Уловлювання пилу сухим способом

Циклонні апарати найбільш поширені в промисловості і характеризуються:

• відсутністю частин, що рухаються, в апараті,

• надійністю роботи при температурі газів до 500°С (циклони виготовляються зі спеціальних матеріалів),

• можливістю уловлювання абразивних матеріалів при захисті внутрішніх поверхонь циклонів спеціальними покриттями,

• уловлюванням пилу в сухому виді,

• майже постійним гідравлічним опором апарата,

• успішною роботою при високих тисках газів,

• простотою виготовлення,

• збереженням високої фракційної ефективності очищення при збільшенні запилованості газів.

Недоліками використання циклонних апаратів є високий гідравлічний опір (1250–1500Па), погане уловлювання часток розміром < 5мкм а також неможливість використання для очищення газів від липких забруднювачів.

Принцип роботи циклона наступний. Газ обертається усередині циклона, рухаючи зверху вниз, а потім рухається нагору. Частки пилу відкидаються відцентровою силою до стінки, що у тисячі разів перевищує силу ваги і тому навіть маленькі частки пилу не в змозі випливати за газом.

Ефективність уловлювання часток пилу в циклоні прямо пропорційна швидкості газів і зворотно пропорційна діаметру апарата. Процес доцільно вести при великих швидкостях і невеликих діаметрах, однак збільшення швидкості може привести до віднесення пилу з циклона і різкому збільшенню гідравлічного опору. Тому доцільно збільшувати ефективність циклона за рахунок зменшення діаметра апарата, а не за рахунок росту швидкості газів. Оптимальне співвідношення H/Dц=2–3.

У промисловості розділяють циклони на високоефективні і високопродуктивні. Перші ефективні, але вимагають великих витрат на здійснення процесу очищення; циклони другого типу мають невеликий гідравлічний опір, але гірше уловлюють дрібні частки.

На практиці широко використовують циклони – циліндричні (з подовженою циліндричною частиною) і конічні (з подовженою конічною частиною). Циліндричні відносяться до високопродуктивних апаратів, а конічні – до високоефективного. Діаметр циліндричних циклонів не більш 2000мм, а конічних – не більш 3000мм.

При великих витратах газів, що очищаються, застосовують групове компонування апаратів, що дозволяє не збільшувати діаметр циклона і, тим самим, позитивно впливати на ефективність очищення. Запилений газ у такого типу циклонах входить через загальний колектор, а потім розподіляється між циклонними елементами.

Об'єднання великого числа малих циклонів (мультициклонів) у групу називається батарейними циклонами. До збільшення ефективності очищення приводить зниження діаметра циклонного елемента, що має діаметри 100, 150, чи 250мм. Оптимальна швидкість газів в елементі лежить у межах 3,5–4,75м/с, а для прямоточних циклонних елементів 11–13м/с.

Основною відмінністю вихрових пиловловлювачів від циклонів є наявність допоміжного газового потоку, що закручується. Як і в циклонів, ефективність вихрових апаратів зі збільшенням діаметра падає. Серед переваг вихрових пиловловлювачів можна виділити відсутність абразивного зносу внутрішніх поверхонь апарата, можливість очищення газів високої температури за рахунок використання холодного вторинного повітря, можливість регулювання процесу сепарації пилу за рахунок зміни кількості вторинного газу. До недоліків відноситься необхідність додаткового дуттєвого пристрою, а також збільшення загального обсягу газів, що проходять через апарат.

Очищення газів від пилу в динамічних пиловловлювачах здійснюються за рахунок відцентрових сил і сил Кориоліса, що виникають при обертанні робочого колеса тягодуттєвого пристрою. Динамічний пиловловлювач споживає енергії більше за звичайний вентилятор з ідентичними параметрами продуктивності і напору.

Жалюзійні пиловловлювачі мають ґрати, що складаються з рядів чи пластин кілець. Газ, що очищається, проходячи через жалюзійні ґрати, робить різкі повороти. Пилові частки внаслідок інерції прагнуть зберегти первісний напрямок, що приводить їх до відділення великих часток з газового потоку, тому ж сприяють їхні удари об похилі площини ґрат, від яких вони відбиваються і відскакують убік від щілин між лопатами жалюзі. У результаті чого гази поділяються на два потоки: пил міститься в потоці, що відсмоктують і знову зливають з основною частиною потоку після очищення в циклоні. На ступінь очищення впливає швидкість газу перед жалюзійними ґратами і швидкість руху газів, що відсмоктуються в циклон. Звичайно жалюзійні пиловловлювачі застосовують для уловлювання пилу з розміром часток >20мкм. Недолік ґрат – знос пластин при високій концентрації пилу. Ефективність уловлювання часток залежить від ефективності самих ґрат і ефективності циклона, а також від частки газу, що відсмоктується в ньому.

Ротаційні пиловловлювачі відносяться до апаратів відцентрової дії, що одночасно з переміщенням повітря очищають його від фракцій пилу крупніше 5мкм. Вони відрізняються великою компактністю, у результаті чого при монтажі й експлуатації не потрібно додаткових площ, необхідних для розміщення пиловловлюючих пристроїв при переміщенні запиленого потоку звичайним вентилятором. Однак широке поширення пиловловлювачі ротаційної дії не одержали через відносну складність конструкції і процесу експлуатації в порівнянні з іншими апаратами сухого очищення газів від механічних забруднювачів.

В основі роботи пористихфільтрів лежить процес фільтрації газу через пористу перегородку, у ході якого тверді частки затримуються, а газ цілком проходить крізь неї. Фільтруючі перегородки дуже різноманітні за структурою, але в основному вони складаються з волокнистих чи зернистих елементів і підрозділяються на: гнучкі, напівтверді і тверді пористі перегородки.

Електричне очищення – один з найбільш цілковитих видів очищення газів від зважених у них часток пилу і тумана. Цей процес заснований на ударній іонізації газу в зоні коронуючого розряду, передачі заряду іонів часткам домішок і осаджені останніх на осаджуючих і коронуючих електродах. Забруднені гази, що надходять у електрофільтр, є частково іонізованими і здатні проводити струм, потрапляючи в простір між двома електродами. При збільшенні напруги іони, що рухаються, і електрони, прискорюючись, зіштовхуються з молекулами газу, іонізують їх, перетворюючи нейтральні молекули в позитивні іони й електрони. Останні, в свою чергу, прискорюючись, іонізують нові молекули газу (процес ударної іонізації газу). Аерозольні частки, що надійшли в зону електродів електрофільтра, адсорбують на своїй поверхні іони, здобуваючи електричний заряд протилежного знака. Негативно заряджені аерозольні частки рухаються до осаджуваного електрода під дією аеродинамічних і електричних сил, а позитивно заряджені частки осідають на негативному корону чому електроді. Основна маса пилу осаджується на позитивному осаджувальному електроді. На процес осадження пилу на електродах впливає електричний опір шарів пилу, що залежить від вологості запиленого газу.

Конструкцію електрофільтрів визначають наступні умови роботи: склад і властивості газів, що очищаються, концентрація і властивості зважених часток, параметри газового потоку, необхідна ефективність очищення і т.д..

У промисловості використовують конструкції сухих і мокрих електрофільтрів. Сухі рекомендується застосовувати для тонкого очищення газів від пилу різних видів.

Для очищення вентиляційних викидів від різних пилів з малою концентрацією забруднювачей застосовують двохзонні електрофільтри. Для очищення вентиляційних викидів від пилу, туманів мінеральних мастил, пластифікаторів і ін. застосовують електричні туманоуловлювачи.