

 

 

газораспределительных решетках не

 

 

 

 

нуждается.

203

1

 

2

 

Полый скруббер полного испарения

Комплектуется форсунками очень Назначение - кондиционирование сухих тонкого или тончайшего распыла, газов перед подачей их в сухие элекперед которыми устанавливаются трофильтры с целью снижения УЭС дополнительные фильтры для запыли. При относительно невысокой держки взвесей. От коррозии затемпературе газа (200°С и ниже) нуждащищается керамикой; как вариант - ется в хорошо отлаженной автоматике с подслоем из полиизобутилена регулирования расхода воды. При более или других пластмасс. высоких температурах возможно регу-

лирование отключением части ярусов форсуночных коллекторов. Требует эффективных встроенных газораспределительных устройств.

Скруббер с неподвижной насадкой

Обычно имеет от 1 до 3 ярусов наИспользуется для теплообмена, абсорб-

садок. Орошение форсунками груции и пылеулавливания (степень очист-

бого или среднего распыла. В газоки от пыли не превышает 50-60%). Ин-

распределительных устройствах не тенсивность массообмена значительно

нуждается. Защита от коррозии - ниже, чем у барботажных аппаратов.

керамика, как вариант - с подслоем Требует эффективного брызгоулавлива-

из полиизобутилена или

других ния (встроенного брызгоуловителя или

пластмасс.

самостоятельного аппарата).

Скруббер с подвижной плавающей насадкой

Насадка - из легких пластмассовых

Область применения четко не очерче-

шариков, помещенных между двумя

на. Может применяться для абсорбции,

решетками, нижней и верхней (огра-

пылеулавливания и теплообмена в лю-

ничительной). Нужны газораспреде-

бых отраслях производства. Скорость

лительные устройства, иначе газ бу-

газа около 5-6 м/с, уточняется при на-

дет идти через насадку одной сторо-

ладке.

Интенсивность массообмена

ной. Орошение форсунками грубого

средняя

между скруббером с непод-

или среднего распыла.

вижной насадкой и барботажным ап-

 

паратом. Требует после себя интен-

 

сивного брызгоулавливания.

204

1

2

Пенный аппарат со

стабилизатором слоя пены

 

 

 

Имеет одну или несколько (до трех) Область применения четко не очерче-

пено-образующих решеток. Стабина. Используется для теплообмена,

лизатор (простая конструкция,

не улавливания пыли и абсорбции газов

допускающая "сваливания" пены к (паров); успешно используется также

одному краю решетки) делает струкдля тумано-улавливания. Наибольшее

туру пенного слоя более равномерчисло решеток применяется для тепло-

ной и устойчивой.

обмена; для пылеулавливания доста-

 

точно одной.

 

Труба Вентури

Аппарат с ярко выраженной зависи-

Область применения практически не

мостью

степени

улавливания

от

ограничивается. Имеет широкое меж-

энергозатрат. Конструктивные вари-

отраслевое применение для абсорбции,

анты; с

круглой

или щелевидной

кондиционирования газов, пыле- и ту-

горловиной;

с форсуночным

или

маноулавливания: при высокой темпе-

пленочным

орошением;

с регули-

ратуре газа целесообразно устанавли-

руемым и нерегулируемым сечением

валть перед трубой испаритель для по-

горловины. Характерен невысокими

следующей вторичной конденсации

капитальными и весьма значитель-

пара на улавливаемых частицах. Ско-

ными

энергозатратами.

Степень

рость газа от 40-50 до 150-160 м/с,

улавливания зависит от затрат энер-

удельное орошение от 0,1 до 1,0 л/м.

гии и удельного орошения. Горло-

Требует после себя высокоэффектив-

вина подвержена абразивному изно-

ного брызгоулавливания. Допускается

су, иногда изготавливается из изно-

компоновка в батареи по 2, 4,6 и 8 труб

состойкого чугуна.

 

 

 

с общим входом и выходом газа.

 

 

 

 

Циклон

прямоточный

Удобен

для

футеровки,

допускает

Обычно используется в качестве пред-

высокую (до нескольких кг/м3) за-

варительной ступени перед последую-

пыленность газа на входе. Конструк-

щими -аппаратами. Скорость газа (в

тивно прост, не требует квалифици-

плане) до 8 м/с, коэффициент сопро-

рованного изготовления и обслужи-

тивления около 50, степень улавлива-

вания.

 

 

 

 

 

ния 50-60%.

205

1

 

2

 

Циклоны НИИОГАЗ

Делятся на три группы: низкоэффек-

Пригодны для широкого межотрасле-

тивные (ЦН-24), среднеэффективные

вого применения и для решения любых

(ЦН-15, ЦН-11),

высокоэффектив-

задач циклонного пылеулавливания

ные (СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СЦН-

Компонуются в группу (от 2 до 10 ап-

40). Не футеруются, подвержены аб-

паратов в группе). Возможна последо-

разивному износу.

 

вательная установка как разных, так и

 

 

одинаковых

циклонов.

Температура

 

 

газа до 400-450°С, условная скорость

 

 

от 1,5 до 5,0 м/с, коэффициент сопро-

 

 

тивления от 75 до 500-1000 (в зависи-

 

 

мости от типа циклона). Абсолютно

 

 

недопустимы

подсосы

воздуха через

 

 

бункер.

 

 

 

Батарейные циклоны

 

 

Имеют конструктивно простые ци-

Область применения не ограничивает-

клонные элементы, которые

могут

ся. Температура газа до 400-450°С. По

быть изготовлены из чугунного или

степени чугунного или каменного ли-

каменного литья.

Имеется

много

тья, улавливания не имеют преиму-

конструктивных

модификаций, в

ществ перед циклонами НИИОГАЗ, но

том числе с рециркуляцией воздуха

более

стойки к абразивному износу.

и его промежуточной очисткой в ре-

Могут

эксплуатироваться как само-

цикле. Требуют тщательной герме-

стоятельно, так и в качестве первой

тизации во избежание беспорядоч-

ступени перед последующими аппара-

ных перетоков газа в обход циклон-

тами.

 

ных элементов.

 

 

 

 

Струйный(эжекторный) газопромыватель

Принцип действия аналогичен труРазработана в основном для целлюлозбе. Вентури, на основное количество но-бумажной промышленности. Метоэнергии подводится не с потоков гадика расчета составлена применительза, а со струями жидкости от насосов но к этой области применения. Сковысокого давления (106 Па). Энеррость газа в горловине до 26-30 м/с, гия струй тратится частично на очиудельное орошение 8-10 л/м3. В некостку, частично - на создание за счет торых случаях применяется в других эжекции тяги (напора) в сети. Стеотраслях промышленности.

пень очистки на 25-30% (отн.) ниже, чем у трубы Вентури.

206

1

 

2

 

Рукавный фильтр с обратной продувкой

Конструктивно прост, что облегчает

Применим для очистки от пыли боль-

создание единичных аппаратов с

ших объемов газа. Температура газа

большой фильтровальной поверхно-

определяется термостойкостью ткани.

стью (в СССР до 24 000 м2 в одном

Режимы фильтрации и

регенерации

корпусе). В мировой практике об-

достоверной расчетной

основы не

ратная продувка считается устарев-

имеют, поэтому их следует принимать

шим методом регенерации, посколь-

с запасом по данным аналогов или ре-

ку она пригодна лишь для хорошо

комендациям НИИ, а затем уточнять

отряхиваемых пылей и не допускает

при наладке.

 

высоких скоростей фильтрации (не

 

 

выше 0,5-0,9 м/мин). Ткани повы-

 

 

шенной плотности непригодны.

 

 

Рукавный фильтр с импульсной регенерацией

 

Наиболее распространенный в Рос-

Применим во всех отраслях производ-

сии тип фильтра, однако имеет огра-

ства. Скорость фильтрации до 1,6-1,8

ниченную фильтровальную поверх-

м/мин. Начальная запыленность (по

ность в единичном аппарате (при-

паспортным данным) до 50 г/м, однако

мерно на порядок меньше предыду-

целесообразно устанавливать перед

щего). Это связано со сложностью

фильтром циклон, улавливающий 60-

разводки

импульсных

трубок

по

70% пыли, - это значительно удлиняет

большому

количеству

рукавов

и

срок службы рукавов.

трудностями обслуживания возду-

 

хораспределительного хозяйства.

 

 

Рукавный фильтрсо струйной регенерацией

Обладает мощной системой регенеОсновная область применения - тонкая рации, благодаря чему плотность очистка газов в цветной металлургии. ткани может быть значительно поТребует высокой культуры обслуживышена, а скорость фильтрации - вания, постоянного поддержания медоходит до 4-4,5 м/мин при остаточханизма регенерации в исправном соной запыленности 3-5 мг/м и ниже стоянии.

(до 1 мг/м). Недостаток: сложная механическая система регенерации.

207

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Рукавный фильтр с

регенерацией встряхиванием

 

 

Используется

относительно редко

Применение

межотраслевое

(кроме

ввиду малой эффективности регене-

специальных фильтров для асбестовой

рации. Известны три способа отря-

промышленности). Вид и артикул тка-

хивания;

покачивание

рукава

без

ни - в его зависимости от конкретных

изменения натяжения и формы (для

условий применения. Скорость фильт-

тканей, плохо работающих на из-

рации до 1,0-1,3 м/с за исключением

лом), волнообразное (например,

ас-

стеклоткани (до 0,45 м/мин).

 

 

бестовой промышленности), "пру-

 

 

 

 

 

жинное" (колебания верха рукава в

 

 

 

 

 

вертикальном направлении).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рукавный фильтр с

регенерацией встряхиванием

 

 

 

 

в сочетании с обратной продувки

 

 

 

Наиболее

старая конструкция,

до

Применение

межотраслевое,

с

пре-

сих пор сохранившаяся в ряде мо-

имущественным

использованием в

дификаций. Принцип

ее действия

промышленности

строительных

мате-

состоит в том,

что одновременно с

риалов. Могут с успехом применяться

"пружинным" отряхиванием подает-

за цементными мельницами, сушиль-

ся сухой подогретый (в специальных

ными барабанами и другими источни-

калориферах)

воздух

на обратную

ками выбросов.

 

 

 

продувку. Эффект суммируется с

 

 

 

 

 

эффектом продувки.

 

 

 

 

 

 

 

 

208

Литература

1.Охрана окружающей среды. /Под ред. С.В.Белова. - М.: Высшая школа, 1991.

2.Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. – М.: Химия, 1989.

3.Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности (Основы энвайронменталистики). - Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2000.

4.Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. В 3-х т. Т.1. – Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2003. – 917 с.

5.Тимонин А.С. Основы расчета и конструирования химикотехнологического и природоохранного оборудования: Справочник: В 3 т. Т.2. Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2002.

6.Штокман Е.А. Очистка воздуха. - М.: Изд-во АСВ, 1999.

7.Зиганшин М.Г., Колесник А.А., Посохин В.Н. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. – М.: «Экопресс – 3М», 1998.

8.Защита атмосферы от промышленных загрязнений. В 2-х ч. Ч.1: /Под ред. Калверта С., Инглунда Г.М. - М.: Металлургия, 1988.

9.Систер В.Г., Муштаев В.И., Тимонин А.С. Экология и техника сушки дисперсных материалов. – Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 1999.

10.Страус В. Промышленная очистка газов. – М.: Химия, 1981. 11.Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-

технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов. /А.И.Родионов, Ю.П.Кузнецов, В.В.Зенков, Г.С.Соловьев. – М.:

Химия, 1985.

12.Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И., Решидов И.К. Очистка промышленных газов от пыли. – М.: Химия, 1981.

13.Очистка промышленных газов от пыли. /Ужов В.Н. и др. М.: Химия, 1985.

14.Справочник по пыле- и золоулавливанию. /Под ред. Русанова А.А. — М.: Энергоатомиздат, 1983.

15.Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. — М.: Стройиздат, 1974. 16.Алиев Г.М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных га-

зов. — М.: Металлургия, 1986.

17.Белевицкий А.М. Проектирование газоочистительных сооружений. –

Л.: Химия, 1990.

18.Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1987.

209

19.Квашнин И.М., Юнкеров Ю.И. Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу промышленными предприятиями. - Пенза: ПГАСА, 1998. 173 с.

20.Еремкин А.И., Квашнин И.М., Юнкеров Ю.И. Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. - М.: Ассоциация строительных Вузов, 2000. - 176 с.

21.Арбузов В.В. Экологические основы охраны атмосферы. Учебное пособие, Пенза, МАНЭБ, 1998.

22.Алиев Г.М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов.

210