Аспирация помольных агрегатов

Важной проблемой современного производства является защита окружающей среды от выбросов пыли и вредных газов в атмосферу. Наряду с защитой окружающей среды при очистке отходящих промышленных газов от содержащихся в них твердых и жидких взвешенных частиц достигается снижение безвозвратных потерь сырья и готовых конечных порошкообразных и жидких продуктов, уменьшается износ оборудования, улучшаются условия труда в производственных цехах и на территории завода.

При высокой концентрации пыли полидисперсного состава в запыленных газах и аспирационном воздухе применяют его очистку в несколько стадий, что позволяет резко понизить содержание пыли в очищенных газах. В качестве первой стадии очистки применяют инерционные пылеосадители (пылеосадительные камеры и аспирационные шахты), принцип осаждения пыли в которых заключается в резком уменьшении скорости и изменении направления газового потока за счет прохождения его по камере, имеющей сечение значительно большее, чем сечение подводящего к ней трубопровода. Пыль, содержащаяся в движущемся газе, выпадает за счет сил гравитации. Благодаря изменению направления движения газа в камере пыль по инерции движется к глухой стенке и, ударяясь о нее, оседает в бункер, откуда она периодически удаляется через систему затворов.

На второй стадии очистки могут применяться циклоны различной конструкции, осаждение пыли в которых происходит за счет центробежной силы, возникающей при «закручивании» в цилиндрической части циклона газового потока, входящего в циклон с большой скоростью тангенциально к его корпусу. Наличие в циклоне специального устройства типа «улитка» усиливает центробежную силу, действующую на частицы пыли. В цементной промышленности получили распростра­нение конструкции циклонов ЦН15 — конструкции НИИО-Газ, ЦП2 и др.

Циклоны рассчитаны на следующие параметры:

Начальная запыленность, не более 400 г/м

Давление или разрежение в аппара­те, не более 2,5 кПа

Температура газа, не выше 673 К (400 °С)

В зависимости от угла наклона крышки и входного угла пат­рубка выпускаются циклоны:

ЦН-15 и ЦН-15у (укороченный) с углом наклона 15 °;

ЦН-24 с углом наклона 24 °;

ЦН-11 суглом наклона 11 °.

В одну ступень очистки включают обычно параллельно не­сколько циклонов. Циклоны НИИОГаз применяют на первой и второй стадиях очистки.

Коэффициент гидравлического сопротивления циклонов кон­струкции НИИОГаз составляет: ЦН-15 - 1,1 кПа, ЦН-24 - 0,6 кПа, ЦН-11 - 1,8 кПа.

Допускаемая запыленность для слабослипающейся пыли в за­висимости от диаметра циклона должна, по данным НИИОГаз, быть не более:

Диаметр циклона, мм 100 200 400 600

Запыленность, г/м 60 150 200 300

Объединенные параллельно в общем корпусе циклоны малого диаметра 100, 150 или 254 мм образуют батарейные циклоны, ко­торые способны более эффективно улавливать тонкодисперсные частицы. Производительность батарейного циклона определяется в зависимости от диаметра и количества применяемых циклонных элементов. Начальная запыленность газов, поступающих в бата­рейный циклон, до 100 г/м³. Температура не более 673 К (400 °С).

В зависимости от количества газов, поступающих на обеспыливание от данного оборудования, может быть установлено несколько циклонов, работающих параллельно. В этом случае их обычно соединяют в батарею из двух-восьми циклонов. Для достижения большей степени очистки применяют батарейные циклоны, которые собирают из циклонов небольшого диаметра в группу из 25 элементов и больше обычно в одном корпусе. В этом случае степень очистки запыленного воздуха может достигать 95%. Циклоны и батарейные циклоны можно применять для обеспыливания отходящих газов вращающихся печей небольшой производительности и сушильных барабанов, избыточного воздуха из колосниковых переталкивающих холодильников, аспирационного воздуха из мельниц и транспортного оборудования в основном перед рукавными или электрофильтрами.

Для выделения из дымовых газов и запыленного воздуха материалов, не вступающих во взаимодействие с водой в процессе осаждения (например, угольная пыль), широко применяются гидроциклоны.

На заключительном этапе очистки дымовых газов и запыленного воздуха применяют электрофильтры или рукавные фильтры, позволяющие довести степень очистки газов до 99% и выше. Максимальная температура поступающих на очистку в электрофильтр газов не должна быть выше 200-400°С, причем она зависит от конструкции и типа коронирующих и осадительных электродов. Электрофильтры различают по направлению на вертикальные и горизонтальные. В цементной промышленности чаще применяют горизонтальные электрофильтры, позволяющие производить очистку взрывобезопасных, негорючих газов при более высоких скоростях их движения в рабочем сечении фильтра. Эффективность работы электрофильтра, степень очистки в нем газов сильно зависят от влажности этих газов, так как при увеличении содержания паров воды они лучше ионизируются, создавая в электрическом поле устойчивый коронный разряд, ускоряющий осаждение частиц пыли на электродах. Снижение температуры влажного воздуха до температуры точки росы очень опасно, наличие капель воды может вызвать налипание пыли на стенках газоходов и электродах, их замазывание и выход из строя. Степень очистки газов в электрофильтрах достигает 98-99% при больших объемах очищаемого от пыли газа, они имеют небольшое сопротивление движению воздуха, в них наиболее полно улавливаются частицы размером меньше 10 мкм.

Наибольшее применение на цементных заводах при обеспыливании запыленных газов и воздуха нашли рукавные фильтры, позволяющие в сочетании с циклонами очищать аспирационный воздух на 99% и выше. Фильтр обычно разделен на несколько секций (2-20), в каждой из которых объединено по 8-20 рукавов. Вентилятором, установленным за рукавным фильтром, в верхней и средней его части между рукавами создается разряжение, за счет которого в нижнюю часть фильтра через циклон по воздухопроводам из мельницы или других мест образования пыли и отбора воздуха, снизу вверх в рукава поступает запыленный аспирационный воздух, который, проходя через плотную ткань рукавов в средней части фильтра, очищается от пыли. Для удаления осевшей пыли рукава периодически интенсивно встряхиваются, пыль осаждается в приемный бункер. К преимуществам применения рукавных фильтров относятся их высокая надежность в работе, высокая степень очистки отходящих газов, сравнительно невысокое потребление электроэнергии, простота обслуживания, возможность их применения в большом диапазоне производительности. К их недостаткам относят большое аэродинамическое сопротивление фильтрующей ткани, резкое понижение ее стойкости с повышением температуры обеспыливаемых газов, чувствительность к подсосам холодного воздуха и быстрое замазывание ткани пылью при наличии водяных паров.

Для эффективной работы пылеулавливающего оборудования, работающего в основном под разряжением, создаваемым дымососами или всасывающими вентиляторами, необходимо постоянно следить за уплотнением всех трактов и переходов в трубопроводах с целью максимально снизить подсосы наружного воздуха, контролировать состояние и своевременно восстанавливать теплоизоляцию воздухопроводов и пылеулавливающих агрегатов с целью предотвращения снижения температуры обеспыливаемых газов ниже точки росы, налипания влажной пыли на электроды, рукава, стенки трубопроводов и их замазывания.