Аппараты по очистке атмосферного воздуха от выбросов предприятий.

В соответствии со ст.14 ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» выброс вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух стационарным источником допускается на основании разрешения, которым устанавливаются предельно допустимые выбросы и другие условия, которые обеспечивают охрану атмосферного воздуха.

Для охраны атмосферного воздуха технологические выбросы, а также вентиляционные выбросы после местных отсосов, содержащие пыль, вредные газы в превышающих предельно допустимые выбросы количествах, должны подвергаться очистке перед выбросом в атмосферу.

Применяемые методы очистки выбросов в воздушный бассейн разнообразны и отличаются как по конструкции аппаратов, так и по технологии обезвреживания. Их классификация по принципу действия (см. таблицу).

 

Группа	Наименование группы	Вид оборудования
1	Сухие механические Пылеуловители	Пылеосадительные камеры, циклоны (одиночные, групповые, батарейные)
2	Мокрые пылеуловители	Мокропленочные циклоны (ЦВП, СП-ВТИ), скрубберы, пенные промыватели, полые, насадочные, Вентури
3	Промышленные фильтры	Рукавные фильтры (СМЦ, ГЧ-БФМ, ФВК), волокнистые (ФВГТ), зернистые, сетчатые пылеуловители
4	Электрические пылеуловители	Сухие и мокрые электрофильтры
5	Аппараты сорбционной (химической) очистки	Абсорберы, адсорберы
6	Аппараты термической и термокаталитической очистки газа от газообразных примесей	Печи сжигания, каталитические реакторы.

Современные аппараты по очистке газо-воздушной смеси.

1.Оборудование «прямоточного» типа (реакторы). Предусматривает прохождение ГВС последовательно через три ступени: противопылевую, плазмохимическую, каталитическую. Конструктивно эти аппараты имеют прямоугольное сечение. Важной характеристикой конструкции является время контакта ГВС в каждой ступени. Так, например, в пылевой ступени скорости должны лежать в пределах 1,0-1,5 м/с, в плазмохимической - 2-5 м/с (иногда до 10 м/с), каталитической 0,2-0,4 м/с. Требования разных скоростей в разных ступенях установки накладывают свои ограничения на их конструкцию, что сказывается на габаритах и массе.

Для примера можно рассмотреть установку средней производительности – 10 000 м3/час. Расчет показывает, что при проходе ГВС через все ступени, соотношения площадей сечений составляют 1,85:0,55:6,9 м2 соответственно. В рассматриваемой модели вопрос такой большой разницы в сечениях при требовании одинаковых габаритов установки решается путем совмещения вертикального и горизонтального расположения модулей и кассет с фильтрами и катализатором (Рис 1.)

Рис.1. Пример прямоточного типа ПКГОУ.

Такое размещение элементов ступеней в установках определяется рядом важных параметров:

- равномерностью прохождения потока ГВС через ступени;

- расстоянием между плазмохимическим реактором (ПХР) и каталитическим реактором (КР);

- временем контакта газов.

ПХР барьерного типа представляет собой высоковольтный разрядник, где возникает низкотемпературная плазма (НТП), обеспечивающая первичную обработку воздуха. В аппаратах данного типа расстояние между плазмохимической и каталитической ступенями не может менее 3-4 см во избежание пробоя. Однако, из литературных данных известно, что расстояние между разрядной зоной и катализатором не должно превышать 1 см. Следствием этого является то, что в «прямоточных» плазмокаталитических установках основную роль в процессе окисления играют т.н. «долгоживущие» радикалы: О-, OH- и O3, cинтезируемые в разряде. В таких условиях, степень окисления сильно зависит от процессов рекомбинации, а воздействие ионов и электронов значительно ослабляется.

Вследствие различия скоростей в разных частях установки, для обеспечения расчетного времени контакта, необходимо рассчитывать в каждом случае индивидуальную конструкцию аппарата, что приводит к отсутствию унификации и увеличению затрат на изготовление аппарата.

2. Оборудование «распределительного» типа. Аппараты этого типа имеют три ступени очистки в своем составе (рис.2). В данной конструкции противопылевая ступень также расположена первой по направлению потока. В объединенных в единый модуль плазмохимической и каталитической ступенях воздух распределяется от центральной оси к периферии по всему сечению. Одновременно с этим, стенки каталитической ступени реактора являются электродами плазмохимической. Происходит процесс одновременной обработки очищаемого газа. Благодаря такой конструкции устраняются тепловые и электромагнитные потери. Вся энергия идет на возбуждение катализатора и в разряд. Разрядная зона занимает практически весь объем модуля за исключением мест крепления электродов и опорно-проходного изолятора. При таком распределении активной зоны разряда и размещении катализатора, обрабатываемый газ подвергается максимально возможной обработке всеми активными частицами, синтезируемыми в разряде.

Рис.2. Пример распределительного типа ПКГОУ.

Конструкция модуля установки «распределительного» типа унифицирована и рассчитана на 800 ± 5% м3/час очищаемой ГВС. Таким образом, любое количество воздуха можно очистить путем мультипликации (набора) данных модулей.

2. Циклон — воздухоочиститель, используемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц.

Принцип очистки —инерционный (с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности.

П ринцип действия: Принцип действия простейшего противоточного циклона (см. схему) таков: поток запылённого газа вводится в аппарат через входной патрубок тангенциально в верхней части. В аппарате формируется вращающийся поток газа, направленный вниз, к конической части аппарата. Вследствие силы инерции (центробежной силы) частицы пыли выносятся из потока и оседают на стенках аппарата, затем захватываются вторичным потоком и попадают в нижнюю часть, через выпускное отверстие в бункер для сбора пыли (на рисунке не показан). Очищенный от пыли газовый поток затем двигается снизу вверх и выводится из циклона через соосную выхлопную трубу.

3. Скруббер – устройство, используемое для очистки твёрдых или газообразных сред от примесей в различных химико-технологических процессах.

Газоочистка:

Назначение для улавливания из отводимых с печей газов пыли, возгонов и оксидов селена, телура, свинца и других элементов. Очистка газов от примесей с помощью скрубберов относится к мокрым способам очистки. Этот способ основан на промывке газа жидкостью (обычно водой) при максимально развитой поверхности контакта жидкости с частицами аэрозоля и возможно более интенсивном перемешивании очищаемого газа с жидкостью. Данный метод позволяет удалить из газа частицы пыли, дыма, тумана и аэрозолей (обычно нежелательные или вредные) практически любых размеров. 

Выделяют следующие виды скрубберов:

• башни с насадкой (насадочные скрубберы);

• орошаемые циклоны (центробежные скрубберы);

• пенные аппараты;

• скрубберы Вентури.

О сновной недостаток этого способа газоочистки — образование больших объёмов шлама. Действие аппаратов мокрой очистки газов основано на захвате частиц пыли жидкостью, которая уносит их из аппаратов в виде шлама. Процесс улавливания в мокрых пылеуловителях улучшается из-за конденсационного эффекта - укрупнение частиц пыли за счёт конденсации на них водяных паров.

3. Экономайзеры – агрегат котельной установки для подогрева питательной воды перед её поступлением в котёл за счёт тепла уходящих газов из топки.

Р азличают два виды экономайзеров: кипящие и некипящие.  Конструкция кипящих и не кипящих экономайзеров принципиально одинаковая, только в первом случае вода на выходе кипящая.

Чаще всего водяные экономайзеры выполняют из труб, согнутых в вертикальные змеевики и скомпонованных в пакеты. Для удобства эксплуатации и ремонта поверхность экономайзера разделяют на пакеты высотой до 1 м, делая между ними разрывы 65-80 см. Расположение труб экономайзера, как правило шахматное; коридорное расположение по условиям теплообмена нецелесообразно. На электростанциях питательную воду до поступления в котел подогревают в регенеративном цикле за счёт отбора пара из турбины до 215-270° C, что уменьшает величину поверхности экономайзера.