4 Улавливание пыли из газопылевых выбросов

Принцип улавливания основан на отделении взвешенных частиц от воздушным потоком за счет сил тяжести, инерции или центробежных сил. По конструкции это пылеосадительные камеры и циклоны.

Весьма простыми устройствами являются пылеосадительные каме­ры, в которых за счет увеличения сечения воздуховода скорость пыле­вого потока резко падает, вследствие чего частицы пыли выпадают под действием сил тяжести. Пылеосадительные камеры (рис. 17.1) ис­пользуют для очистки от крупных частиц пыли и применяют в основ­ном для предварительной очистки воздуха. Эффективность улавлива­ния в пылеосадительных камерах зависит от времени пребывания газов в камере и расстояния, проходимого частицами под действием гравитационных сил. В свою очередь время пребывания газов зависит от объема камеры и скорости потока.

Эффективными пылеуловителями являются инерционные аппараты в которых пылевой поток резко изменяет направление своего дви­жения, что способствует выпадению частиц пыли. К ним относятся аппараты, в которых действие удара о препятствие используется в боль­шей степени, чем инерция. Широко распространенными инерцион­ными пылеуловителями являются циклоны. В них частицы пыли дви­жутся вместе с вращающимся газовым потоком и под воздействием центробежных сил оседают на стенках. Циклоны широко применяют­ся для улавливания частиц размерами около 10 мкм. По конструкции они подразделяются на циклические, конические и прямоточные. Цик­лический циклон (рис. 17.2) состоит из двух цилиндров: наружного 1, к которому в верхней части по касательной подсоединен патрубок 2, а в нижней части — конус и пылесборник (бункер) 5, и внутреннего 3, к которому в верхней части подсоединяется труба, отводящая очищен­ный воздух. Запыленный воздух поступает в циклон через патрубок 2 по касательной к внутренней поверхности корпуса, где совершается нисходящее спиралеобразное движение вдоль корпуса к бункеру. Под действием центробежной силы частицы пыли прижимаются к внутрен­ним стенкам наружного цилиндра и скатываются в пылесборник. В бункере поток воздуха меняет направление на 180°, теряет скорость, вследствие чего происходит выпадение частиц пыли из потока. Осво­бодившись от пыли, газовый поток образует вихрь, выходит из бунке­ра и выбрасывается через выхлопную трубу.

Рис. 17.1. Полная пылеосадительная камера: 1 – корпус; 2 – бункер; 3 – штуцер для удаления пыли

Рис. 17.2. Циклон: 1 – наружный цилиндр; 2 – патрубок; 3 – внутренний цилиндр; 4 – корпус; 5 – бункер

В ряде случаев для очистки газового потока от взвесей применяют фильтры, в которых газовый поток проходит через волокно (фильтрующий материал), при этом частицы, обладающие инерцией, сталкиваются с ним и захватываются. Весьма эффективные тканевые волокнистые фильтры изготавливают из очень тонких (5—10 мкм) стеклянных или асбестовых волокон или синтетических материалов. С течением времени на волокне образуется слой пыли, который уда­ляется встряхиванием или обратной продувкой.

Наиболее совершенными и универсальными аппаратами для очи­стки выбросов от взвешенных частиц являются электрические фильт­ры, в основе работы которых лежит осаждение взвешенных частиц под действием электрических сил.

Установки состоят из двух частей: агрегатов питания и собственно электрофильтра (рис. 17.3). Агрегаты питания включают повышаю­щий трансформатор 2 с регулятором напряжения 1 и высоковольт­ный выпрямитель 3. Собственно электрофильтр состоит из корпуса 7 с входным 13 и выходным 8 патрубком, бункером 11 для сбора улов­ленной пыли, пылевыпускным патрубком 12. В корпусе расположе­ны осадительные 9 и коронирующие 10 электроды. Осадительные электроды в виде труб или пластин подключаются к заземлению и положительному полюсу выпрямителя 3. Коронирующие электроды, выполняемые чаще всего в виде проволоки, изолированы от земли с помощью изоляторов 6, и к ним подводится по кабелю 5 выпрямлен­ный электрический ток высокого напряжения (до 50—80 кВ) отрица­тельной полярности.

Рис. 17.3. Принципиальная схема электрофильтра

Улавливание частиц пыли в электрофильтре включает следующие стадии: электрическая зарядка взвешенных в газе частиц; движение заряженных частиц к электродам; осаждение их на электродах и удаление осажденных частиц с электродов.

Метод электроосаждения заключается в следующем. Частицы пыли сначала получают заряд от ионов газа, которые образуются в электри­ческом поле высокого напряжения, а затем движутся к заземленному осадительному электроду. Попав на заземленный уловитель, частицы прилипают и разряжаются. Когда осадительный электрод обрастает сло­ем частиц, они стряхиваются «постукиванием» и собираются в бункере.