Очистка воздуха от газовых выбросов

 

Основным направлением охраны окружающей среды, в том числе и атмосферного воздуха от вредных выбросов должна быть разработка малоотходных и безотходных технологических процессов. Однако та­кую задачу следует полагать стратегической и рассчитанной на дли­тельный период. А в настоящее время наиболее распространенным и технически более простым решением указанной проблемы является разработка эффективных систем очистки, улавливания и переработки газообразных, жидких и твердых примесей.

1. Общая эффективность очистки определяется по соотношению:

Э = (с_вх - с_вых)/с_вх,

где с_вх , с_вых – массовые концентрации примеси в газе до и после аппарата.

 

2. Если последовательно соединено несколько аппаратов, то общая эффективность составит:

 

Э = 1 – (1 – Э₁) (1 – Э₂) …(1 – Э_n)

 

где Э₁, Э₂, …Э_n – эффективность очистки 1-го, 2-го и n-го аппаратов.

 

 

Классификация способов очистки газовых выбросов

 

 

		Системы и методы очистки газовых выбросов

 

 

 

	от пылей

		от туманов

 

 

 

	Электрофильтры

 

 

 

Понятие о предельно допустимом выбросе (ПДВ).

 

 

Если на границе нормативной СЗЗ предприятия выполняет условие:

 

С_м = ПДК_м.р. – с_ф

 

тогда ПДВ = М, а с_м = (ПДК – с_ф), то формула для расчета максимальной приземной концентрации примет вид:

 

 

Сухие пылеуловители.

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 использу­ются для очистки от крупных частиц пыли и применяют в основном для предварительной очистки воздуха. Эффективность улавливания в них 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. Внихчастицы 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 при скоростях газового по­тока от 5 до 20 м/с. По кон­струкции циклоны подраз­деляются на циклические, конические и прямоточ­ные.

 

 

 

Циклический циклон 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.

 

В основе работы пористых фильтров, предназначенных для тонкой очистки воздуха, лежит процесс тонкой фильтрации газов через пористую перегородку, в результате чего пористые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее. Из пористых фильтров наиболь­шее распространение получили ру­кавные фильтры, что обусловлено и созданием в последнее время новых температуростойких и устойчивых к воздействию агрессивных газов тка­ней, например, стекловолокно вы­держивает температуру 250°С.

 

Корпус фильтра пред­ставляет собой металлический шкаф, разделенный вертикальными перего­родками на секции, в каждой из ко­торых размещена группа фильтрую­щих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, со­единенной с встряхивающим меха­низмом. Внизу имеется бункер со шнеком для выгрузки пыли.

 

Мокрые пылеуловители.

 

Указанные устройства имеют одну весьма важную особенность: они обладают высокой эффективностью очист­ки от мелкодисперсной (менее 1 мкм) пыли. Имеются и другие досто­инства, среди которых: 1) относительно небольшая стоимость и высо­кая эффективность улавливания взвешенных частиц; 2) возможность очистки газов при относительно высокой температуре и повышенной влажности, а также при опасности возгорания и взрывов очищенных газов или уловленной пыли. В качестве существенного недостатка мож­но указать на то, что уловленная пыль представлена в виде шлама. Большое распространение (в основном из-за простоты конструк­ции получили полые форсуночные скрубберы. Они представляют собой колонну круглого сечения, в которой осуществляется контакт между запыленным газом и каплями жидкости (обычно водой). Высота скруббера составляет 2,5 его диаметра.

 

 

 

В основе скруббера Вентури лежит одноименная трубка. Эта конструкция оснащена сепаратором и орошается внутри жидкостью. Иногда вместо сепаратора используются каплеуловители и укороченные циклоны. Трубка Вентури плавно сужается на входе, образуя конфузор, и так же плавно расширяется на выходе, являясь при этом диффузором. Сужение в сечении трубы Вентури называется горловиной. Конструкция трубы Вентури выполнена основываясь на законах аэродинамики.

Принцип работы скруббера Вентури основывается на том, что газ для очистки поступает в конфузор, двигаясь к горловине трубы набирает скорость, смешивается с промывочной жидкостью и пыль осаждается на каплях, поступая в диффузор. На каплеуловителе происходит сепарация. При этом скорость потока жидкости меньше потока пыли. Скорость газа в горловине может составлять от 30 до 200 м/c.

 

Электрофильтры.

 

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.

 

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.