Beton-zavod-ivanteevka.ru

БЕТОННЫЙ ЗАВОД "РБУ ИВАНТЕЕВКА"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Системы улавливания пыли для промышленных отработанных газов

Системы улавливания пыли для промышленных отработанных газов

При работе промышленных установок и установок для сжигания высвобождается значительное количество пыли, которая удаляется после пропускания через обеспыливающее оборудование. Прежде всего оно применяется на цементных заводах, электростанциях, предприятия черной и цветной металлургии, заводах по производству извести и химической, пищевой и легкой промышленности.

Промышленная пыль весьма многообразна по происхождению, составу и размеру частиц (0,1–1000 мкм). По своей дисперсности она подразделяется на 5 групп:

  • очень крупнодисперсная (˃ 140 мкм),
  • крупнодисперсная (песок) (10–140 мкм),
  • среднедисперсная (10–40 мкм),
  • мелкодисперсная (молотый перец) (1–10 мкм),
  • очень мелкодисперсная (˂ 1 мкм).

Применение различных типов осадителей и фильтров зависит от состава пыли, ее концентрации, габаритных условий и выбора параметров. Поэтому выбор пылеулавливающего оборудования — это процесс, в ходе которого необходимо анализировать значительное количество факторов.

Чем ближе всасывающее отверстие расположено к источнику пыли, тем эффективнее становится учет количества пыли, поскольку скорость всасывания уменьшается при удалении от источника ее появления.

Способы улавливания пыли

Для улавливания пыли из потоков газов используются различные способы:

  • механический;
  • сухой;
  • мокрый;
  • с помощью электрофильтров.

Механическое обеспыливание

Механическое обеспыливание газов основано на осаждении частичек пыли под действием силы тяжести или инерции и центробежной силы. Осадители, функционирование которых обеспечивается под действием силы тяжести, целесообразно применять для улавливания больших частичек (0,02 мм). При этом различают поперечные, противоточные, отклоняющие осадители и осадители кольцевого зазора. Скорость осаждения варьируется в зависимости от размера и поверхности частичек пыли. Содержащий пыль газ для очистки поступает сверху или сбоку в осадительную камеру. Благодаря увеличению ее объема снижается скорость воздуха, и грубая пыль осаждается под действием силы тяжести. У этих аппаратов низкое аэродинамическое сопротивление, простая и безотказно работающая конструкция, не требующая значительных затрат при эксплуатации. Их недостатки — громоздкость конструкции и невысокий уровень очистки. Поэтому их в основном применяют на стадии предварительной обработки загрязненного воздуха.

В инерционный пылеуловитель воздух также поступает сбоку или сверху и наталкивается на препятствие. При этом грубые частички отходят от потока воздуха и осаждаются. Эти осадители, как и устройства, действующие на основе силы тяжести, предназначены для удаления грубой пыли. Они способны улавливать частицы размером 40–50 мкм, однако неэффективны для задержания мелких фракций на стадии предварительной очистки.

Наиболее известными центробежными осадителями являются циклоны с диаметром 0,02–5 м, которые могут эксплуатироваться при температуре до 900 ºС. При этом частички стремятся сохранить направление своего движения. Загрязненный пылью воздух подается в цилиндрический циклон тангенциально, а центробежная сила отбрасывает частички к внешней стенке, и благодаря воронкообразной форме циклона в нижней его части они осаждаются. Одновременно повышается скорость потока и в середине циклона возникает восходящее вверх завихрение воздуха. Очищенный воздух исходит из его верхней части.

Центробежные осадители обеспечивают удаление грубых частичек. Преимущества циклонов наряду с сухим улавливливанием:

  • отсутствие движущихся частей;
  • надежная работа при температуре до 500 ºС и высоком давлении;
  • простота конструкции и ремонтоспособность;
  • эффективная работа даже при высоких концентрациях пыли.

Мокрые способы удаления пыли

При мокрых способах удаления пыли ее частички вступают в контакт с промывной жидкостью, соединяются с ней и удаляются из потока газа. Для такой обработки применяются различные устройства: струйный или вихревой промыватель, скруббер Вентури и ротационный скруббер. Их работа энергозатратна, но они осаждают частички размером более 1 мкм. Поэтому такие конструкции целесообразно использовать после предварительной очистки от грубых частиц и для одновременной очистки от пыли и осаждения вредных компонентов.

Применяя этот способ, важно понимать, требуется ли энергия, чтобы добиться специфической поверхности формы капли воды.

Потребность в энергии зависит от типа применяемого оборудования и так называемого размера частиц определенной фракции. Этот способ позволяет улавливать 99 % частиц размером около 5 мкм.

В фильтрующих устройствах для очистки воздуха его пропускают через проницаемый пористый слой (фильтрующий слой), который задерживает пыль и пропускает поток газа. Их целесообразно использовать на завершающей стадии, так как они обеспечивают высокий уровень сепарации (более 98 %). При этом наблюдается глубокая или поверхностная фильтрация с образованием осадка, который потом удаляется. К этим устройствам относятся тканевые фильтры, отличающиеся высокой производительностью. В этом случае частички пыли остаются со стороны набегающего потока. Через ритмические промежутки времени образующийся осадок удаляется. Эти фильтры предпочтительно используют для очистки от тонкой пыли.

Фильтрующей средой чаще всего служат гофрированные бумажные, полиэфирные и полипропиленовые холсты, имеющие различные покрытия. Благодаря этому большие фильтрующие поверхности концентрируются на маленьком пространстве. Поэтому эти устройства отличаются очень компактной конструкцией. Они применяются для очистки незначительного количества газов, содержащих тонкую пыль. Для большого количества газов используют многокамерные конструкции. Для регенерации патронных фильтров прибегают к очистке толчками давления или промывке под низким давлением.

Картриджные фильтры используют в химической, фармацевтической, пищевой и горной промышленности, дерево- и металлообработке и других отраслях. Они способны задерживать 99,9 % частиц размером до 1 мкм, в том числе при сильной запыленности и агломерационную пыль. По качеству очистки картриджные фильтры более эффективны по сравнению с рукавными, которые можно очищать в процессе работы и эксплуатировать в широком диапазоне температур. Кстати, стоят они недорого, однако требуют больших затрат на обслуживание и утилизацию фильтрпатронов.

Еще одним вариантом устройств для улавливания пыли являются рукавные фильтры цилиндрической формы диаметром 127, 220 и 300 мм и длиной до 12 м. Они преимущественно используются для очистки воздуха с температурой до 250 ºС при высоком содержании тонкой и грубой пыли. Очистку загрязненных фильтров осуществляют импульсами сжатого воздуха или продувным воздухом.

Преимущества рукавных фильтров:

  • высокая степень очистки при любом давлении газов и любых концентрациях взвешенных частиц;
  • возможность обработки газов, нагретых до высокой температуры,
  • наличие условий для полной автоматизации процесса;
  • стабильность работы даже при изменяющихся параметрах очищаемых газов;
  • высокая химическая устойчивость благодаря использованию соответствующих материалов.

В то же время эти устройства обладают и недостатками, в частности это:

  • необходимость периодической замены фильтрующих перегородок;
  • относительно высокий расход энергии на очистку;
  • габаритные размеры оборудования;
  • относительно сложная эксплуатация.
Читайте так же:
Что лучше бетонная или цементная стяжка пола

Применение электрофильтров

Принцип действия электрообеспыливания основан на том, что электрически заряженные частички пыли притягиваются к противоположно заряженному электроду и связываются. Осажденные частички откладываются на электродах осаждения и могут дополнительно перемещаться приспособлением для выбивания пыли или пленкой жидкости.

Электростатические осадители отличаются хорошей производительностью и не оказывают влияния на содержание пыли в неочищенном газе. С его помощью можно осаждать частички размером более 1 мкм. Их прежде всего применяют для процессов с высокой температурой отработанного газа и больших их объемов (крупные промышленные установки для получения энергии путем сжигания ископаемых и биогенных энергоносителей, цементные обжиговые печи, печи для спекания железной руды).

Электрофильтры (сухие и мокрые, трубчатые и пластинчатые, одно- и двузонные, одно- и многосекционные, одно- и многопольные) преимущественно имеют горизонтальную конструкцию и различные параметры в зависимости от целей и отрасли (энергетика, металлургия, производство стройматериалов и др.). Маленькие устройства находят применение в деревообрабатывающей промышленности в нагревательных котлах, отапливаемых биомассой, или при термическом сжигании мусора. Их также целесообразно использовать в сталелитейной промышленности, системах охлаждения в установках для спекания, при обеспыливании помещений и конвертеров, в электродуговых и доменных печах. Они содействуют регенерации ресурсов на цементных заводах, установках для переработки угля, химическом и нефтехимическом оборудовании.

К другим преимуществам электрофильтрации относятся:

  • незначительное падение давления;
  • оптимизированная с точки зрения использования энергии работа установок, согласованная с остаточным содержанием пыли;
  • надежная эксплуатация установок для электрофильтрации;
  • возможность обработки газов с температурой до 450 ºС и объемом потоков до 4,5 млн м3/час;
  • длительная эксплуатация при незначительных затратах на техническое обслуживание и поддержание оборудования в исправном состоянии;
  • универсальные возможности применения в различных отраслях промышленности и энергетике;
  • возникновение надежного напряжения благодаря неразрушаемым коронирующим электродам с преимущественно отрицательной полярностью.

Недостатки электрофильтрации:

  • высокая стоимость установок;
  • невозможность обработки взрывоопасных газов;
  • значительная металлоемкость;
  • необходимость в специальном агрегате для электропитания;
  • существенная потребность в площади.

Автор: Александр Яковлевич Макаров, кандидат социологических наук, менеджер по стратегическому планированию, OMD.

Источник: «Журнал главного инженера», №5, 2019 (часть статьи)

Убедитесь, что вы подписаны на журнал и вся необходимая информация — под рукой!

18. Методы очистки газов от выбросов. Очистка газов от пыли. Пылеулавливающие аппараты.

Очистка газа – отделение от газа и превращение в безвредное загрязняющего вещества, поступающего из промышленного источника.

Классификация методов очистки:

1. по типу процесса: абсорбционные, хемосорбционные, адсорбционные, каталитические

2. по характеру процесса: регенерационные, нерегенерационные

3. по типу получаемого продукта

4. по виду загрязнений (пыль, аэрозоли, туманы, газы). И т.д.

Пыль, образующаяся в результате различных технологических процессов, вредны для здоровья и наносит материальн ущерб нар хоз-ву.

Улавливание пыли возможно сухим и мокрым способом с пом различных пылеулавливающих аппаратов. В зависимости от дисперсного состава загрязнений исп-ют следующие аппараты для очистки газов (пылеулавливающие аппараты):

механические: циклоны, вихревые, ротационные, радиальные

гидравлические: центробежные, механические, турбулентные, скрубберы, барботажные и пенные

фильтрационные: тканевые фильтры, зернистые, волокнистые

Сухие методы очистки.

пылеуловители: инерционные, динамические, вихревые.

фильтры: волокнистые, тканевые, зернистые, керамические.

Мокрые методы очистки.

газопромыватели: полые, насадочные, тарельчатые, ударно-инерционного действия, центробежные, механические, скоростные.

Электрические методы очистки.

К механическим очистным устр-вам относятся гравитационные и инерционные пылеуловители. Частицы в циклонных аппаратах выделяются под действием центробежной силы в процессе вращения газового (воздушного) потока в корпусе уловителя. Эффективность работы циклона зависит от размеров частиц пыли (при 4-5 мкм – 60%; при 10мкм – 80%; при 30-40 мкм – до 95%).

Гидравлические очистные устр-ва основаны на процессе мокрого пылеулавливания за счет контакта запыленного газового потока с жидкостью. По принципу работы гидравлич аппараты: полые и насадочные (скрубберы), барбатажные и пенные, динамические и турбулентные и др.

Фильтрационные очистные устр-ва основаны на прохождении газа через пористую перегородку (фильтр), в ходе которого взвешенные частицы задерживаются фильтром, а газ проходит через него. «+» фильтрационного метода: высокая степень очистки, относительная простота конструкции. «-«: громоздкость оборудования. Фильтры для пылеулавливания: тканевы, зернистые, волокнистые.

Электрофильтр – устр-во, в котором улавливание взвешенных частиц происходит под воздействием электростатических сил. +: универсальность, -: высокая стоимость, невозможность проводить очистку взрывоопасных газов.

((Метод конденсации: применяют для улавливания паров и летучих растворителей. В основе метода лежит явление уменьшения давления насыщенного пара растворителя при понижении температуры. Достоинства: простота аппаратурного оформления и эксплуатации установки. Недостатки: взрывоопасность процесса, высокие расходы холодильного реагента и электроэнергии, низкий вывод растворителей.

Метод компримирования базируется на том же явлении, что и метод конденсации, но применительно к парам растворителей, находящихся под высоким давлением. Недостатки: сложность аппаратурного выполнения, невозможность работы с парами с низкой концентрацией.))

Очистка от пыли и аэрозолей

В процессах пылеулавливания существенное значение имеют размеры частиц пыли, их плотность, заряд, удельное сопротивление, адгезионные свойства, смачиваемость и т. п.

По размеру твердых частиц выделяют следующие виды пыли: 1 — более 10 мкм, 2 — 0,25-10 мкм, 3 — 0,01-0,25 мкм, 4 — менее 0,01 мкм. Эффективность пылеулавливания мелких частиц меньше 50-80%, крупных больше — 90-99,9%.

Пылеуловители. Их два типа: сухие и мокрые. Сухим путем пыль улавливают пылеосадительные камеры, циклоны, вихревые циклоны, электрофильтры и др. Для очистки от пыли мокрым способом применяют пенные аппараты, скрубберы Вентури и др.

Предельно допустимая масса сжигаемого топлива (ПДТ) при выбросе продуктов сгорания в воздух рассчитывается по формуле:

Сухие пылеуловители. Пылеосадительные камеры. Это наиболее простейшие аппараты, использующие для осаждения пыли поле гравитации, а при установке перегородок — инерционное поле. Эффективность улавливания пыли размером более 25 мкм 50-80%. Для очистки горячих дымовых газов от пыли с размером более 20 мкм при температуре 450-600 о С используются жалюзные пылеотделители. В них отделение пыли от основного потока газа происходит за счет инерционных сил, возникающих при резком повороте очищаемого газового потока, когда он проходит через жалюзи решетки. Эффективность очистки достигает 80%.

На рисунках 4.1 и 4.2 показана схема циклона (греч. kyklon вращающийся) и скруббера (англ. scrub — скрести) Вентури соответственно для сухого и мокрого способов пылеулавливания.

Читайте так же:
Чистый цемент с водой

Рис. 4.2. Скруббер Вентури для мокрой очистки газа от пыли:
1 — сопло Вентури; 2 — форсунки для ввода жидкости; 3 — каплеуловитель

Рис. 4.1. Циклон для сухой очистки воздуха от пыли:
1 — патрубок для ввода газа; 2 — корпус; 3 — выходная труба; 4 — бункер

Циклоны. Это основной вид аппаратов для улавливания пыли, которые для ее осаждения используют центробежное поле. В циклон газовый поток вводится через патрубок 1 по касательной к внутренней поверхности корпуса циклона 2 (рис. 4.1). Поток совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру 4. Частицы пыли под действием центробежной силы образуют на стенке циклона пылевой слой, который осыпается и попадает в бункер. Газовый поток, освободившись от пыли, образует вихрь и через трубу 3 покидает циклон. Бункер при его накоплении периодически разгружается от пыли.

Производительность циклона Q (0,5-50 тыс. м 3 /ч) определяется диаметром его цилиндрической части D: Q = (1/4)tcD 2 w, где w — скорость движения газа в циклоне, w = 4 м/с. От размера этого диаметра зависят остальные габариты циклона: высота (2-2,3)D, высота конуса (1,7-2)D, общая высота (4,2-4,6)D. Диаметр D выбирают в пределах от 20 до 300 см.

Избыточное давление газов, поступающих в циклон, не должно превышать 2500 Па, температура — не выше 400 о С. Допустимая входная концентрация слабо слипающейся пыли — около 1000 г/м 3 , среднеслипающейся — до 250 г/м 3 . Эффективность очистки газов от пыли более 5 мкм в цилиндрических циклонах 80-90%. Обычно их используют для предварительной очистки газов перед электрофильтрами и фильтрами. При очистке больших объемов газов применяют батареи, состоящие из необходимого числа параллельно установленных циклонов.

Ротационные пылеуловители Это аппараты центробежного действия типа вентиляторов особой конструкции. Их используют для очистки газов от пыли с размером частиц более 5 мкм. Они обладают большой компактностью. Более перспективной модификацией являются противопроточные ротационные пылеотделители. Их размеры в 3-4 раза меньше, чем у циклонов, а энергозатраты меньше на 20-40%. Однако сложность конструкции и процесса эксплуатации затрудняет их широкое распространение.

Вихревые пылеуловители. Это тоже аппараты центробежного действия, которые в качестве завихрителя газовых потоков используют наклонные сопла или лопатки. Они способны очищать большие объемы газов от тонких фракций пыли, меньше 3-5 мкм. Эффективность очистки достигает 99%. Она мало зависит от содержания пыли в пределах до 300 г/м 3 .

Электрофильтры. Они представляют собой устройства с набором трубчатых осадительных, положительно заряженных электродов (анодов), внутри которых по их осевому центру расположены тонкие стержни (струны) коронирующих, отрицательно заряженных электродов (катодов). Между этими электродами, представляющими цилиндрический электрический конденсатор, источником постоянного тока создается электрическое поле высокой напряженности, до 50-300 кВ/м. В этом сильном электрическом поле при столкновении заряженных частиц с молекулами происходит ударная ионизация газа. Однако до пробоя газа напряженность поля не повышают, т.е. создают условия для коронного разряда в газе. Аэрозольные частицы, поступающие в зону между катодом и анодом, адсорбируют образующие ионы, приобретают электрический заряд и движутся к электроду с противоположным зарядом. Так как площадь стержня (катода) значительно меньше площади трубки, плотность тока у катода будет значительно больше, чем у анода. Коронный разряд преимущественно локализуется у катода. Это приводит к значительно большему разряду катионов и образованию отрицательно заряженных аэрозольных частиц. Поэтому примеси в основном движутся к аноду и осаждаются на нем. Отсюда понятны названия: коронирующий и осадительный электроды.

При пропускании газа и примесей через электрофильтр скорость их потока обычно задают в пределах от 0,5 до 2 м/с. Скорость движения заряженных частиц к электродам зависит от их размера, заряда и напряженности электрического поля. При напряженности поля 150 кВ/м она составляет от 0,01 до 0,1 м/с для частиц с диаметром соответственно от 1 до 30 мкм. На электродах хорошо осаждаются и затем легко удаляются встряхиванием пыли с удельным сопротивлением от 10 до 10 Ом-см. При меньших его значениях частицы пыли легко разряжаются на электроде, перезаряжаются и возвращаются обратно в газовый поток. Пыли с удельным сопротивлением более 10 Ом-см медленно разряжаются на электродах, препятствуют осаждению новых частиц и улавливаются труднее всего. В этом случае используют увлажнение газа.

Электрофильтры используются для тонкой очистки газов от пыли и тумана. Сухие электрофильтры имеют производительность от 30 до 1000 м 3 /ч. Они способны очищать газы с эффективностью до 99,9% при содержании пыли до 60 г/м 3 и температуре газа до 250 о С.

Фильтры. Их конструкции различны. Однако у всех фильтров основным элементом является пористая перегородка — фильтроэлемент. По виду материала перегородки различают: зернистые, гибкие, полужесткие, жесткие фильтры.

Зернистые фильтры из гравия, кокса, песка используют для очистки газов от крупных фракций пыли, создаваемых дробилками, грохотами, мельницами и др. Эффективность очистки — до 99,9%.

Гибкие пористые фильтроэлементы — это ткани, войлоки, губчатая резина, пенополиуретан. Ткани и войлоки чаще всего изготавливают из синтетических волокон, стеклянных нитей, получая такие ткани, как нитрон, лавсан, хлорин, стеклоткань. Их широко используют для тонкой очистки газов с исходным содержанием пыли 20-50 г/м 3 . Эффективность очистки — 97-99%.

Жесткие фильтроэлементы изготавливают из пористой керамики и пористых металлов. Они незаменимы при очистке от примесей горячих и, агрессивных газов.

Полужесткие фильтры типа вязаных металлических сеток, прессованных спиралей и стружек из нержавеющей стали, латуни, никеля применяют для очистки горячих газов с температурой до 500 о С от пыли с размером частиц более 15 мкм и начальной концентрацией до 50 г/м 3 .

Процесс фильтрования заключается в осаждении дисперсных частиц на поверхности пор фильтроэлемента. Осаждение происходит в результате эффекта касания, диффузионного, инерционного, гравитационного процесса, кулоновского взаимодействия заряженных частиц. Последнее характерно для нашедших в настоящее время широкое применение фильтров Петрянова из перхлорвиниловых волокон (ФПП). Такие ультратонкие волокна несут на своей поверхности заряды, что позволяет в начальной стадии фильтрования достигать очень высокой эффективности очистки газов от аэрозолей, до 99,99% при скорости фильтрации 0,01 м/с и диаметре частиц 0,34 мкм. Эти фильтры используют для очистки воздуха от радиоактивных аэрозолей. После нейтрализации заряда эффективность очистки снижается до 90%.

Читайте так же:
Цементный раствор с опилками пропорции

Если размер частиц больше размера пор, то наблюдается ситовой эффект с образованием слоя осадка. Этот эффект, а также постепенное закупоривание пор оседающими частицами увеличивают сопротивление фильтроэлемента и эффективность очистки, но снижает ее производительность. Поэтому фильтроэлементы периодически регенерируют.

Конструкции фильтров: рукавные, рулонные, рамочные.

Рукавные фильтры наиболее широко применяются для сухой очистки газовых выбросов. В цилиндрическом корпусе с конусным дном рукава из ткани или войлока крепятся к отверстиям нижней перегородки и к заглушкам верхней перегородки. Запыленный газ, подаваемый снизу через отверстия нижней перегородки, поступает в рукава, фильтруется и через межрукавное пространство и отверстия верхней перегородки выводится из аппарата. Регенерацию фильтра производят после его отключения от системы очистки путем встряхивания рукавов специальным устройством (пыль собирается в конусном дне) и обратной продувкой их сжатым газом. Допустимая концентрация пыли на входе в рукавный фильтр 20 г/м 3 , наибольшая температура газов — 130 о С для рукавов из лавсана и 230 о С — для стеклоткани, производительность — до 50 м 3 /ч, эффективность очистки — около 98%.

Мокрые пылеуловители. Аппараты мокрой очистки газов характеризуются высокой эффективностью тонкой очистки мелких пылей (0,3-1 мкм), а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов. Они работают, используя осаждение частиц пыли на поверхности капель или пленки жидкости. При этом действуют силы инерции, броуновского движения, диффузии, происходит взаимодействие заряженных частиц, конденсация, испарение и т.п. Важным фактором является смачиваемость частиц жидкостью.

По конструкции мокрые пылеуловители разделяют на скрубберы Вентури, форсуночные и центробежные скрубберы, на аппараты ударно-инерционные, барботажно-пенные и др.

Скруббер Вентури (рис. 4.2). Основная часть этого скруббера — сопло Вентури 1, в сужающуюся часть которого вводится запыленный газ, а через центробежные форсунки 2 распыляется вода. При этом происходит разгон газа от входной скорости в 15-20 м/с до скорости 30-200 м/с в узком сечении сопла. Для эффективной очистки очень важна равномерность распределения капель воды по сечению сопла. В расширяющейся части сопла поток тормозится до скорости 15-20 м/с и подается в каплеуловитель 3 — прямоточный циклон. Расход воды: 0,1-6 л/м 3 . Скрубберы Вентури обеспечивают высокую эффективность очистки (до 99,9%) от аэрозолей со средним размером частиц 1-2 мкм при их начальной концентрации до 100 г/м 3 . Производительность скрубберов Вентури — до 80 000 м 3 /ч.

Форсуночные и центробежные скрубберы эффективно улавливают частицы размером более 10-20 мкм. В них газовый поток направляется под углом на зеркало воды, выступающей над поверхностью шлама (рис. 4.3а). Крупные частицы оседают в воде, а мелкая пыль с газовым потоком поднимается вверх навстречу дождевому потоку, создаваемому форсунками или пленке воды, подаваемой через сопла в центробежном скруббере.

Удельный расход воды в форсуночных скрубберах составляет 3-6 л/м 3 , скорость движения потока газа — 0,7-1,5 м/с, эффективность очистки доменного газа — 60-70%. В центробежных скрубберах при запыленности газа пылью до 20 г/м 3 удельный расход воды составляет 0,09-0,18 л/м 3 , эффективность очистки при скорости газа 15-20 м/с — от 80 до 98%.

4.3. Форсуночный скруббер (а), барботажно-пенный пылеуловитель (6), орошаемая противопроточная насадочная башня (в): 1 — корпус; 2а — форсунки; 26 — решетка; 3 — брызгоуловитель;

Барботажно-пенные пылеуловители (рис. 4.36). В них газ на очистку поступает под горизонтальную решетку 26, затем проходит через отверстия в решетке и слой жидкости 4 и пены 5. При скорости газа до 1 м/с наблюдается барботажный режим очистки. При росте скорости до 2-2,5 м/с возникает пенный слой над жидкостью. Это приводит к повышению эффективности очистки, но также растет унос брызг из аппарата. Эффективность очистки газа от мелкой пыли достигает 95-96% при удельном расходе воды 0,4-0,5 л/м 3 .

Туманоуловители. Их используют для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей. Туманы улавливают волокнистыми фильтрами, на поверхности пор которых осаждаются капли и затем жидкость стекает под действием сил тяготения. В качестве материала применяется стекловолокно с диаметром волокон от 7 до 30 мкм или полимерные волокна (лав сан, полипропилен) диаметром от 12 до 40 мкм. В низкоскоростных туманоуловителях, со скоростью движения газа менее 0,15 м/с, преобладает механизм диффузионного осаждения капель, а в высокоскоростных (2-2,5 м/с) действуют инерционные силы.

Для низкоскоростного туманоуловителя используют трубчатые фильтрующие элементы. Их формируют (набирают) из волокнистых материалов в зазоре шириной 5-15 см между двумя сетчатыми цилиндрами, диаметры которых отличаются на 10-30 см. Эти элементы, в отличие от рукавных фильтров, с одного конца крепятся вертикально к отверстиям верхней перегородки цилиндрического аппарата, а нижние концы через трубчатые гидрозатворы погружаются в стаканы с конденсированной жидкостью. Туман, проходя с наружной стороны цилиндра во внутреннюю полость, задерживает капли. Образующаяся из них жидкость стекает в стакан. Эффективность очистки частиц размером менее 3 мкм 99,9%.

Высокоскоростные туманоуловители имеют меньшие размеры и обеспечивают эффективность очистки в 90-98%. Для очистки воздуха ванн хромирования от тумана и брызг хромовой и серной кислоты с температурой до 90 о С разработана конструкция фильтра с волокнами из полипропилена: ФВГ-Т. Его производительность 3 500-80 000 м 3 /ч, эффективность очистки — 96-99%.

Очистка промышленных газов и газовых выбросов: технологические решения SafeCAT (ПГ «БТ»)

Очистка газовых выбросов как необходимость процесса жизнедеятельности

Очистка газовых выбросов имеет важнейшее значение для выживания человека. Любая экосистема имеет способность самоочищаться, но при такой степени техногенного воздействия, как сегодня, природа уже не способна справляться самостоятельно. Сброшенное в атмосферу даже небольшое количество загрязнителя моментально распространяется на огромные территории и остановить этот процесс невозможно. Поэтому все больше внимания уделяется как разработке технологического оборудования газоочистных систем, так и законодательства для их применения.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются выбросы от энергетических объектов, промышленных объектов и транспорта. На энергетические и промышленные объекты суммарно приходится до 80% загрязняющих выбросов (около 60% – на энергетику и 20% – на промышленность), на автотранспорт – 20-25%. Таким образом, добрая половина всего газоочистного оборудования призвана бороться с продуктами сжигания. Однако, спектр выбросов промышленных предприятий продуктами сжигания углеводородов не ограничивается и требует в каждом случае особого оборудования, рассчитанного и изготовленного для конкретного процесса.

Читайте так же:
Пыль цементная компонентный состав

Отдельно стоит упомянуть биологическое и радиоактивное загрязнение атмосферы. На эти два типа приходится достаточно малый процент выбросов, но их опасность гораздо выше среднестатистической.

Наиболее распространенными загрязнителями являются следующие химические соединения: окись углерода, двуокись серы, окислы азота, пары серной кислоты, часто образующиеся в газоходах при взаимодействии оксидов серы и паров воды. Содержание в газах соединений серы играют огромную роль при выборе типов и оборудования газоочистки.

Виды газоочистного оборудования

Газоочистка включает в себя два главных процесса: очистку отходящих газов от взвесей и аэрозолей и физико-химическую очистку путем обезвреживания химических соединений.

Основные способы газоочистки:

  • поглощение (абсорбция – поглощение объемом и адсорбция – поглощение поверхностью);
  • хемосорбция;
  • термическое обезвреживание, разделяющееся на технологическое сжигание и каталитическое окисление.

Механическая очистка от примесей также подразделяется на осаждение, фильтрацию и промывку (мокрый скруббер совмещает в себе сразу несколько типов очистки, отфильтровывая до 80 % пыли и твердых примесей).

Среди аппаратов механической очистки наибольшей популярностью пользуются рукавные фильтры, циклоны и электростатические фильтры.

Циклонные аппараты отличает достаточно невысокая относительно современных требований степень очистки запыленного потока. Однако они незаменимы как часть комплексной системы газоочистки на предварительной стадии, особенно, если объемы газа, поступающего на очистку, значительны, в силу невысокой стоимости и легкости в обслуживании.

Рукавный фильтр - популярное оборудование для очистки газов Циклонный пылеуловитель для очистки газовых выбросовКомплекс промышленной газоочистки

Рукавные фильтры с импульсной обратной продувкой – наиболее распространенное оборудование очистки газов от механических загрязнителей. Фильтрующие элементы не отличаются высокой ценой, таким образом положительно влияя на эксплуатационные расходы. От циклонов рукавные фильтры выгодно отличаются высокой степенью очистки, но это достаточно сложные аппараты, требующие квалифицированного обслуживания.

В последнее время все большее распространение получают электростатические фильтры. В них отсутствует главный недостаток рукавного фильтра: относительно высокое сопротивление потоку. Электростатические фильтры являются габаритным дорогостоящим оборудованием и рассчитаны на большие объемы очищаемого газа со значительным исходным пылесодержанием. Типичное применение электростатических фильтров: теплоэлектростанции, мусоросжигательные заводы, металлургическое производство, хотя и комнатный ионизатор воздуха – близкий родственник промышленного электростатического фильтра.

Интересна роль соединений серы в случае с электрофильтрами: при содержании серы менее 1% резко снижается эффективность фильтра (граница в 1% достаточно условна и зависит от влажности газов и содержания в нем щелочных компонентов). С ростом содержания серы увеличивается не только производительность, но и степень коррозии. Для рукавных фильтров содержание серы также критично в аспекте корродирующего воздействия. Точка росы газов в случае серосодержащего потока всегда будет в центре внимания конструкторов газоочистного оборудования – от нее зависит и выбор материалов и технологий.

Устройство электростатического фильтра подразумевает наличие коронирующего и принимающего электродов. На коронирующий электрод подается постоянный ток с напряжением порядка 12-13 кВ, образующийся коронный разряд ионизирует частицы пыли, которые осаждаются на принимающих электродах. В фильтрах с напряжением более 15 кВ возможно разрушение азота с образованием вредоносных окислов азота. Также в любом электростатическом фильтре неизбежно генерируется озон, являющийся мощнейшим окислителем, а заодно и канцерогеном. Электростатические фильтры производятся как за рубежом, так и в России.

Методы очистки газовых выбросов

Поглотительные методы газоочистки разнообразны и варьируются в зависимости от состава загрязнителей. Наиболее распространенные аппараты – мокрые и полусухие скрубберы различных типов и адсорберы.

Абсорбция в мокром скруббере – один из основных методов газоочистки. Она может протекать в широком диапазоне технологических режимов, в качестве абсорбирующей жидкости может выступать и вода (если растворимость в воде загрязнителя достаточно высока и выражается в сотнях граммов на литр, она подходит для аммиака, паров соляной и плавиковой кислот), и другие соединения. Для углеводородных соединений в качестве абсорбирующей среды выступают масла с высокой вязкостью, метан поглощается жидким азотом. Оборудование абсорбции – насадочные и полые колонны из металла и, на сегодняшний день все чаще, из химически устойчивого и недорогого стеклопластика.

Метод абсорбции широко применим, наряду с очисткой от паров химических соединений, скруббер выполняет и функцию механической очистки, около 80% пыли и твердых примесей уходит со стоками. Абсорбирующая среда затем подается на регенерацию и, в большинстве случаев, может быть использована вторично. Главный недостаток метода абсорбции – загрязненные стоки разнообразного состава, которые, в свою очередь, требуют применения сложных технологических и дорогостоящих процессов для регенерации или утилизации.

Адсорбция (поглощение сухим адсорбентом) также широко распространена, в роли адсорбента часто выступает мелкодисперсный активированный уголь, который потом утилизируют сжиганием, а также другие материалы: оксид алюминия, кремния, цеолиты и пр. При эксплуатации адсорбент необратимо насыщается загрязнителем, происходит его механическое истирание.

Каталитическая очистка технологических газовТермические методы газоочистки подразделяются на технологическое сжигание, термическое окисление и каталитическое окисление. Для сжигания подходят процессы со значительной теплотворной способностью отходящего газа, не менее половины общей теплоты сгорания. Процессы с дефицитом кислорода или недостаточной теплотворной способностью отходящих газов могут иметь «на хвосте» термическое окисление. Оно проходит при температурах до 800 °С. При этой, относительно низкой температуре, не происходит образование оксидов азота, что выгодно отличает термическое окисление от технологического сжигания.

Однако наибольшее распространение получил метод каталитического окисления. Каталитическое окисление происходит на поверхности катализатора, обычно представляющего собой тончайший слой драгоценного металла, нанесенный на керамическую или стеклотканевую нейтральную термостойкую основу. Реакция окисления протекает при значительно более низкой, чем у термического окисления, температуре – 300-500°С. К тому же, растет скорость реакции, что позволяет уменьшить размер контактного аппарата. От автомобильной промышленности до химических производств, аппараты каталитического окисления являются неотъемлемой частью технологического процесса.

Катализатор на платиновой основе SC: инновационная разработка для системы каталитической газоочистки

Промышленная Группа «Безопасные Технологии», совместно с Институтом катализа им. Борескова, разработало свой низкоселективный катализатор для каталитического окисления углеводородных соединений. Нанесение его на стеклотканую, а не традиционную керамическую основу, позволило добиться гораздо лучших механических свойств и повысило толерантность к пиковым температурам. Циркониево-силикатные волокна основы катализатора способны выдерживать кратковременно температуру до 1000°С, не разрушаясь и не теряя рабочих свойств. Катализатор содержит ультрамалое количество драгоценного металла – платины, и способствует окислению широкого спектра органических загрязнителей. В первую очередь, он рассчитан на ЛОС (летучие органические соединения). В данном катализаторе также удалось достичь относительной неуязвимости по отношению к обычным каталитическим ядам (сера, кремний), в силу углубления молекул катализатора в ткань на глубину 10 нм и отсутствия контакта каталитических ядов с активным ядром. Данный катализатор уже работает в Литве на производстве формальдегида в концерне ACHEMA, где он установлен «на хвосте» процесса, перед выбросом избытка рецикла газов в атмосферу. Показатели очистки – выше 99,8%.

Читайте так же:
Цемент химический состав фториды

Однако, спектр возможностей ПГ «Безопасные Технологии» в области газоочистки гораздо шире. Наряду с системами каталитического окисления в ЗАО «БТ» изготавливаются и системы системы термического обезвреживания типа КТО. Также компания может предложить и хемосорбционные, и адсорбционные системы газоочистки. Собственные производственные площадки ПГ «БТ» позволяют создавать гибко настраиваемые комплексные системы промышленной газоочистки, объединяющие в себе сразу несколько из перечисленных технологий.

Ознакомиться с модельным рядом и заказать газоочистное оборудование можно в Каталоге каталитических установок SC. Специалисты компании ЗАО «БТ» ответят на все вопросы, касающиеся утилизации газовых выбросов, и помогут подобрать оптимальное технологическое решение, адаптированное под нужды конкретного объекта.

Обеспыливание в цементном производстве.

Производство цемента связано со значительным пылевыделением. Больше всего пыли выделяется с отходящими из вращающихся печей газами. Наряду с этим пыль выделяется при дроблении, сушке и помоле сухого сырья, угля и клинкера, при охлаждении клинкера в холодильниках вращающихся печей, а также при упаковке и в процессе погрузочно – разгрузочных работ на складах сырья, угля, клинкера и добавок. Пылеобразование вызывает также большие потери в производстве и уменьшает срок службы вращающихся частей машины. Предельно допустимые концентрации пыли в воздухе рабочей зоны производственных помещений 4 – 10 мг/м3 в зависимости от вида пыли (цементная, угольная и т. д.) и содержания в ней SiO2. Концентрация пыли в газах и воздухе, выбрасываемых в атмосферу после очистки их в пылеулавливающих установках, не должна быть более 80 мг/м3. В населенных пунктах, находящихся в близи цементных заводах, запыленность воздуха не должна превышать 0,5 мг/м3.

Чтобы обеспылить заводские помещения, необходимо в первую очередь обеспечить полную герметизацию производственных агрегатов и транспортных устройств и создать, внутри аппаратов разрежение. Для уменьшения пылеобразования, кроме герметизации заводской аппаратуры, целесообразно уменьшать высоту падения пылящих материалов, увлажнять и охлаждать пересыпаемые и транспортируемые материалы. Все газы, отсасываемые дымососами из вращающихся печей и сушильных барабанов, а также воздух, отбираемый аспирационными установками, подаются в пылеуловительные устройства. Здесь из них выделяется пыль, которая возвращается в производство, а очищенные газы выбрасываются наружу. Запыленность газов, отходящих из вращающихся печей и сушильных барабанов и аспирируемого воздуха мельниц, составляет 10 – 100 г/м3 и выше.

Аспирационные установки ставят для каждого пылеобразующего агрегата. С вентилятором, отсасывающим запыленный воздух, они связаны газоходами. При аспирации мельниц аспирационная установка должна создавать соответствующее разрежение для просасывания воздуха через мельницу с нужной скоростью (примерно 2 м/с) и препятствовать попаданию пыли в помещение.

В качестве пылеуловительных аппаратов на цементных заводах обычно применяют пылеосадительные камеры, циклоны, рукавные фильтры и электрофильтры. Пылеосадительные камеры служат для обеспыливания газов, отходящих от вращающихся печей и сушильных барабанов. Для более интенсивного осаждения пыли к камерах устраивают перегородки. Степень очистки газов в пылеосадительных камерах невелика (3-15%).

Циклоны могут обеспыливать газы с температурой до 400 С. Степень очистки газов в них 80 – 95%. Циклоны полностью улавливают только крупные частицы пыли. Частицы размером менее 5мкм практически не улавливаются.

Батарейные циклоны представляют собой группу из большого (не менее 25) числа циклонов малого диаметра. Запыленный газ последовательно проходит через все их секции. Степень очистки запыленного воздуха доходит до 95%. Циклоны и батарейные циклоны можно применять для обеспыливания газов, отходящих из вращающихся печей и сушильных барабанов, а также аспирируемого воздуха из мельниц и транспортного оборудования.

Преимущества рукавных фильтров заключается в высокой степени очистки воздуха (97 — 99,9%) и в простоте обслуживания. Их недостаток – большое гидравлическое сопротивление ткани, составляющее 600 – 1000 Па.

Рукавные фильтры применяют для обеспыливания дробильных устройств, мельниц для помола сухого сырья или цемента, а также упаковочных машин и транспортного оборудования.

Принцип действия электрофильтров основан на использовании явления ионизации газа при воздействии коронного разряда электрического тока высокого напряжения.

В зависимости от направления движения газов электрофильтры бывают вертикальные и горизонтальные. Электрофильтры могут быть одно – или двухсекционными, которые состоят из двух соединенных и работающих параллельно электрофильтров. Возможно и большее число секций.

Электрофильтры отличаются конструкцией осадительных (карманные, волнистые, игольчатые, и др.) электродов. Максимально допустимая температура газов в электрофильтре в зависимости от его конструкции 150 –

Для снижения температуры поступающих в электрофильтр газов и увеличение влажности, что повышает эффективность очистки, применяют форсунки для тонкого распыления воды или скруббера, которые устанавливают перед электрофильтрами.

Степень очистки газов в электрофильтрах доходит до 85 – 99%. В них улавливают частицы пыли размером менее 10 мкм. Производительность электрофильтров до 500 тыс. м3/ч. Электрофильтры широко применяют в цементной промышленности. Это наиболее эффективные пылеулавливающие аппараты. Их можно использовать для обеспыливания отходящих газов вращающихся печей, сушильных барабанов и аспирируемого воздуха угольных, сырьевых и цементных мельниц.

Еще статьи по теме

Антропогенное воздействие на биосферу
Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха поступают от энергетических установок, работающих на углеводородном топливе (бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, уголь, природный газ и другие). Количество загрязнения определяется состав .

Влияние токсических веществ на загрязнение почвы
Интенсификация сельского хозяйства, переход к индустриальным методам производства, создание крупных агропромышленных и животноводческих комплексов, широкий размах мелиоративного строительства и химизации сельскохозяйственных угодий в .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector