Мокрое пылеулавливание. На каких свойствах пыли оно основано. Применяемые аппараты.

Мокрое пылеулавливание основано на: взаимодействие частиц пыли с водой, которое зависит от смачиваемости пыли. Сущность мокрого пылеулавливания – это столкновение частиц с капиллярами воды, слипание и удаление их. Столкновение может происходить под действием сил инерции и броуновского движения для тонких частиц. Используют для улавливания частиц белее 3 мкм, просты по устройству. Недостаток: трубы засоряются мокрыми продуктами. Используются для улавливания горячих взрывоопасных газов.

По принципу действия мокрые пылеуловители разделяют на четыре группы:

- пленочные, в которых вода стекает по стенкам в виде водяных пленок; в них пыль оседает и движется вместе с водой (шламы);

- орошаемые, в которых жидкость образует при стекании водя­ную завесу, через которую проходит запыленный поток воздуха;

- комбинированные, совмещающие два первых способа;

- мокрые фильтры, в которых запыленный воздух пропускают через слой воды или пены.

Пленочный пылеуловитель (рис):

1 – бачек в который подается вода; 2 – поплавок; 3 – пылеосадитальная камера в которой расположены трубки в шахматном порядке 4; 5 – диафрагма которая регулирует подачу воды в трубки. Запыленный газ продвигается по пылеосадительной камере, встречая на своем пути вертикальные колонки, по которым стекает вниз вода виде пленки. Колонки расположены в шахматном порядке, что позволяет частицам ударяться о них, погружаться в плену и двигаться с водой в виде шламов. Вода заполняет трубку и переливается тонким слоем. Запыленный воздух сталкивается с тонкой пленкой воды и удаляется в низ камеры. Эффективность – 90-50 %. Скорость подачи 5 м/с. Расход воды до 0,5 лит на м³ запыленного воздуха. Для эффективно улавливания добавляют ПАВ.

 

Электрическая очистка газов. Устройство, работа аппаратов, область применения.

Сущность электрической очистки газов заключается в следующем. Запыленные газы пропускают через неоднородное электрическое поле, образующееся между осадительным и коронирующим электродами. К коронирующему электроду подводят выпрямительный ток отрицательной полярности при напряжении 30-60 кВ. Осадительный электрод обычно заземляют и подключают к положительному полису выпрямителя. Аппараты для такой очистки называют электрическими фильтрами.

В пространстве между осадительным и коронирующим электродами происходит ударная ионизация газа. Результат такой ионизации – коронный заряд с максимальной интенсивностью в области коронирующего электрода. Под действием электрического поля свободные электроны и молекулы газа движутся по направлению силовых линий поля, поэтому в межэлектродном промежутке возникает электрический ток. Частицы пыли, вследствии адсорбции на их поверхности электронов, приобретают электрический заряд и под влиянием сил электрического поля движутся к электродам и осаждаются на них. Основная часть осаждается на осадительном электроде, а некотрые попадают на коронирующий электрод. В результате встряхивания пыль с электродов попадает в пылевой бункер электрофильтра.

Электрофильтры по способу удаления частиц с электродов подразделяют на сухие и мокрые. В сухих электрофильтрах частицы удаляются с электродов встяхиванием. В мокрых электрофильтрахчастицы смываются с поверхности электродов орошающей водой.

По расположению зон зарядки и осаждения электрофильтры подразделяются на однозонные и двузонные. В однозонных фильтрах частицы заряжаются и осаждаются в одной зоне. В двухзонных электрофильтрах в первой зоне располагается коронирующая система – ионизатор, а во второй – осадительная система.

По направлению движения очищаймых газов различают вертикальные и горизонтальные фильтры. По форме осадительных электродов – пластинчатые и трубчатые.

Процесс улавливания пыли в электрическом поле состоит из следующих последовательных стадий: наведенная зарядка на взвешенные в газе частицы, движения заряженных частиц к электродам, осаждения частиц на электродах и удаления частиц с электродов.

Осаждение частиц на электродах зависит от электропроводимости частиц и их размеров, скорости движения газов в межэлектродном пространстве, температуры, влажности газов и других факторов. Заряженная частица при контакте с осадительным электродом разряжается. После разрядки частица получает заряд, одинаковый со знаком осадительного электрода. Если величина этого заряда превышает силы сцепления частицы с электродом, то начнут появляться силы отталкивания.

При электрической очистке газов на коронирующий электрод обычно подают выпрямительный ток отрицательной полярности. При этом в межэлектродном пространстве удается поддерживать более высокое напряжение без искрового пробоя, чем при подаче на коронирующий электрод положительного напряжения. Так, КПД электрофильтра составляет 50-80% при положительно заряженном коронирующем электроде и достигает 99,9%, если он заряжен отрицательно.

Электрические фильтры широко применяются для тонкой очистки дымовых газов тепловых электростанций, в чёрной и цветной металлургии и т.д.

1-пылевой бункер
2-осадительный электрод в виде трубы
3-коронированный электрод (2мм)
4-изолятр
К коронирующему электроду через изолятор подводят ток отрицательной полярности.
Осадительный электрод заземляют либо поднимают к плюсовому полюсу (выпрямитель). У поверхоности коронирующего электрода возникает ударная ионизация газа, в результате-коронный разряд с максимальной интенсивностью в области коронирующего электрода.
Под действием электрического поля электроны и молекулы газа двигаются по направлению силовых линий поля, поэтому частица пыли вследствии адсорбции на их поверхности отрицательно заряженных электронов. И под действием электрического поля двигаются к осадительному электроду.
"+": высокая степень очистки (99%); возможность очистки гахов высокой температуры и агрессивности,широкий диапазон крупности пыли,полная автоматизация процесса.
"-": высокая стоимость,большие размеры,необходим высококвалифицированный персонал.

 

Схемы обезвоживания продуктов переработки. Применяемые аппараты. Глубина обезвоживания.

Крупные продукты обогащения – концентраты, промпродукты и отходы с частицами крупнее 10 мм для углей и 3-5 мм для руд – обычно обезвоживают в одну или две стадии дренированием. I стадия обезвоживания осуществляется в обезвоживающих элеваторах или неподвижных грохотах, а II – на подвижных грохотах, в обезвоживающих бункерах или на дренажных складах. Предпочтение отдают грохотам (а). Для предварительного сброса части жидкой фазы суспензии применяют неподвижные прямолинейные или дуговые грохоты. Окончательное обезвоживание осуществляют на механических обезвоживающих грохотах типа ГИСЛ или ГРЛ, применяймых при обезвоживании углей.

Мелкие продукты обогащения – концентраты, промпродукты и отходы, полученные при обогащении углей, обезвоживают в три или четыре стадии (б). I садия обезвоживания (предварительный сброс части жидкой фазы суспензии) осуществляется на неподвижных грохотах, II – на механических обезвоживающих грохотах, а III – в фильтрующих центрифугах, позволяющ снизить конечную влажность до 7-8%. Продукт такой влажности летом отгружают потребителю, а зимой для предупреждения смерзаймости подвергают термической сушке до влажности 3-4%.

Предварительное обезвоживание средне - и мелкозернистых концентратов, получаемых при обогащении жнлезных и марганцевых руд, осуществляется в наклонных реечных и спиральных классификаторах, а окончательное в штабелях, на дренажных складах.

Тонкоизмельченные продукты обогащения руд цветных и черных металлов и некотрых неметалических ПИ обычно обезвоживают в 3 стадии (в). Концентрат сгущают в радиальных сгустителях с подачей флокулянтов. Если в суспензиях, подаваемых на сгущение, значительное содержание песковых фракций, то рекомендуется перед сгустителями устанавливать гидроциклоны для улавливания зернистой фракции. Пески гидроциклонов подают на II стадию обезвоживания на вакуум-фильтры, а слив ГЦ на сгущение. Обезвоживание II стадии осуществляют методом фильтрования на вакуум-фильтрах или фильтр-прессах. Перелив фильтров и фильтрат возвращают в сгуститель. Осадок фильтров подвергают термической сушке (III стадия).

Схема обезвоживания шламовых вод углеобогатительных фабрик, включают операцию флотации (г). Шламовые воды подают на I стадию обезвоживания в радиальные сгустители. Сгущенный продукт идет на флотацию. На некотрых фабриках шламовые воды подают на флотацию, минуя сгущение. Флотоконцентрат обезвоживают на вакуум-фильтрах (II стадия). На некотрых фабриках II стадия осуществляется в осадительных центрифугах. Осадок Вкуум-фильтров и центрифуг обезвоживают методом термической сушки (III стадия). Отходы флотации с целью получения оборотной водыобезвоживают методом сущения с подачей флокулянта, интенсифицирующего скорость осаждения твердой фазы. Сгущенные отходы направляют на II стадию. Отходы подают в отвал, афильтрат и фугат возвращают в сгуститель.

Сточные воды. Формирование состава сточных вод. Предельно допустимые концентрации вредных примесей.

Сточные воды – воды, использованные на хозяйственные и произоводственные нужды и получившие при этом дополнительные примеси, изменившие их химический состав или физические свойства, а также воды, стекающие с территории населенных мест и промышленных предприятий в результате выпадения осадков или поливки улиц.

Хозяйственно-бытовые сточные воды образуются в результате хозяйственной деятельности человека и делятся на двае группы: хозяйственные, поступающие из ванн, душевых и т. п. и фекальные. Хозяйственно-бытовые сточные воды могут содержать минеральные, органические и бактериальные загрязнения. К минеральным загрязнениям относится – песок, шлак, растворы минеральных солей,растворов и щелочей. К органическим относятся остатки пищи, физиологические выделения и т. д. К бактериальным отнсятся бактерии, грибки, водоросли.

Производственные сточные воды образуются в результате использования водопроводной и оборотной воды в производственных процессах обогатительных фабрик и других промышленых предприятий. Они делятся на загрязненные и условно чистые. Производственные сточные воды по составу очень разнообразны. В зависимости от характера производства они могут содержать в различных пропорциях минеральные и органические зарязняющие вещества, в том числе и ядовитые, а также болезнетворные бактерии. Хозяйственно-бытовые и производственные сточные воды подлежат обязательной очистке перед сбрасыванием в водоем.

Атмосферные (дождевые) сточные воды образуются в результате смыва пыли, мусора и т. п. выпадающими атмосферными осадками с поверхности территории населенного пункта или промышленного предприятия. Эти воды содержат в большей степени минеральные и в меньшей степени органические загрязняющие вещества и могут сбрасываться в водоемы без очистки.

ПДК вредных примесей в воде водоема, которая при ежедневном воздействии в течении длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений и заболеваний, а также не нарушает биологического равновесия в водоеме. Для водоемов также установлены нормативные показатели по окраске, наличию плавающих примесей, возбудителей заболеваний, запахам и привкусам, минеральному составу. Содержащиеся в сточных водах примеси могут рассматриваться не только как вещества, вызывающие отрицательные последствия при сбросе в естественные водоемы, но и как вещества, которые при выделении из воды могут иметь самостоятельное народохозяйственные значение.

 

Химический метод очистки сточных вод. Достоинства и недостатки его.

К химическим методам очистки сточных вод можно отнести: коагулирование, нейтрализацию, окисление различных минеральных солей.

Процесс коагулирования и флокулирования. Этим способом производят очистку сточных вод, содержащих примеси мелких взвешенных частиц. Для интенсификации коагулирования применяют осветлители со взвешенным фильтром и с хлопьевидной суспензией и циркуляцией. Сгуститель со взвешенным фильтром состоит из бункера со сливным желобом. Сточные воды подаются в камеру через распределительные кольца в центре камеры, перемешиваются мешалками и направляются к периферии сгустителя, где образуется взвешенный фильтр, задерживающий твердые частицы. Жидкость фильтруется через фильтр, а насыщенный твердыми частицами фильтр опускается вниз и разгружается через шлюзовый затвор. В качестве флокулянта применяют главным образом полиакриламид (ПАА), расход которого составляет 0,4 – 1 мг/л.

Нейтрализация сточных вод с повышенной кислотностью или щелочностью состоит в том, что эти воды нейтрализуют различными методами:

- смешиванием кислот и щелочных вод в требуемой пропорции для получения требуемой рН;

- использованием активной щелочности городских сточных вод или водоемов;

- добавлением требуемых реагентов;

- фильтрацией сточных вод через нейтрализующие материалы.

На фабриках встречаются сточные воды с повышенной кислот­ностью за счет присутствия в них:

1. сильных кислот первой группы (НС1, НNO₃), кальциевые соли которых хорошо растворяются в воде;

2. сильных кислот второй группы (Н₂S0₄, Н₂S0₃), кальциевые соли которых трудно растворяются в воде.

3. слабых кислот (СО,СН₃СООН).

Нейтрализация кислот первой группы не представляет трудностей и осуществляется добавлением известкового молока. Сильные кислоты второй группы нейтрализовать труднее, так как в осадок выпадает много солей типа СаS0₄ (гипса), которые замедляют процесс. Реагентом для нейтрализации кислых вод служит обычная товарная известь после ее гашения и дробления. При нейтрализации фильтрацией применяют фильтры из известняка, мела, доломита, мрамора. Последний метод является простым и наиболее эффективным.

Окисление применяют в том случае, когда другие методы очистки не могут удалить или разрушить вредные примеси. Сточные воды обогатительных фабрик содержат очень ядовитые цианистые соединения. Такие сточные воды обрабатывают гипохлоритом кальция или натрия, хлорной известью, которые вступают в химическую реакцию с цианистыми соединениями и окисляют их. Применяют также электрохимическую обработку путем окисления вредных примесей на аноде или извлечения металла из сточных вод.

Новым и перспективным методом является обработка сточных вод озонированием, позволяющим произвести глубокую очистку сточных вод и повторно использовать их на обогатительных фабриках. Озон (0₃) получается путем воздействия электрического разряда на кислород воздуха. Озон разрушает простые и комплексные цианиды, легко вступает в химические реакции с примесями сточных вод.