Эффективность пылеулавливания

Эффективность пылеулавливания

Аппараты	Размер частиц, мкм
Пылеосадительные камеры	40 – 1000
Циклоны	20 – 1000
Скрубберы	5 – 1000
Тканевые фильтры	20 – 1000
Волокнистые фильтры	0,9 – 100
Электрофильтры	0,05- 10

 

 

Пылеосадительные камеры (гравитационный механизм осаждения)

а) простейшая камера; б) камера с перегородками; в) многополочная камера;

1 – корпус; 2 – бункеры; 3 – перегородка; 4 – полка

 

Инерционные пылеуловители

 

Инерционные пылеуловители (изменение направления потока газа или установление препятствий на его пути)

а) с перегородкой;

б) с плавным поворотом газового потока;

в) с расширяющимся конусом;

 

Жалюзийные пылеуловители

 

1 – корпус; 2 – решетка (жалюзи)

Очищаемый газ, проходя через решетку, делает резкие повороты. Пылевые частицы вследствие инерции стремятся сохранить первоначальное направление, что приводит к отделению крупных частиц из газового потока, тому же способствуют их удары о наклонные плоскости решетки, от которых они отражаются и отскакивают в сторону от щелей между лопастями жалюзи

 

 

Циклоны (центробежная сила)

1 - корпус;

2 - входной патрубок;

3 - выхлопная труба;

4 - сборник пыли

 

Циклоны с улиткой и без нее

 

Циклоны с улиткой или зонтом

Циклоны могут комплектоваться улиткой на выхлопной трубе или зонтом,

что зависит от расположения вентилятора.

При работе аппарата под давлением на нем устанавливается зонт,

а если аппарат работает под разряжением (вентилятор расположен после пылеуловителя) - улитка

 

Основные виды циклонов по подводу газа

Основные виды циклонов (по подводу газов):
а – спиральный; б – тангенциальный (газ движется по касательной к окружности поперечного сечения корпуса аппарата и перпендикулярно к оси корпуса); в- винтообразный; г - осевой (розеточный)

Батарейный циклон и его элемент

 

Батарейный циклон (а) и его элемент (б): 1 - корпус; 2, 4 - камеры газораспределительные и для обеспыленного газа; 3 - циклонные элементы; 5 - пылесборник

Вихревые пылеуловители

 

Вихревые пылеуловители:
а - соплового типа: б - лопаточного типа;

1 – сопла (или лопаточный завихритель); 2 – лопаточный завихритель типа «розетка»; 3 - подпорная шайба; 4 –входной патрубок; 5 - корпус; 6 – выходной патрубок

 

 

Схемы подвода газа в вихревой пылеуловитель

 

А - воздух окружающей среды; б - очищенный газ; в - запыленный газ

Фильтры

Рукавный фильтр

 

Корпус рукавного 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 для пыли со шнеком для ее выгрузки. Встряхивание рукавов в каждой из секций производится поочередно.

В тканевых фильтрах применяют фильтрующие материалы двух типов: обычные ткани, изготавливаемые на ткацких станках, и войлоки, получаемые путем свойлачивания или механического перепутывания волокон иглопробивным методом. В типичных фильтровальных тканях размер сквозных пор между нитями находится в пределах от 100 до 200 мкм.

Ткани, используемые в качестве фильтровальных материалов, должны отличаться высокой пылеемкостью, воздухопроницаемостью, механической прочностью, стойкостью к истиранию при многократных изгибах, стабильностью размеров и свойств при повышенной температуре и агрессивном воздействии химических примесей, а также минимальным влагопоглощением и способностью к легкому удалению накопленной пыли, низкой стоимостью.

Не все применяемые в промышленности материалы удовлетворяют перечисленным требованиям, поэтому каждый материал используют в определенных, наиболее благоприятных для него условиях.

 

Скрубберы

 

Форсунки

Форсунки:

а - центробежная;

б - вихревая;

в - с вращающимся распылителем;

г - струйная;

д - штифтовая;

 е - для газового распыливания

 

В центробежной форсунке перед выходным отверстием сопла жидкость интенсивно вихрится в камере завихрения 2, куда она попадает через тангенциальные каналы 1, и при выходе образует утончающую плёнку в виде полого конуса, которая теряет устойчивость и распадается

 

 

Скруббер Вентури

• Скруббер Вентури состоит из трёх секций: сужающейся секции, небольшой горловины, и расширяющейся секции.

• Входящий поток газа поступает в сужающуюся секцию, и по мере того, как площадь поперечного сечения потока уменьшается, скорость газа увеличивается. В то же время, сбоку по патрубкам в сужающуюся секцию (или в горловину) поступает жидкость.

• Поскольку газ вынужден двигаться с очень большими скоростями в небольшой горловине, то здесь наблюдается большая турбулентность потока газа. Эта турбулентность разбивает поток жидкости на большое количество мелких капель. Пыль, содержащаяся в газе, оседает на поверхности этих капель. Покидая горловину, газ, перемешанный с облаком мелких капель жидкости, переходит в расширяющуюся секцию, где скорость газа уменьшается, турбулентность снижается и капли собираются в более крупные.

• На выходе из скруббера капли жидкости с адсорбированными на них частицами отделяются от потока газа.

 

 

1- центробежные форсунки; 2 - сопло; 3 - каплеуловители

 

Электрофильтры

 

 

Трубчатый и пластинчатый электрофильтры.

1 – коронирующие электроды; 2 – осадительные электроды; 3 – рама; 4 – устройства для встряхивания электродов;

5 – изоляторы

 

 

Способы газоочистки

Факельное сжигание

 

 

 

В состав факельной установки входят следующие компоненты:
 1. Высотный факел;
 2. Факельный оголовок с пилотными горелками;
 3. Система автоматического зажигания и управления;
 4. Вертикальный сепаратор

 

1 - оголовок;

2 - уплотнение;

3 - зажигание/панель управления;

4 - вертикальная секция факела;

5 - пилотные трубопроводы: трубы линии зажигания, защита для кабелей;

6 - верхняя платформа;

7 - промежуточные платформы;

8 - вертикальные лестницы;          

9 - входное газовое соединение;

10 - сливное соединение;

11 – основание

 

Бесфакельное сжигание

 

1 – газовое сопло;

2 – инжектор;

3 – горло;

4 – диффузор;

5 – насадка;

6 – воздушная регулировочная шайба

Характеризуется полным предварительным смешением воздуха с горючим газом, и, соответственно, коротким пламенем голубоватого цвета с высокой температурой.

Процесс идёт в кинетической области, когда скорость горения определяется скоростью реакции окисления.

Образование газовоздушной смеси полностью происходит внутри самой горелки. Поступление воздуха и образование газовоздушной смеси в инжекционных горелках происходит подсасыванием (эжектированием) воздуха за счет струи газа.

Инжекционная горелка полного смешения работает с коэффициентом избытка воздуха α = 1,05–1,15. Ориентировочный диапазон тепловой мощности инжекционных горелок полного смешения составляет от 100 до 2500 кВт.

Инжекционная горелка состоит из четырех основных частей: газового сопла, смесителя, горелочного насадка и регулятора первичного воздуха

 

 

Схема щелочной очистки

 

1 – скруббер;

2 – сборник;

3 – насос;

4 – ёмкость приготовления нейтрализующего раствора;

5 – реактор минерализации фтор-иона;

6 – насос.

Нейтрализующий раствор готовится в ёмкости 4, затем насосом 3 перекачивается через скруббер 1 в сборник 2, откуда снова насосом 3 направляется в скруббер 1. В сборник подаются дымовые газы, проходя по скрубберу, они очищаются от кислых продуктов по реакции с содой и от окислов азота и хлора, который окисляет сульфит натрия, после чего направляется на следующую ступень очистки. 

Процесс проводится до рН раствора 10, затем раствор перекачивается в реактор 5, а в сборник закачивается свежий раствор.

В реактор 5 загружается меловая паста, мел реагирует с фтор-ионом с образованием малорастворимого фторида кальция. Полученная суспензия перекачивается на фильтрование фильтр-прессом.

Вторая ступень щелочной очистки не отличается от первой, ёмкость 4 и реактор 5 могут быть общими для обеих ступеней.

 

Наиболее часто употребляющиеся типы скрубберов:

 

 

1 – полый; 2 – насадочный; 3 – тарельчатый; 4 - роторный

 

1 – кипящий слой адсорбента

2 – распределительная решётка

3 – переливная трубка.

 

 

Свежий адсорбент загружается в верхнюю камеру, ожижающим газом служит очищаемый воздух, поступающий через распределительную решётку. Сорбент по переливной трубке последовательно поступает в нижележащие камеры и в нижней части адсорбера удаляется на десорбцию, которая производится в отдельном аппарате. Загрязнённый воздух подаётся в нижнюю часть адсорбера, проходит ряд камер и удаляется вместе с пылью через верх адсорбера; обязательной является система очистки воздуха от пыли.

Кипящий слой характеризуется значительными расходами адсорбента (вследствие истирания) и энергии на преодоление гидравлического сопротивления аппарата и перемещение сорбента

Схема напорной флотации

 

1 – поступления загрязненной воды; 2 – приемный резервуар; 3 – всасывающая труба; 5 – насос; 6 – сатуратор; 4 – труба для поступления сжатого воздуха; 8 – сопла; 7 – флотационная камера;  

9 – пеносборник; 10 – труба для отвода очищенной воды.

 

Напорная флотация – очистка воды, основанная на насыщении воды кислородом с последующим осуществлением вышеописанных этапов.

Напорная флотация воды, которая проводится без добавления специальных химических веществ, называется физической.

Напорная флотация. Установки напорной флотации просты и надежны в эксплуатации. Этот метод имеет более широкий диапазон применения, поскольку позволяет регулировать степень перенасыщения в соответствии с требуемой эффективностью очистки сточных вод при начальной концентрации загрязнений до 4-5 г/л и более.

Процесс осуществляется в две стадии: насыщение сточной воды воздухом под повышенным давлением и выделение растворенного газа под атмосферным давлением. Напорные флотационные установки имеют производительность от 5 до 2000 м3/ч. Пребывание воды в напорной емкости составляет 10-15 мин, а во флотационной камере – 10-20 мин.

При напорной флотации сточные воды по трубопроводу насосом 2 подаются в напорный бак 3 (сатуратор) из приемного резервуара 1. На всасывающем трубопроводе имеется патрубок для подсоса воздуха. Сатуратор или напорная емкость служит для равномерного растворения воздуха в сточной воде. Объем сатуратора рассчитывают на необходимую продолжительность насыщения воздухом (обычно 1-3 мин) при избыточном давлении 0,15-0,4 МПа.

 

Схема импеллерной лотации

 

1 – камера; 2 – труба; 3 – вал; 4 – импеллер

Электрофлотация

 

 

Принципиальная схема электрофлотационного аппарата:

1-3 - секции аппарата; 4 - пенный продукт; 5 - канал для очищенной воды; 6 - корпус; 7-12 - электроды; 13 - канал для исходной сточной воды

 

  Жидкостная экстракция

 

 

Пружинно-лопастной экстрактор

Состоит из корпуса (1), разделенного на секции.

В каждой секции имеется вал (2) с барабаном (3), на котором закреплены два ряда пружинных лопастей (4). Каждый вал приводится в движение.

В днище аппарата находится камера подогрева (5). Извлечения собираются в камере (6) и выводятся через штуцер (7).

Измельченный, подготовленный материал из бункера (8) с помощью питателя (9) поступает в первую секцию экстрактора, где находится экстрагент.

Здесь сырье при помощи пружинных лопастей погружается в экстрагент и передается дальше, прижимаясь к стенке секции, где происходит частичное отделение экстрагента. При выходе лопастей из секции они выпрямляются и перебрасывают влажное сырье в соседнюю секцию. Так сырье переходит во 2-ю, 3-ю и все последующие секции до транспортера (10).

Экстрагент из патрубка (11) поступает на истощенный материал, движущийся по транспортеру, после чего поступает в последнюю секцию, движется противотоком сырью и собирается в камере (6).

Рисунок 1. Схема механической и биохимической (на биологических фильтрах) очистки сточных вод

 

 

Рисунок 2. Схема механической и биохимической (на аэротенках) очистки сточных вод

 

Мембранные методы очистки

 

 

.

 

Обратноосмотические мембранные элементы представляют собой двухслойный композитный полимер неравномерной плотности.

Наружный слой имеет толщину около 10-5 см и обладает высокой плотностью.

Этот слой является поддерживающим для менее плотного пористого слоя толщиной 5·10-3 см. Величина пор мембраны обратного осмоса немного больше молекулы воды, молекулы воды беспрепятственно продавливаются сквозь осмотическую мембрану (образуя пермеат). Растворённые соли, неорганические молекулы, а также органические молекулы с молекулярной массой более 100 КДа не проходят сквозь мембрану и образуют концентрат

Эффективность пылеулавливания

Аппараты	Размер частиц, мкм
Пылеосадительные камеры	40 – 1000
Циклоны	20 – 1000
Скрубберы	5 – 1000
Тканевые фильтры	20 – 1000
Волокнистые фильтры	0,9 – 100
Электрофильтры	0,05- 10