Metodes gaisa attīrīšanai no putekļiem, ja tie izplūst atmosfērā. Putekļu noņemšanas metodes.

Putekļu savākšanas procesos būtisks ir putekļu daļiņu lielums, to blīvums, lādiņš, pretestība, lipīgās īpašības, mitrums utt.

Pēc cieto daļiņu lieluma izšķir šādus putekļu veidus:

Vairāk par 10 mikroniem;

0,25-10 mikroni;

0,01–0,25 mikroni;

Mazāk par 0,01 mikroniem.

Putekļu savākšanas efektivitāte mazām daļiņām ir mazāka - 50–80%, lielākām - 90–99,9%.

Ir divu veidu putekļu savācēji: sausa un mitra. Putekļu nokrišņu kameras, cikloni, virpuļcikloni, elektrostatiskie nogulsnētāji putekļus savāc ar sausu metodi.Putekļus no mitras metodes izmanto putu aparātiem, Venturi skruberiem utt.

Sauso putekļu savācēji, putekļu nokrišņu kameras.  Šīs ir vienkāršākās ierīces, kurās putekļu nogulsnēšanai izmanto gravitācijas lauku, bet, uzstādot starpsienas - inerciālo lauku. Putekļu savākšanas efektivitāte, kas ir lielāka par 25 mikroniem, ir 50–80%. Karstu dūmgāzu attīrīšanai no putekļiem, kuru izmērs ir lielāks par 20 mikroniem, ja temperatūra ir 450–600 ° C, tiek izmantoti žalūziju putekļu atdalītāji. Tajos putekļi atdalās no galvenās gāzes plūsmas, pateicoties inerces spēkiem, kas rodas no tīras gāzes plūsmas pagrieziena, kad tā iet caur režģa žalūzijām. Tīrīšanas efektivitāte sasniedz 80%.

14. un 15. attēlā parādītas ciklona (grieķu valodā: kyklon - rotējošs) un skrubera (eng. Skrubis - skrubis) Venturi shēmas attiecīgi sausu un mitru putekļu savākšanai.

Cikloni  - galvenais aparātu veids putekļu savākšanai, kuru izgulsnēšanai izmanto centrbēdzes lauku. Gāzes plūsma tiek ievesta ciklonā caur sprauslu - 1 tangenciāli pret ciklona - 2 korpusa iekšējo virsmu (14. att.). Plūsma griežas un griežas gar ķermeni līdz piltuvei - 4. Putekļu daļiņas centrbēdzes spēka ietekmē uz ciklona sienas veido putekļu slāni, kas drupina un nonāk tvertnē. Gāzes plūsma, kas atbrīvota no putekļiem, veido virpuli un atstāj ciklonu caur cauruli - 3. Kad tas uzkrājas, tvertne periodiski tiek izkrauta no putekļiem.

Ciklonā ienākošo gāzu pārspiediens nedrīkst pārsniegt 2500 Pa, temperatūra nedrīkst pārsniegt 400 ° C. Vāji lipīgo putekļu pieļaujamā ieplūdes koncentrācija ir aptuveni 1000 g / m 3, vidējā pielipšana - līdz 250 g / m 3. Gāzes tīrīšanas efektivitāte no vairāk nekā 5 mikronu putekļiem cilindriskos ciklonos ir 80–90%. Parasti tos izmanto iepriekšējai gāzu attīrīšanai pirms elektrostatiskajiem nogulsnētājiem un filtriem. Tīrot lielu daudzumu gāzu, tiek izmantotas baterijas, kas sastāv no nepieciešamā ciklonu skaita, kas uzstādīti paralēli.

Rotācijas putekļu savācēji  - centrbēdzes aparāti, piemēram, īpaša dizaina ventilatori. Tos izmanto gāzu attīrīšanai no putekļiem, kuru daļiņu izmērs ir lielāks par 5 mikroniem. Viņiem ir lieliska kompaktība. Daudzsološāka modifikācija ir pretvirziena rotējošie putekļu atdalītāji. To izmēri ir 3-4 reizes mazāki nekā ciklonu, un enerģijas patēriņš ir par 20–40% mazāks. Tomēr projektēšanas un darbības procesa sarežģītība apgrūtina tā izplatību.

Vortex putekļu savācēji.  Tās ir arī centrbēdzes ierīces, kurās par gāzes plūsmas virpu izmanto slīpas sprauslas vai asmeņus. Viņi spēj notīrīt lielu daudzumu gāzu no smalkām putekļu frakcijām, mazāk nekā 3-5 mikroni. Tīrīšanas efektivitāte sasniedz 99%. Tas ir maz atkarīgs no putekļu satura diapazonā līdz 300 g / m 3.

Elektrostatiskie nogulsnētāji. Tās ir ierīces ar cauruļveida izgulsnējošu, pozitīvi uzlādētu elektrodu (anodu) komplektu, kuru iekšpusē gar aksiālo centru ir izvietoti koron negatīvi negatīvi lādētu elektrodu (katodu) plānie stieņi (virknes). Starp šiem elektrodiem, kas ir cilindrisks elektriskais kondensators, līdzstrāvas avots rada augstas sprieguma elektrisko lauku līdz 50–300 kV / m. Šajā spēcīgajā elektriskajā laukā, kad uzlādētās daļiņas saduras ar molekulām, notiek gāzes trieciena jonizācija. Tomēr pirms gāzes sadalīšanas lauka intensitāte netiek palielināta, t.i. radīt apstākļus koronas izlādei gāzē. Aerosola daļiņas, kas nonāk zonā starp katodu un anodu, adsorbē veidojošos jonus, iegūst elektrisko lādiņu un pārvietojas uz elektrodu ar pretēju lādiņu. Tā kā stieņa (katoda) laukums ir daudz mazāks nekā caurules laukums, strāvas blīvums katodam būs daudz lielāks nekā pie anoda. Koronas izlāde galvenokārt tiek lokalizēta pie katoda. Tas noved pie ievērojami lielākas katjonu izplūdes un negatīvi lādētu aerosola daļiņu veidošanās. Tāpēc piemaisījumi galvenokārt pārvietojas uz anodu un apmetas uz tā. Tāpēc nosaukumi ir skaidri: korona un nokrišņu elektrodi.

Caur gāzi un piemaisījumiem caur elektrostatisko filtru, to plūsmas ātrumu parasti iestata diapazonā no 0,5 līdz 2 m / s. Uzlādēto daļiņu pārvietošanās ātrums uz elektrodiem ir atkarīgs no to lieluma, lādiņa un elektriskā lauka stipruma. Ja lauka intensitāte ir 150 kV / m, tas ir no 0,01 līdz 0,1 m / s daļiņām ar diametru no 1 līdz 30 μm. Elektrodi tiek labi nogulsnēti un pēc tam viegli noņemti, sakratot putekļus ar pretestību no 104 līdz 1010 Ohm · cm. Pie zemākām vērtībām putekļu daļiņas pie elektrodu tiek viegli izlādētas, atkārtoti uzlādētas un atpakaļ atpakaļ gāzes plūsmā. Putekļi, kuru pretestība pārsniedz 1010 omu · cm, pie elektrodiem lēnām izdalās, novērš jaunu daļiņu nogulsnēšanos un ir visgrūtāk uztverami. Šajā gadījumā tiek izmantota gāzes mitrināšana.

Elektrofiltrus izmanto smalkai gāzu attīrīšanai no putekļiem un miglas. Sausu elektrostatisko nogulsnētāju jauda ir no 30 līdz 1000 m 3 / h. Viņi spēj attīrīt gāzes ar efektivitāti līdz 99,9% ar putekļu saturu līdz 60 g / m 3 un gāzes temperatūru līdz 250 ° C.

Filtri  Viņu dizains ir atšķirīgs. Tomēr visiem filtriem galvenais elements ir porains starpsienas - filtra elements. Pēc materiāla veida tiek izdalītas starpsienas: granulēti, elastīgi, daļēji stingri, stingri filtri.

Granulu filtrus, kas izgatavoti no grants, koksa, smiltīm, izmanto, lai attīrītu gāzes no lielām putekļu frakcijām, kuras rada drupinātāji, sieti, dzirnavas utt. Tīrīšanas efektivitāte ir līdz 99,9%.

Elastīgi poraini filtra elementi ir audumi, filcs, gumijas sūklis, poliuretāna putas. Audumus un filca visbiežāk izgatavo no sintētiskām šķiedrām, stikla pavedieniem, saņemot tādus audumus kā nitrons, lavsāns, hlors, stiklplasta. Tos plaši izmanto gāzu smalkai attīrīšanai ar sākotnējo putekļu saturu 20-50 g / m 3. Tīrīšanas efektivitāte ir 97–99%.

Stingrie filtru elementi ir izgatavoti no porainas keramikas un porainiem metāliem. Tie ir nepieciešami tīrīšanai no karstu un agresīvu gāzu piemaisījumiem.

Pusstingrus filtrus, piemēram, trikotāžas metāla režģus, ekstrudētas spirāles un skaidas, kas izgatavoti no nerūsējošā tērauda, \u200b\u200bmisiņa, niķeļa, izmanto putekļu, kuru daļiņu izmērs ir lielāks par 15 mikroniem un sākotnējā koncentrācija līdz 50 g / m 3, tīrīšanai no karstām gāzēm ar temperatūru līdz 500 ° C.

Filtrēšanas process sastāv no izkliedētu daļiņu nogulsnēšanās uz filtra elementa poru virsmas. Nosēdums notiek kontakta, difūzijas, inerces, gravitācijas procesa, lādētu daļiņu mijiedarbības rezultātā. Pēdējais ir raksturīgs Petryanov filtriem, kas izgatavoti no perhlorvinilšķiedrām (FPP), kurus mūsdienās plaši izmanto. Šādas īpaši plānas šķiedras uz savas virsmas nes lādiņus, kas sākotnējā filtrēšanas posmā ļauj sasniegt ļoti augstu gāzu attīrīšanas no aerosoliem efektivitāti - līdz 99,99% ar filtrācijas ātrumu 0,01 m / s un daļiņu diametru 0,34 μm. Šos filtrus izmanto gaisa attīrīšanai no radioaktīviem aerosoliem. Pēc uzlādes neitralizēšanas tīrīšanas efektivitāte tiek samazināta līdz 90%.

Ja daļiņu izmērs ir lielāks par poru izmēru, sieta efektu novēro, veidojot nogulsnes slāni. Šis efekts, kā arī pakāpeniskā poru aizsērēšana ar nostādināšanas daļiņām, palielina filtra elementa pretestību un tīrīšanas efektivitāti, bet samazina tā produktivitāti. Tāpēc filtru elementi periodiski atjaunojas.

Filtru dizains: maiss, rullis, rāmis.

Maisu filtri visplašāk izmanto gāzu izmešu ķīmiskai tīrīšanai. Cilindriskā apvalkā ar konisku dibenu piedurknes, kas izgatavotas no auduma vai filca, ir piestiprinātas pie apakšējās starpsienas caurumiem un augšējā starpsienas vāciņiem. Putekļainā gāze, kas no apakšas tiek piegādāta caur apakšējā starpsienas atverēm, nonāk piedurknēs, tiek filtrēta un tiek noņemta no aparāta caur starp piedurkņu telpu un augšējā starpsienas atverēm. Filtru reģenerē pēc tā atvienošanas no tīrīšanas sistēmas, kratot piedurknes ar īpašu ierīci (putekļi tiek savākti koniskā apakšā) un izpūšot tos atpakaļ ar saspiestu gāzi. Pieļaujamā putekļu koncentrācija maisa filtra ieejā ir 20 g / m 3, augstākā gāzes temperatūra ir 130 ° C dakrona šļūtenēm un 230 ° C stikla šķiedrai, produktivitāte ir līdz 50 m 3 / h, tīrīšanas efektivitāte ir aptuveni 98% .

Mitru putekļu savācēji.  Mitrās gāzes tīrīšanas ierīcēm ir raksturīga augsta smalko putekļu (0,3–1 μm) smalka tīrīšana, kā arī spēja notīrīt karstu un sprādzienbīstamu gāzi no putekļiem. Viņi strādā, izmantojot putekļu daļiņu nogulsnēšanos uz pilienu vai šķidru plēvju virsmas. Šajā gadījumā inerces spēki, Brauna kustība, difūzijas akts, lādētu daļiņu mijiedarbība, kondensācija, iztvaikošana utt. Svarīgs faktors ir daļiņu samitrināšana ar šķidruma palīdzību.

Pēc konstrukcijas mitro putekļu savācējus iedala Venturi skrubos, sprauslu un centrbēdzes skruberos, inerciālā šoka, burbuļu-putu aparātos utt.

Skruberis Venturi  (15. att.). Šī skrubja galvenā daļa ir Venturi sprausla - 1, kurā sašaurinātajā daļā ievada putekļainu gāzi, un caur centrbēdzes sprauslām - 2 izsmidzina ūdeni. Šajā gadījumā šaurā sprauslas sadaļā gāze paātrina no ieejas ātruma 15–20 m / s līdz ātrumam 30–200 m / s. Efektīvai tīrīšanai ir ļoti svarīgi vienmērīgi sadalīt ūdens pilienus virs sprauslas sekcijas. Sprauslas paplašinošajā daļā plūsma tiek kavēta ar ātrumu 15–20 m / s un tiek padota pilienveida slazdā - 3 - tiešās plūsmas ciklonā. Ūdens patēriņš: 0,1–6 l / m 3. Venturi skruberi nodrošina augstu aerosolu (līdz 99,9%) tīrīšanu ar vidējo daļiņu izmēru 1–2 μm pie sākotnējās koncentrācijas līdz 100 g / m 3. Venturi skruberu jauda ir līdz 80 000 m 3 / h.

Sprauslu un centrbēdzes skruberi daļiņas, kas lielākas par 10–20 mikroniem, tiek efektīvi notvertas. Tajos gāzes plūsma ir novirzīta leņķī pret ūdens spoguli, kas izvirzīts virs dūņu virsmas (16.a att.). Ūdenī nogulsnējas lielas daļiņas, un smalki putekļi ar gāzes plūsmu paceļas, lai sasniegtu sprauslu radīto lietus plūsmu - 2a vai ūdens plēvi, kas caur sprauslām tiek piegādāta centrbēdzes skruberī.

Īpatnējais ūdens patēriņš sprauslu skruberos ir 3–6 l / m 3, gāzes plūsmas ātrums ir 0,7–1,5 m / s, domnas gāzes attīrīšanas efektivitāte ir 60–70%. Centrbēdzes skruberos ar gāzes putekļu saturu līdz 20 g / m 3 īpatnējais ūdens patēriņš ir 0,09–0,18 l / m 3, tīrīšanas efektivitāte ar gāzes ātrumu 15–20 m / s ir no 80 līdz 98%.

Burbuļu putu putekļu savācēji  (16.b att.). Tajos tīrīšanai paredzētā gāze nonāk zem horizontālas režģa - 2b, pēc tam iziet caur restes caurumiem un šķidruma slāni - 4 un putas - 5. Ar gāzes ātrumu līdz 1 m / s tiek ievērots tīrīšanas burbulis. Palielinoties ātrumam līdz 2–2,5 m / s, virs šķidruma parādās putu slānis. Tas palielina tīrīšanas efektivitāti, bet arī palielina aerosola iekļūšanu no aparāta. Gāzes attīrīšanas no smalkajiem putekļiem efektivitāte sasniedz 95–96% ar īpatnējo ūdens plūsmas ātrumu 0,4–0,5 l / m 3.

Miglas atdalītāji.  Tos izmanto, lai attīrītu gaisu no skābju, sārmu, eļļu un citu šķidrumu miglas. Sugas tiek notvertas ar šķiedru filtriem, uz to poru virsmas, uz kurām nogulst pilieni, un pēc tam šķidrums izplūst gravitācijas spēku ietekmē. Izmantotais materiāls ir stikla šķiedra ar šķiedru diametru no 7 līdz 30 mikroniem vai polimēra šķiedras (lavans, polipropilēns) ar diametru no 12 līdz 40 mikroniem. Neliela ātruma miglas atdalītājos, kuru gāzes ātrums ir mazāks par 0,15 m / s, dominē pilienu difūzās nogulsnēšanas mehānisms, savukārt ātrgaitas (2–2,5 m / s) inerces spēki darbojas.

Zema ātruma miglas novēršanai izmantojiet cauruļveida filtru elementus. Tie ir veidoti (samontēti) no šķiedru materiāliem 5–15 cm platā spraugā starp diviem acu cilindriem, kuru diametrs atšķiras par 10–30 cm. Šie elementi, atšķirībā no maisa filtriem, ir vertikāli piestiprināti pie cilindriskā augšējā starpsienas caurumiem. aparātu, un apakšējie gali caur cauruļveida hidrauliskajām slēdzenēm ir iegremdēti glāzēs ar kondensētu šķidrumu. Migla, kas iziet no cilindra ārējās malas iekšējā dobumā, saglabā pilienus. No tiem izveidotais šķidrums ieplūst glāzē. Daļiņu, kas mazākas par 3 mikroniem, tīrīšanas efektivitāte ir 99,9%.

Ātrgaitas miglas atdalītāji ir mazāki un nodrošina tīrīšanas efektivitāti 90–98%. Lai attīrītu hroma vannu gaisu no miglas un hroma un sērskābes šļakatām ar temperatūru līdz 90 ° C, ir izstrādāts filtra dizains ar polipropilēna šķiedrām: FVG-T. Tā produktivitāte ir 3500–80 000 m 3 / h, un tīrīšanas efektivitāte ir 96–99%.

) Tas ir paredzēts aizsardzībai pret atm piesārņojumu. (īpaši atbrīvojot izejošo rūpniecisko), tehnol. vērtīgu produktu sagatavošana un ieguve no tiem. Putekļu savākšanu veic, izmantojot putekļu savācējus, kas iebūvēti galvenajā tehnikā. aprīkojums, kā arī tālvadības. Putekļu savākšanas efektivitāti, kā likums, nosaka pēc putekļu savācējā ieslodzīto (nogulsnēto) daļiņu masas un daļiņu masas, kas atrodas tā ieejā.

Putekļu savākšanas tehnikā tiek izmantots liels skaits aparātu, kas atšķiras pēc suspendēto daļiņu uzbūves un principa. Izmantojot metodi, kā tos atdalīt no plūsmas, putekļu savācējus parasti sadala mehāniskās (sausās un slapjās) un elektriskās ierīcēs. tīrīšana (sk. arī). Jebkura putekļu savācēja darbs ir balstīts uz viena vai vairāku izmantošanu. mehānismi, kas suspendēti daļiņās. Katra konkrētā mehānisma ieguldījumu putekļu savācēja efektivitātē var kvalitatīvi raksturot ar atbilstošo bezizmēra parametru.

Smagums () rodas daļiņu vertikālas nostādināšanas rezultātā gravitācijas ietekmē, kad tās šķērso gāzes tīrīšanas aparātu. Smaguma parametrs. G izsaka attiecība:

kur F t, F c ir vides smaguma un pretestības spēki (N); d h, r h - daļiņu diametrs (m) un blīvums (kg / m 3); g-paātrinājums kritums (m / s); m r, u g (Pa · s) un gāzes plūsmas ātrums (m / s); Cp ir Kunninghema-Millikena grozījums, kurā ņemts vērā daļiņu mobilitātes pieaugums, kura lielums ir salīdzināms ar vidējo ceļa garumu. Smagums. Princips, ko izmanto putekļu nogulsnēs. kameras.

Centrbēdzes rodas aerodispersā plūsmas līknes kustības laikā, kad attīstās centrbēdzes spēki, kuru ietekmē daļiņas tiek izmestas uz virsmu. Centrbēdzes parametru w raksturo centrbēdzes spēka F c, kas iedarbojas uz daļiņu, un barotnes pretestības spēka attiecība:

kur u w, r-ātrums (m / s) un griešanās rādiuss (m) gāzes plūsmā. Centrbēdzes tiek izmantotas atsevišķās, grupu un akumulatoru, virpuļierīcēs, dinamiskās. .

Inerce notiek, ja daļiņu masa vai to kustības ātrums ir tik ievērojams, ka tās nevar sekot gar šķērsli, kas apņem šķērsli, bet, mēģinot pēc inerces turpināt kustību, saduras ar šķērsli un apmetas uz tā. Inerciāls parametrs - Stoksa kritērijs:

kur u og - gāzes plūsmas ātrums attiecībā pret plūsmas vai šķēršļa virsmu (m / s); Pilnveidota korpusa l raksturīgais lineārais parametrs (m) (sfēriskam kritienam - lodītes diametrs, šķiedrai, cilindra diametrs). Inerce nosaka lielāko daļu mitru putekļu savācēju (), un tai ir arī liela nozīme.

Iesaistīšanos (pieskāriena efektu) novēro, ja attālums no daļiņas, kas pārvietojas ar gāzes plūsmu, līdz pilnveidotam ķermenim, ir vienāds ar vai mazāks par tā rādiusu. Iesaistes efektu raksturo parametrs R 3 - d h / l, un tam ir radības. vērtība pie.

Difūzija notiek nepārtrauktas pakļaušanas mazām suspendētām daļiņām rezultātā. Difūzijas parametrs D oc ir Peketa kritērija abpusējs lielums: D oc \u003d Re -1 \u003d u g l / D 4, kur D 4 ir koeficients. Brūnijas daļiņas (m 2 / s). Ja Stokes likums ir spēkā, ja daļiņu lielums ir lielāks nekā vidējais ceļš, mums ir;

kur k-; T g-t-ra (K). DOS tiek izmantota difūzija, kas līdzīga iesaistes efektam. iekšā