طرق لتنظيف الهواء من الغبار عندما تنبعث في الغلاف الجوي. طرق لإزالة الغبار.

في عمليات جمع الغبار ، يعد حجم جزيئات الغبار وكثافته وشحنته ومقاومته وخصائصه اللاصقة وقابلية قابليته للتربة وما إلى ذلك ضروريين.

تتميز أنواع الغبار التالية بحجم الجزيئات الصلبة:

أكثر من 10 ميكرون.

0.25 - 10 ميكرون ؛

0.01-0.25 ميكرون ؛

أقل من 0.01 ميكرون.

كفاءة جمع الغبار من الجزيئات الصغيرة أقل - 50-80 ٪ ، أكبر منها - 90-99.9 ٪.

هناك نوعان من مجمعات الغبار: الجافة والرطبة. تقوم غرف تساقط الغبار والأعاصير والأعاصير الدوارة والمراسب الإلكتروستاتيكية بجمع الغبار بالطريقة الجافة ، وتستخدم أجهزة الرغوة وأجهزة تنقية الهواء من فنتوري وما إلى ذلك لتنظيف الغبار من الطريقة الرطبة.

جامعي الغبار الجاف ، غرف هطول الأمطار الغبار.  هذه هي أبسط الأجهزة التي تستخدم مجال الجاذبية لترسب الغبار ، وعند تركيب الأقسام ، مجال بالقصور الذاتي. تبلغ كفاءة جمع الغبار التي تزيد عن 25 ميكرون من 50 إلى 80٪. لتنظيف غازات المداخن الساخنة من الغبار بحجم يزيد عن 20 ميكرون عند درجة حرارة تتراوح بين 450 و 600 درجة مئوية ، يتم استخدام فواصل غبار الكوة. في نفوسهم ، يحدث فصل الغبار عن مجرى الغاز الرئيسي بسبب قوى القصور الذاتي الناتجة عن منعطف حاد في مجرى الغاز الذي يتم تنظيفه عندما يمر عبر ستائر شبكية. كفاءة التنظيف تصل إلى 80 ٪.

يوضح الشكلان 14 و 15 مخططات إعصار (يوناني: كيكلون - دوار) وغاسل (eng. Scrub - scrub) Venturi لطرق جمع الغبار الجاف والرطب ، على التوالي.

الأعاصير  - النوع الرئيسي من الأجهزة لجمع الغبار ، والتي تستخدم مجال الطرد المركزي لترسيب ذلك. يتم إدخال تيار الغاز في الإعصار من خلال الفوهة - 1 بشكل عرضي على السطح الداخلي للجسم الإعصار - 2 (الشكل 14). يتدفق التدفق ويدور على طول الجسم إلى النطاط - 4. تشكل جزيئات الغبار تحت تأثير قوة الطرد المركزي طبقة غبار على جدار الإعصار الذي ينهار ويدخل النطاط. يشكل مجرى الغاز المتحرر من الغبار دوامة ويترك الإعصار عبر الأنبوب - 3. عندما تتراكم ، يتم تفريغ الوعاء من الغبار بشكل دوري.

يجب ألا يتجاوز الضغط الزائد للغازات التي تدخل الإعصار 2500 باسكال ، ويجب ألا تتجاوز درجة الحرارة 400 درجة مئوية. تركيز مدخل المسموح به للغبار ضعيف الالتصاق حوالي 1000 غرام / م 3 ، متوسط \u200b\u200bالالتصاق - ما يصل إلى 250 غرام / م 3. كفاءة تنظيف الغاز من الغبار لأكثر من 5 ميكرون في الأعاصير الأسطوانية هي 80-90 ٪. عادة ما يتم استخدامها للمعالجة المسبقة للغازات أمام المرسبات الكهروستاتيكية والمرشحات. عند تنظيف كميات كبيرة من الغازات ، يتم استخدام البطاريات ، وتتألف من العدد المطلوب من الأعاصير المثبتة بالتوازي.

جامعي الغبار الدوار  - أجهزة الطرد المركزي مثل مراوح بتصميم خاص. يتم استخدامها لتنظيف الغازات من الأتربة بحجم جزيئي يزيد عن 5 ميكرون. لديهم الاكتناز كبير. تعديل أكثر واعدة هو فواصل الغبار الدوارة عكس التيار. أحجامها أصغر 3-4 مرات من حجم الأعاصير ، واستهلاك الطاقة أقل 20-40 ٪. ومع ذلك ، فإن تعقيد عملية التصميم والتشغيل يجعل من الصعب على نطاق واسع.

جامعات الغبار الدوامة.  هذه أيضًا أجهزة للطرد المركزي ، والتي تستخدم فتحات أو شفرات مائلة عند دوامة تدفق الغاز. فهي قادرة على تنظيف كميات كبيرة من الغازات من كسور غبار دقيقة ، أقل من 3-5 ميكرونات. كفاءة التنظيف تصل إلى 99 ٪. يعتمد قليلاً على محتوى الغبار في النطاق حتى 300 جم / م 3.

المرسبات الكهروستاتيكية. إنها أجهزة تحتوي على مجموعة من الأقطاب الأنبوبية المترسبة الموجبة الشحنة (الأنودات) ، والتي توجد داخلها قضبان رقيقة (سلاسل) من الأقطاب السلبية سالبة الإكليل (الكاثودات) سالبة الطول على طول مركزها المحوري. بين هذه الأقطاب الكهربائية ، التي هي عبارة عن مكثف كهربائي أسطواني ، يخلق مصدر التيار المباشر مجالًا كهربائيًا عالي التوتر ، يصل إلى 50-300 كيلو فولت / م. في هذا المجال الكهربائي القوي ، عندما تصطدم الجزيئات المشحونة بالجزيئات ، يحدث تأين صدمة الغاز. ومع ذلك ، قبل انهيار الغاز ، لا تزداد شدة المجال ، أي خلق ظروف لتفريغ الاكليل في الغاز. تعمل جزيئات الهباء الجوي التي تدخل المنطقة بين الكاثود والأنوود على تكثيف أيونات التكوين ، والحصول على شحنة كهربائية والانتقال إلى القطب مع الشحن المقابل. نظرًا لأن مساحة القضيب (الكاثود) أصغر كثيرًا من مساحة الأنبوب ، ستكون الكثافة الحالية في الكاثود أعلى بكثير من مساحة الأنود. المترجمة التفريغ كورونا أساسا في الكاثود. هذا يؤدي إلى تفريغ أكبر بكثير من الكاتيونات وتشكيل جزيئات الهباء الجوي سالبة الشحنة. لذلك ، تنتقل الشوائب بشكل أساسي إلى القطب الموجب وتستقر عليه. ومن هنا جاءت الأسماء واضحة: أقطاب الهالة والأمطار.

عند تمرير الغاز والشوائب عبر المرسب الإلكتروستاتيكي ، يتم ضبط معدل التدفق عادةً في النطاق من 0.5 إلى 2 م / ث. تعتمد سرعة حركة الجزيئات المشحونة إلى الأقطاب على حجمها وشحنها وقوة المجال الكهربائي. عند شدة المجال من 150 كيلو فولت / م ، فإنه يتراوح من 0.01 إلى 0.1 م / ث للجزيئات التي يتراوح قطرها من 1 إلى 30 ميكرون ، على التوالي. يتم ترسيب الأقطاب بشكل جيد ومن ثم إزالتها بسهولة عن طريق هز الغبار بمقاومة من 104 إلى 1010 أوم. في القيم المنخفضة ، يتم تفريغ جزيئات الغبار بسهولة في القطب ، وإعادة شحنها ، وإعادتها إلى مجرى الغاز. يتم تفريغ الأتربة ذات المقاومة التي تزيد عن 1010 أوم في الأقطاب ببطء ، وتمنع ترسب جزيئات جديدة وتصعب التقاطها. في هذه الحالة ، يتم استخدام ترطيب الغاز.

تستخدم المرشحات الكهربائية للتنظيف الدقيق للغازات الناتجة عن الغبار والضباب. تبلغ قدرة المرسبات الكهروستاتيكية الجافة من 30 إلى 1000 م 3 / ساعة. إنها قادرة على تنقية الغازات بكفاءة تصل إلى 99.9 ٪ مع محتوى غبار يصل إلى 60 جم \u200b\u200b/ م 3 ودرجة حرارة غاز تصل إلى 250 درجة مئوية.

المرشحات.  تصاميمهم مختلفة. ومع ذلك ، بالنسبة لجميع المرشحات ، فإن العنصر الرئيسي هو الحاجز المسامي - عنصر المرشح. حسب نوع المادة ، يتم تمييز الأقسام: مرشحات حبيبية ، مرنة ، شبه صلبة ، صلبة.

تستخدم المرشحات الحبيبية المصنوعة من الحصى ، وفحم الكوك ، والرمل لتنظيف الغازات من كسور الغبار الكبيرة الناتجة عن الكسارات ، والشاشات ، والمطاحن ، وما إلى ذلك. كفاءة التنظيف تصل إلى 99.9 ٪.

عناصر التصفية المسامية المرنة هي الأقمشة واللبادات والمطاط الإسفنج ورغوة البولي يوريثان. غالبًا ما تكون الأقمشة واللبادات مصنوعة من ألياف تركيبية ، خيوط زجاجية ، تستقبل أقمشة مثل النيترون ، لافسان ، الكلورين ، الألياف الزجاجية. إنها تستخدم على نطاق واسع للتنقية الدقيقة للغازات ذات المحتوى الأولي للغبار من 20-50 جم / م 3. كفاءة التنظيف 97-99 ٪.

مصنوعة من عناصر تصفية جامدة من السيراميك التي يسهل اختراقها والمعادن التي يسهل اختراقها. لا غنى عنها عند التنظيف من الشوائب من الغازات الساخنة والعدوانية.

تستخدم الفلاتر شبه الصلبة مثل الشباك المعدنية المحبوكة ، اللوالب المقذوفة والبلاطات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس والنيكل لتنظيف الغازات الساخنة بدرجة حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية من الغبار مع حجم جزيئي أكثر من 15 ميكرون وتركيز مبدئي يصل إلى 50 جم / م 3.

تتكون عملية الترشيح من ترسب الجزيئات المشتتة على سطح المسام لعنصر المرشح. يحدث الترسب نتيجة تأثير التلامس والانتشار والقصور الذاتي وعملية الجاذبية وتفاعل Coulomb للجسيمات المشحونة. هذا الأخير هو سمة من مرشحات بيتريانوف مصنوعة من ألياف بيركلوروفينيل (FPP) ، والتي تستخدم الآن على نطاق واسع. تحمل ألياف الرنين هذه شحنات على سطحها ، مما يجعل من الممكن تحقيق كفاءة عالية للغاية في تنقية الغازات من الهباء الجوي في المرحلة الأولى من الترشيح ، تصل إلى 99.99٪ بمعدل ترشيح يبلغ 0.01 م / ث وقطر جزيئي يبلغ 0.34 ميكرون. تستخدم هذه المرشحات لتنقية الهواء من الهباء الجوي المشع. بعد تحييد الشحنة ، يتم تقليل كفاءة التنظيف إلى 90٪.

إذا كان حجم الجسيمات أكبر من حجم المسام ، يلاحظ تأثير غربال بتكوين طبقة مترسبة. هذا التأثير ، بالإضافة إلى انسداد المسام تدريجيا بواسطة جزيئات الترسيب ، يزيد من مقاومة عنصر المرشح وكفاءة التنظيف ، لكنه يقلل من إنتاجيته. لذلك ، تصفية العناصر تجديد دوري.

مرشح التصاميم: حقيبة ، لفة ، الإطار.

مرشحات الحقيبة الأكثر استخداما للتنظيف الجاف لانبعاثات الغاز. في علبة أسطوانية ذات قاع مخروطي ، تعلق الأكمام المصنوعة من القماش أو اللباد على فتحات القسم السفلي وأغطية القسم العلوي. يدخل الغاز المترب ، الذي يتم توفيره من الأسفل عبر فتحات القسم السفلي ، إلى الأكمام ، ويتم ترشيحه ، ويتم إزالته من الجهاز عبر المساحة البينية وفتحات القسم العلوي. يتم إعادة ترشيح المرشح بعد فصله عن نظام التنظيف عن طريق هز الأكمام بجهاز خاص (يتم جمع الغبار في القاع المخروطي) وإعادته بالغاز المضغوط. تركيز الغبار المسموح به عند مدخل مرشح الكيس هو 20 جم / م 3 ، وأعلى درجة حرارة غاز 130 درجة مئوية لخراطيم الداكرون و 230 درجة مئوية للألياف الزجاجية ، والإنتاجية تصل إلى 50 م 3 / ساعة ، وكفاءة التنظيف حوالي 98 ٪ .

جامعي الغبار الرطب.  تتميز أجهزة تنظيف الغاز الرطب بكفاءة عالية في التنظيف الدقيق للغبار الناعم (0.3–1 ميكرون) ، وكذلك القدرة على تنظيف الغازات الساخنة والمتفجرة من الغبار. أنها تعمل باستخدام ترسب جزيئات الغبار على سطح قطرات أو الأفلام السائلة. في هذه الحالة ، قوى القصور الذاتي ، الحركة البراونية ، فعل الانتشار ، تفاعل الجزيئات المشحونة ، التكثيف ، التبخر ، إلخ. عامل مهم هو قابلية السائل لجزيئات السائل.

حسب التصميم ، يتم تقسيم مجمعات الغبار الرطب إلى أجهزة تنقية بخاخات فنتوري وغسالات فوهة وطرد مركزي ، صدمة بالقصور الذاتي ، وأجهزة رغوة الفقاعة ، إلخ.

الغسيل فنتوري  (الشكل 15). الجزء الرئيسي من جهاز التنظيف هذا هو فوهة بخاخ Venturi - 1 ، حيث يتم إدخال الغاز المغبر في الجزء الضيق ، ويتم رش الماء من خلال فتحات الطرد المركزي - 2. في هذه الحالة ، يتسارع الغاز من سرعة إدخال تتراوح ما بين 15-20 م / ث إلى سرعة 30 - 200 م / ث في قسم الفوهة الضيقة. من أجل التنظيف الفعال ، يعد التوزيع المنتظم لقطرات الماء على قسم الفوهة أمرًا مهمًا للغاية. في الجزء المتسع من الفوهة ، يتم منع التدفق بسرعة 15-20 م / ث ويتم تغذيته إلى فخ بالتنقيط - 3 - إعصار التدفق المباشر. استهلاك المياه: 0.1-6 لتر / م 3. توفر أجهزة تنقية بخاخ Venturi كفاءة عالية في تنظيف (ما يصل إلى 99.9٪) من الأيروسولات بمتوسط \u200b\u200bحجم جسيم يبلغ 1-2 ميكرومتر بتركيز أولي يصل إلى 100 جم / م 3. تصل قدرة أجهزة تنقية الهواء في فنتوري إلى 80،000 م 3 / ساعة.

فوهة وأجهزة الطرد المركزي يتم التقاط الجزيئات أكثر من 10-20 ميكرون على نحو فعال. في داخلها ، يتم توجيه تدفق الغاز بزاوية إلى مرآة ماء بارزة فوق سطح الحمأة (الشكل 16 أ). تستقر الجسيمات الكبيرة في الماء ، بينما يرتفع الغبار الناعم باستخدام مجرى غاز لتلبية تيار المطر الناتج عن الفتحات - 2 أ أو فيلم من الماء يتم توفيره من خلال الفوهات في جهاز تنظيف بالطرد المركزي.

معدل تدفق المياه المحدد في أجهزة تنقية الفوهة هو 3-6 لتر / م 3 ، ومعدل تدفق الغاز يتراوح بين 0.7 و 1.5 م / ث ، وكفاءة تنقية غاز فرن الصهر 60-70٪. في أجهزة التنظيف بالطرد المركزي التي تحتوي على نسبة غبار غاز يصل إلى 20 جم / م 3 ، يكون استهلاك الماء المحدد من 0.09 إلى 18.18 لتر / م 3 ، وكفاءة التنظيف عند سرعة غاز تتراوح بين 15-20 م / ث من 80 إلى 98 ٪.

جامعي فقاعة رغوة الغبار  (الشكل 16 ب). في داخلها ، يدخل الغاز للتنظيف أسفل شبكة أفقية - 2 ب ، ثم يمر عبر الثقوب الموجودة في الشبكة وطبقة من السائل - 4 والرغوة - 5. عند سرعة غاز تصل إلى 1 م / ث ، يتم ملاحظة وضع فقاعة التنظيف. مع زيادة السرعة إلى 2،2،5 م / ث ، تظهر طبقة الرغوة فوق السائل. هذا يؤدي إلى زيادة في كفاءة التنظيف ، ولكن أيضًا يزيد من تسرب الرش من الجهاز. تصل كفاءة تنقية الغاز من الغبار الناعم إلى 95-96 ٪ مع معدل تدفق ماء معين يتراوح بين 0.4 و 0.5 لتر / م 3.

ضباب مزيلات.  يتم استخدامها لتنظيف الهواء من سديم الأحماض والقلويات والزيوت وغيرها من السوائل. يتم التقاط الضباب بواسطة مرشحات الألياف ، على سطح المسام التي يتم ترسب قطراتها ثم يتدفق السائل تحت تأثير قوى الجاذبية. المواد المستخدمة هي الألياف الزجاجية التي يبلغ قطرها من 7 إلى 30 ميكرون أو ألياف البوليمر (لافان والبولي بروبيلين) التي يبلغ قطرها من 12 إلى 40 ميكرون. في مزيلات ضباب السرعة المنخفضة التي تقل فيها سرعة الغاز عن 0.15 م / ث ، تسود آلية ترسب الانتشار للقطرات ، بينما تعمل قوى القصور الذاتي عالية السرعة (2 - 2.5 م / ث).

لمزيل الضباب ذو السرعة المنخفضة استخدم عناصر المرشح الأنبوبي. يتم تشكيلها (تجميعها) من المواد الليفية في فجوة بعرض 5-15 سم بين أسطوانة شبكية ، تختلف أقطارها بمقدار 10-30 سم ، وهذه العناصر ، على عكس مرشحات الأكياس ، متصلة رأسياً بفتحات القسم العلوي للأسطوانة الأسطوانية الجهاز ، والنهايات السفلية من خلال الأقفال الهيدروليكية الأنبوبية مغمورة في نظارات بسائل مكثف. يحتفظ الضباب ، الذي يمر من الجانب الخارجي للأسطوانة إلى التجويف الداخلي ، بالقطرات. السائل يتشكل منها يصب في كوب. كفاءة التنظيف للجزيئات أصغر من 3 ميكرون هي 99.9 ٪.

تكون مزيلات الرذاذ عالية السرعة أصغر وتوفر كفاءة تنظيف بنسبة 90-98٪. لتنظيف هواء حمامات الكروم من الضباب ورذاذ حمض الكروميك والكبريت مع درجة حرارة تصل إلى 90 درجة مئوية ، تم تطوير تصميم مرشح بألياف البولي بروبيلين: FVG-T. تبلغ إنتاجيتها ما بين 3500 و 80.000 م 3 / ساعة ، وكفاءة التنظيف 96-99 ٪.

). وهي مصنوعة للحماية من تلوث أجهزة الصراف الآلي. (لا سيما مع الافراج عن الصناعية المنتهية ولايته) ، technol. إعداد واستخراج المنتجات القيمة منها. يتم جمع الغبار باستخدام مجمعات الغبار المدمجة في التكنول الرئيسي. المعدات ، وكذلك بعيد. تتحدد كفاءة جمع الغبار ، كقاعدة عامة ، بنسبة كتلة الجزيئات المحتجزة (المترسبة) في مجمع الغبار إلى كتلة الجزيئات في مدخلها.

في تقنية جمع الغبار ، يتم استخدام عدد كبير من الأجهزة ، تختلف في تصميم ومبدأ الجسيمات العالقة. عن طريق فصلها عن التدفق ، يتم تقسيم مجمعات الغبار عادة إلى أجهزة ميكانيكية (جافة ورطبة) وأجهزة كهربائية. التنظيف (انظر أيضا). ويستند عمل أي جامع الغبار على استخدام واحد أو عدة. آليات علقت في الجزيئات. يمكن وصف مساهمة كل آلية معينة في كفاءة أداة تجميع الغبار نوعيا بالمعلمة ذات الأبعاد غير المطابقة.

تحدث الجاذبية () نتيجة للتثبيت الرأسي للجسيمات تحت تأثير الجاذبية عند المرور عبر جهاز تنظيف الغاز. المعلمة الجاذبية. يتم التعبير عن G بالنسبة:

حيث F t، F c هي قوى الجاذبية ومقاومة الوسط (N) ؛ d h، r h - القطر (m) وكثافة (kg / m 3) من الجزيئات ؛ ز-تسارع مجانا. سقوط (م / ث) ؛ م ص ، ش ز (Pa · s) والسرعة (m / s) لتيار الغاز ؛ Cp هو تعديل Cunningham-Milliken ، والذي يأخذ في الاعتبار الزيادة في حركة الجسيمات ، التي يكون حجمها مماثلًا لمتوسط \u200b\u200bطول المسار. الجاذبية. المبدأ المستخدم في رواسب الغبار. غرف.

يحدث الطرد المركزي أثناء الحركة المنحنية للتدفق الهوائي ، عندما تتطور قوى الطرد المركزي ، وتحت تأثير الجسيمات التي يتم التخلص منها على السطح. تتميز المعلمة الطاردة المركزية w بنسبة قوة الطرد المركزي F c التي تعمل على الجسيم إلى قوة مقاومة الوسط:

اين انت w ، r-speed (m / s) ونصف قطر الدوران (m) لتيار الغاز. يستخدم الطرد المركزي في أجهزة دوامة فردية وجماعية وبطارية وديناميكية. .

يحدث القصور الذاتي إذا كانت كتلة الجسيمات أو سرعتها كبيرة للغاية بحيث لا يمكن متابعتها على طول الانسياب الذي يحيط بالعقبة ، ولكن ، عن طريق القصور الذاتي لمواصلة الحركة ، تصطدم بالعقبة وتستقر عليها. المعلمة بالقصور الذاتي - معيار ستوكس:

حيث u og - سرعة تدفق الغاز بالنسبة لسطح التدفق أو العائق (م / ث) ؛ المعلمة الخطية المميزة لل (m) من الجسم الانسيابي (بالنسبة للهبوط الكروي ، قطر الكرة ، للألياف ، قطر الأسطوانة). يحدد القصور الذاتي عمل معظم جامعي الغبار الرطب () ، كما يلعب دورًا مهمًا في.

يتم ملاحظة الارتباط (تأثير اللمس) عندما تكون المسافة من جسيم يتحرك بتيار غاز إلى جسم انسيابي مساوية أو أقل من نصف قطرها. يتميز تأثير الارتباط بالمعلمة R 3 - d h / l وله مخلوقات. القيمة في.

يحدث الانتشار نتيجة التعرض المستمر لجزيئات معلقة صغيرة في. معلمة الانتشار D oc هي المعامل المتبادل لمعيار Peclet: D oc \u003d Re -1 \u003d u g l / D 4 ، حيث D 4 هي المعامل. الجزيئات البراونية (م 2 / ث). إذا كان قانون ستوكس صحيحًا ، عندما يكون حجم الجسيم أكبر من المسار المتوسط \u200b\u200b، فلدينا ؛

حيث ك- ؛ تي جي تي (ك). يستخدم نشر مماثل لتأثير الاشتباك في DOS. في