Методы электроочистки пром.газов – принцип работы, достоинства и недостатки очистки

Электростатическая очистка газов служит универсальным средством, пригодным для любых аэрозолей, включая туманы кислот, и при любых размерах частиц. Метод основан на ионизации и зарядке частиц аэрозоля при прохождении газа через электрическое поле высокого напряжения, создаваемое коронирующими электродами. Осаждение частиц происходит на заземленных осадительных электродах. Промышленные электрофильтры состоят из ряда заземленных пластин или труб, через которые пропускается очищаемый газ. Между осадительными электродами подвешены проволочные коронирующие электроды, к которым подводится напряжение 25–100 кВ.

Ионы абсорбируются на поверхности пылинок, затем под действием электрического поля они перемещаются и прилипают к осадительным электродам. При этом зарядка частиц в поле коронирующего разряда происходит по 2-ум механизмам:

1)воздействие эл.поля когда частицы бомбардируются ионами, движущимисяв направлении силовых линий поля.Исп-ся при размерах частиц более 0,5 мкм

2) диффузией ионов (распространение, растекание с целью равновесия). Используется при размерах частиц менее 0,2 мкм.

В промышленности эффективны оба механизма. Максим-я величина заряда частиц размером 0.5 мкм пропорциональна квадрату диаметра частиц, а для частиц размером менее 0,2 мкм пропорциональна диаметру частицы.

Таким образом электроочистка включает процессы образования ионов,зарядки пылевых частиц, транспортирование их к осадительным электродам. Затем идет периодическое разрушение слоя пыли, накопившейся на электродах и сброс ее в пылесборные бункеры. В результате пылинка с отриц.зарядом на пути к положительному соприкасается с ним и происходит накопление пыли.

Технические характеристики: наиболее распространены электрофильтры с пластинчатыми и трубчатыми электродами. В пластинчатом – между осадительными пластинчатыми электродами натянуты проволочные коронирующие.

В трубчатых электрофильтрах осадительные электроды представляют собой цилиндры или трубки внутри которых по оси расположены коронирующие электроды. ЗГ движется по вертикальным трубам диамером 200-250 мм. Пыль оседает на внутренней поверхности труб. При помощи встряхивающего устройства она удаляется в бункер.

Достоинство электрофильтров - их универсальность: они обеспечивают очистку газов больших объемов от пыли и туманов с высокой эффективностью (99-99,9%), Такие фильтры способны улавливать час­тицы различных размеров, в том числе и меньше 1 мкм, при концент­рации частиц в газе выше 50 г/м3. Эффективность работы электрофильтров зависит от:свойств пыли и газа, от скорости и равномерности запыленности газ.потока. Чем выше напряжение поля и меньше скорость газа в аппарате тем лучше улавливается пыль. Гидравлическое сопротивление не превышает 150 Па. Электрофильтры применяются для очистки газов при температурах до 400-450°С, а также в условиях воздействия коррозионных сред. (черная металлургия, теплоэнергетика)

К недостаткам электрофильтров от­носится их высокая стоимость и невозможность проводить очистку взрывоопасных газов.Но главный недостаток – высокое энергопотребление. Затраты энергии составляют 0,36-2 МДж на 1000 м³ очищаемого газа. Пыль с малой электропроводимостью вызывает явление обратной короны, которая сопровождается образованием положительно заряженых ионов, частично нейтрализующий отрицательный заряд пылинок. Как следствие они не могут перемещаться к осадительным электродам и осаждаются=((((.

На проводимость пыли оказывает влияние состав газа и пыли. С повышением влажности газа удел.элктр.сопротивление пыли снижается. Наличие в пыли десятых и сотых долей процентов SO2, NH4 значительно улучшает электр.проводимость пыли. При высоких температурах газов понижается электр.прочность межэлектронного пространства, что приводит к ухудшению улавливани пыли. С повышением t газов, возрастает их вязкость и объем, как следствие – увеличивается скорость потока в электрофильтре, а это снижает степень обезпыливания =(

В России электрофильтры применяются значительно реже из-за высокой энергоемкости!!!!

Улавливание туманов, классификация, применение в производстве.

Туманы образуются вследствии термической конденсации паров или в результате хим.взаимодействия веществ, находящихся в аэродисперсной системе. Образование туманов происходит в таких отраслях и производствах: серной кислоты, термической фосфорной кислоты, при концентрировании различных кислот и солей, при испарении масел и т.д.

Для улавливания туманов применяют: фильтры(волокнистые, сеточные), туманоуловители, мокрые электрофильтры.

Принцип действия волокнистых фильтров основан на захвате частиц жидкости волокнами. При контакте с поверхностью волокна происходит коалесценсия, т.е. слияние капель жидкости уловленных частиц и образование пленки жидкости, которая движется внутри слоя волокон. А затем распадается на отдельные капли и удаляется с фильтром.

Достоинства фильтров: высокая эффективность улавливания в т.ч. тонкодисперсных туманов. Надежность в работе, простота конструкции монтажа обслуживания агрегата.

Недостатки фильтров: возможность зарастания фильтра при значительном содержании в тумане твердых частиц или при образовании солей. Когда взаимодействуют соли жесткости воды и газов.

Перемещение уловленной жидкости в фильтре происходит под действием:

1.гравитационной силы

2.Аэродинамической и капилярной сил. При этом зависит от структуры волокон. Скорости фильтрации, смачиваемости волокон, от физ.св-в жидкости и газа.

Общая закономерность: чем больше плотность упаковкм слоя и меньше диаметр волокон. Тем больше жидкости удержится в нем.

Классификация волокнистых туманоуловителей:

1. Низкоскоростные. Фильтрующие элементы включают две параллельно расположенные цилиндрические сетки из проволоки диаметром 3,2 мм приваренные ко дну. Пространство между сетками заполняется тонким волокном диаметром от 5 до 20 мкм. Толщина такого слоя 3-10 см. Волокна изготавливают из спец. Стекол или полипропилена, полиэфира. поливенилхлорида и др. Туманоуловители работают при скоростях газа менее 0,2 м/c. Могут иметь производительность до 180 тыс.м³/ч.

2. Высокоскоростные. Филтрующие элементы в виде плоских элементов заполненных пропиленовыми войлоками. Их используют для улавливания паров серной. Соляной кислоты, фтористого водорода, фосфорной кислоты. Улавливаются пары концентрированных щелочей. Войлоки выпускают в виде волокон диаметром от 20до 70 мкм.

Примеры применения фильтров туманоуловителей: масляная обработка металлов, нефтедобыча (конденсатосборники), при подготовки нефти (очистка от углеводородов).

Наиболее часто применяют 2-ухступенчатые установки 2-ух типов:

1. 1-ый тип. В установках головной фильтр предназначенный для улавливания круп.частиц и снижения концентрации туманов, для очистки высокодисперсных частиц.

2. 2-ой тип. В установках 2го типа фильтр-агломератор, в котором осаждаются частицы всех размеров и улавл.жидкость осаждается в виде капель поступающих во второй фильтр брызгоуловитель. В нем исп-ся волокон диаметром 70 мкм. При скорости фильтрации от 1.5 до 1.7 м/c.

Эффективность фильтров от 96 до 99% при гидравлическом сопротивлении около 500 Па.

Для улавливания масла разработаны фильтры с вращ-ся цилиндрическими фильтрующим элементом. Это обеспечивает эффективную и непрерывную регенерацию слоя от уловленного масла. Производительность таких фильтров 500-1500 м³/ч при КПД 85-95%.

Для очистки от грубодисперсных примесей (брызг) используют каплеуловители, которые состоят из пакетов вязанных металлических сеток. Сетки делают из легир.сталей, сплавов и др.корозионно-стойких материалов. В сетках диаметр проволоки 0,2-0,3мкм, а толщина 50-300мм.

Для улавливания тумана кислот применяют мокрые электрофильтры по принципу действия ничем не отличающиеся от сухих электрофильтров. Гидравлическое сопротивление около 500 Па а t до 160⁰С.

Процесс абсорбции, достоинства и недостатки очистки промышленных газов.(кароч вопрос сборный и с инета и чуть чуть лекций.в лекциях нихера нет практически.если у кого то что то путевое есть сообщите. И еще этот вопрос граничит с 17..так что хз возможно и такое что в 16 надо будет и про 17 говорить.)

Абсорбция- Очистка газовых выбросов путем разделения газовой смеси на составные части за счет поглощения одной или нескольких вредных примесей (абсорбатов), содержащихся в этой смеси, жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора.

Методы абсорбции.

При абсорбции происходит взаимодействие между газом и раствором в кот содержится вещество,кот реагирует с этим газом. Иногда растворенный газ реагирует непосредственно с самим растворителем в зависимости от особенностей взаимодействия поглотителя и извлекаемого газовой смесью компонента.

Абсорбционные методы подразделяются:

1. Методы базируются на закономерностях физической абсорбции
2. методы абсорбции, кот сопровождаются химической реакцией в жидкой фазе. Например поглощение HS, если просто поглатители то сорбция, а если хим реакция то хемосорбция.

 

Для физической абсорбции применяют поглотители: воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемыми газами. При химической абсорбции извлекаемые компоненты вступают в химическую реакцию с хемосорбентами, в качестве которых используют растворы минеральных и органических веществ, суспензии и органические жидкости.

Достоинства: Абсорбционные методы характеризуются непрерывностью и универсальностью процесса, экономичностью и возможностью извлечения больших количеств примесей из газов, возможность очистки газа без предварительного охлаждения и обеспыливания.

Недостатки: громоздкость оборудования и необходимость создания систем жидкостного орошения. В процессе очистки газы подвергаются охлаждению, что снижает эффективность их рассеяния при отводе в атмосферу. В процессе работы абсорбционных аппаратов образуется большое количество отходов, состоящих из смеси пыли, поглощающей жидкости и вредных примесей, которые подлежат транспортировке и утилизации, что усложняет и удорожает процесс очистки.