2.Очищення газових викидів від шкідливих домішок.

Газові викиди класифікуються по організації відведення і контролю - на організовані і неорганізовані, по температурі - на нагріті і холодні.

Організований промисловий викид - це викид, що поступає в атмосферу через спеціально споруджені газоходи, воздуховоди, труби.

Неорганізовані називають промислові викиди, що поступають в атмосферу у вигляді ненаправлених потоків газу в результаті порушення герметичності устаткування. Відсутністі або незадовільної роботи устаткування по відсмоктуванню газу в місцях завантаження, вивантаження і зберігання продукту.

Для зниження забруднення атмосфери від промислових викидів використовують системи очищення газів. Під очищенням газів розуміють відділення від газу або перетворення на нешкідливий стан забруднюючої речовини, що поступає від промислового джерела.

Механічне очищення газів.

Включає сухі та вологі методи.

Очищення газів в сухих механічних пиловловлювачах.

До сухих механічних пиловловлювачів відносяться апарати, в яких використані різні механізми осадження : гравітаційний (пилоосаджувальна камера), інерційний (камери, осадження пилу в яких відбувається в результаті зміни напряму руху газового потоку або установки на його шляху перешкоди) і відцентровий.

Гравітаційне осадження засноване на осадженні зважених часток під дією сили тяжіння при русі запиленого газу з малою швидкістю без зміни напряму потоку. Процес проводять у відстійних газоходах і пилоосаджувальних камерах (мал.2). Для зменшення висоти осадження часток в осаджувальних камерах встановлено на відстані 40-100 мм безліч горизонтальних полиць, що розбивають газовий потік на плоскі струмені. Гравітаційне осадження дієво лише для великих часток діаметром більше 50-100 мкм, причому міра очищення складає не вище 40-50%. Метод придатний лише для попереднього, грубого очищення газів.

Мал. 2

Пилоосаджувальні камери (мал. 2). Осадження зважених в газовому потоці часток в пилоосаджувальних камерах відбувається під дією сил тяжіння. Простими конструкціями апаратів цього типу є відстійні газоходи, що забезпечуються іноді вертикальними перегородками для кращого осадження твердих часток. Для очищення гарячих пічних газів широко застосовують багатополичні пилоосаджувальні камери.Пилоосаджувальна камера має: 1 - вхідний патрубок; 2 - вихідний патрубок; 3 - корпус; 4 - бункер зважених часток.

Інерційне осадження засноване на прагненні зважених часток зберігати первинний напрям руху при зміні напряму газового потоку. Серед інерційних апаратів найчастіше застосовують жалюзійні пиловловлювачі з великим числом щілин (жалюзі). Гази знепилюються, виходячи через щілини і міняючи при цьому напрям руху, швидкість газу на вході в апарат складає 10-15 м/с. Гідравлічний опір апарату 100 - 400 Па (10 - 40 мм вод. ст.). Частки пилу з d < 20 мкм в жалюзійних апаратах не уловлюються. Міра очищення залежно від дисперсності часток складає 20-70%. Інерційний метод можна застосовувати лише для грубого очищення газу. Окрім малої ефективності недолік цього методу - швидке стирання або забивання щілин.

Ці апарати відрізняються простотою виготовлення та експлуатації, їх доволі широко використовують в промисловості.

Відцентрові методи очищення газів засновані на дії відцентрової сили, що виникає при обертанні газового потоку, що очищається, в очисному апараті або при обертанні частин самого апарату. В якості відцентрових апаратів пилоочистки застосовують циклони (мал.3) різних типів : батарейні циклони, пиловловлювачі (ротоклоны) та ін., що обертаються, Циклони найчастіше застосовують в промисловості для осадження твердих аерозолів. Циклони характеризуються високою продуктивністю по газу, простотою пристрою, надійністю в роботі. Міра очищення від пилу залежить від розмірів часток. Для циклонів високої продуктивності, зокрема батарейних циклонів (продуктивністю більше 20000 м3/ч), міра очищення складає близько 90% при діаметрі часток d > 30 мкм. Для часток з d = 5-30 мкм міра очищення знижується до 80%, а при d == 2-5 мкм вона складає менше 40%.

Мал.3 Мал.4

На мал. 3 повітря вводиться тангенціально у вхідний патрубок (4) циклону, що є апаратом, який закручує повітря. Обертовий потік, що сформувався тут, опускається по кільцевому простору, утвореному циліндричною частиною циклону (3) і вихлопною трубою (5), в його конусну частину (2), а потім, продовжуючи обертатися, виходить з циклону через вихлопну трубу (1) - пиловипусний пристрій. Аеродинамічні сили викривляють траєкторію часток. При обертально-низхідному русі запиленого потоку пилові частки досягають внутрішньої поверхні циліндра, відділяються від потоку. Під впливом сили тяжіння і потоку частки, що відокремилися, опускаються і через пилевипусний отвір проходять у бункер. Вища міра очищення повітря від пилу в порівнянні з сухим циклоном може бути отримана в пиловловлювачах мокрого типу (рис.4), в яких пил уловлюється в результаті контакту часток зі змочуючою рідиною. Цей контакт може здійснюватися на змочених стінках, на краплях або на вільній поверхні води.

На мал. 4 представлений циклон з водяною плівкою. Запилене повітря подається через воздуховод (5) в нижню частину апарату тангенціально із швидкістю 15-21 м/с. Закручений повітряний потік, рухаючись вгору, зустрічає плівку води, що стікає вниз по поверхні циліндра (2). Очищене повітря відводиться з верхньої частини апарату (4) також тангенціально по напряму обертання повітряного потоку. У циклоні з водяною плівкою немає вихлопної труби, яка властива сухим циклонам, таким чином це дозволяє зменшити діаметр його циліндричної частини. Внутрішня поверхня циклону безперервно зрошується водою з сопл (3), розміщених по колу. Пил, захоплений водяною плівкою, стікає разом з водою в конічну частину циклону і віддаляється через патрубок (1), занурений у воду відстійника. Вода, що відстоялася, знову подається в циклон. Швидкість повітря на вході циклону 15-20 м/с. Ефективність циклонів з водяною плівкою складає для пилу розміром часток до 5 мкм - 88-89%, для пилу з більшими частками - 95-100%.

Іншими типами відцентрового пиловловлювача є ротоклони (мал. 5) і скрубери (мал. 6).

Циклонні апарати найбільш поширені в промисловості, оскільки у них відсутні частини в апараті, що рухаються та висока надійність роботи при температурі газів до 5000С, уловлювання пилу в сухому вигляді, майже постійний гідравлічний опір апарату, простота виготовлення, висока міра очищення.

Мал. 5 – Газопромиватель с центральною опускною трубою:1 - вхідний патрубок; 2 - резервуар з рідиною; 3 - сопло

Запилений газ входить по центральній трубі, з великою швидкістю ударяється об поверхню рідини і, повертаючи на 180°, видаляється з апарату. Частки пилу при ударі проникають в рідину і у вигляді шламу періодично або безперервно відводяться з апарату.

Недоліки: високий гідравлічний опір 1250-1500 Па, погане уловлювання часток розміром менше 5мкм.

По напряму руху газів і рідини порожнисті скрубери діляться на протитечійні, прямоточні та з поперечним підведенням рідини. При мокрому знепилюванні зазвичай застосовують апарати з протиспрямованим рухом газів і рідини, рідше - з поперечним підведенням рідини. Прямоточні порожнисті скрубери широко використовуються при випарному охолодженні газів.

У протитечійному скрубері (мал. 6) краплі з форсунок падають назустріч запиленому потоку газів. Краплі мають бути досить великими, для того щоб не бути віднесеними газовим потоком.

Мал. 6 - Порожнистий скрубер форсунки : 1 - корпус; 2 - газорозподільні грати; 3 - форсунки

Висота апарату зазвичай в 2,5 разу перевищує його діаметр (Н = 2,5D). Форсунки встановлюють в апараті в одному або декількох перерізах: іноді рядами (до 14-16 в перерізі), іноді тільки по осі апарату.Факел розпилювання форсунок може бути спрямований вертикально зверху вниз або під деяким кутом до горизонтальної площини. При розташуванні форсунок в декілька ярусів можлива комбінована установка розпилювачів : частина факелів спрямована по ходу газів, інша частина - в протилежному напрямі. Для кращого розподілу газів по перерізу апарату в нижній частині скрубера встановлюють газорозподільні грати.

Порожнисті скрубери форсунок широко використовують для уловлювання великого пилу, а також при охолодженні газів і кондиціонування повітря.

Для очищення газів використовують також фільтри. Фільтрація заснована на проходженні газу, що очищається, через різні матеріали, що фільтрують. Перегородки, що фільтрують, складаються з волокнистих або зернистих елементів і умовно підрозділяються на наступні типи.

Гнучкі пористі перегородки - тканинні матеріали з природних, синтетичних або мінеральних волокон, нетканинні волокнисті матеріали ( волок, папери, картон), пористі листи (губчаста гума, пенополиуретан, мембранні фільтри).

Фільтрація - дуже поширений прийом тонкого очищення газів. Її переваги - порівняльно низька вартість устаткування (за винятком металокерамічних фільтрів) і висока ефективність тонкого очищення. Недоліки фільтрації високий гідравлічний опір і швидке забивання матеріалу пилом.