Классификация методов и аппаратов пылеулавливания и улавливания газовых примесей.

Классификация методов и аппаратов для обезвреживания газовых выбросов от различных примесей приведена на рис.3. Эта классификация является приближенной.

Она не охватывает всех существующих методов и тем более аппаратов для газоочистки.

Для обезвреживания аэрозолей (пылей и туманов) используют сухие, мокрые и электрические методы.

По назначению устройства для очистки газа (воздуха) от пыли подразделяются на пылеуловители и воздушные фильтры. Первые служат для санитарной очистки газов и воздуха перед их выбросом в атмосферу и для технологической очистки с целью улавливания и возврата ценных пылевидных продуктов или полу­фабрикатов, а вторые — для очистки приточного воздуха, пода­ваемого вентиляционнымиустановками в производственные и об­щественные здания.

В соответствии с терминологией газовой техники АН РФ, пылеуловители делятся на две категории: аппараты без применения жидкости и с ее применением.

Сухие пылеуловители по сущности происходящих; в них физических явлений делятся на гравитационные, инерцион­ные.фильтрационные и электрические.

Гравитационные пылеуловители представляют со­бой пылеосадочные камеры, в которых выпадение частиц из га­зового потока происходит под действием силы тяжести. Сущест­вует два типа таких камер: полые и полочные. Полки а ка­мерах устанавливают с целью осаждения более тонких частиц или чтобы иметь возможность увеличить скорость и. соответственно, расход газа в сечении камеры без снижения степени очистки,

В инерционных пылеуловителях выделение частиц из газового потока происходит под действием сил инерции, воз­никающих вследствие изменения направления или скорости дви­жения газа. Они делятся на три подгруппы: жалюзийные (пластинчатые или конические); циклонные (возвратнопоточ-ные, прямоточные и вихревые); ротационные.

Фильтрационные пылеуловители — это устройства, в которых выделение частиц пыли из газового потока происходит вследствие его прохода через слой пористого материала. Эта группа состоит из следующих подгрупп: тканевые фильтры (каркасные и рукавные), волокнистые (рукавные, панельные, ячейковые), зернистые (насыпные, жесткие), сетчатые (ячейковые, барабанные).

Электрофильтры действуют на основе сообщения части­цам в поле коронного разряда электрического заряда с после­дующим их осаждением на осадительных электродах. Электро­фильтры делятся на две подгруппы: однозонные и двухзон­ные с осадительными электродами пластинчатыми и трубчатыми, подвижными и неподвижными.

Пылеулавливающие средства с применением жидкости можно объединить в три группы: инерционные.фильтрационные и электрические.

В группу инерционных мокрых пылеуловител ей входят циклоны с водяной пленкой, ротационные, скрубберы и ударные аппараты,

К подгруппе скрубберов следует отнести различной формы камеры с форсунками, полые, либо заполненные слоями насадкн из кусков неправильной формы или реек, дисков, колец, либо с лопастями и другими деталями и конструкциями правильной гео­метрической формы. Кроме того, в эту подгруппу входят скруб­беры с трубой Вентури, известные в технической литературе так­же под названием турбулентных промывателей, коагуляционных мокрых пылеуловителей и эжекторных скрубберов,

В подгруппу ударных инерционных мокрых аппа­ратов входит простейший пылеуловитель типа полой башни или ямы, в нижней части которых налита вода. Запыленный газ вы­ходящий из вертикально расположенного патрубка, ударяется о зеркало воды. В эту подгруппу входят различного типа аппараты с импеллерами (направляющими лопастями) и самооборотом орошаемой воды.

К группе мокрых фильтрациониых аппаратов, предназначенных для очистки пылевых выбросов, относятся раз­личные пенные пылеуловители. В эту группу входят пен­ные пылеуловители с переливной и провальной решеткой, ударно-пенные, циклоно-пенные и пенновихревые аппараты. К этой же группе можно отнести барботажные пылеуловители без решетки и с подачей запыленного воздуха под утопленную в воде решетку.

Мокрые электрофильтры классифицируются так же, как и сухие, и отличаются от последних только применением воды в виде стекающей пленки на осадительных электродах. При отде­лении жидкой дисперсной фазы (например, тумана) уловленная жидкость стекает по электродам без применения воды.

Для обезвреживания отходящих газов от газообразных и парообразных токсичных веществ применяют следующие методы: абсорбции (физической и хемосорбции), адсорбции, каталитические, термические, конденсации и компримирования.

Абсорбционные методы очистки отходящих газов подразделяют по следующим признакам:

по абсорбируемому компоненту;по типу применяемого абсорбента;

× по характеру процесса - с циркуляцией и без циркуляции газа;

по использованию абсорбента - с регенерацией и возвращением его в цикл (циклические) и без регенерации (не циклические);

по использованию улавливаемых компонентов—с рекуперацией и без рекуперации;по типу рекуперируемого продукта;

по организации процесса—периодические и непрерывные;по конструктивным типам абсорбционной аппаратуры.

Для физической абсорбции на практике применяют воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемым газом, и водные растворы этих веществ. При хемосорбции в качестве абсорбента используют водные растворы солей и щелочей, органические вещества и водные суспензии различных веществ. Выбор метода очистки зависит от многих факторов: концентрации извлекаемого компонента в отходящих газах, объема и температуры газа, содержания примесей, наличия хемосорбентов, возможности использования продуктов рекуперации, требуемой степени очистки. Выбор производят на основании результатов технико-экономических расчетов.

Адсорбционные методы очистки газов используют для удаления из них газообразных и парообразных примесей. Методы основаны на поглощении примесей пористыми телами-адсорбентами. Процессы очистки проводят в периодических или непрерывных адсорберах. Достоинством методов является высокая степень очистки, а недостатком—невозможность очистки запыленных газов.

Каталитические методы очистки основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности твердых катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов. Методы используются для очистки газов от оксидов азота, серы, углерода и от органических примесей. Их проводят в реакторах различной конструкции.

В рекуперационной технике наряду с другими методами для улавливания паров летучих растворителей используют методы конденсации и компримирования.

В основе метода конденсации лежит явление уменьшения давления насыщенного пара растворителя при понижении температуры. Смесь паров растворителя с воздухом предварительно охлаждают в теплообменнике, а затем конденсируют. Достоинствами метода являются простота аппаратурного оформления и эксплуатации рекуперационной установки. Однако проведение процесса очистки паровоздушных смесей методом конденсации сильно осложнено, поскольку содержание паров летучих растворителей в этих смесях обычно превышает нижний предел их взрываемости. К недостаткам метода относятся также высокие расходы холодильного агента и электроэнергии и низкий процент конденсации паров (выход) растворителей - обычно не превышает 70—90%.

Термические методы (методы прямого сжигания) применяют для обезвреживания газов от легко окисляемых токсичных, а также дурно пахнущих примесей. Методы основаны на сжигании горючих примесей в топках печей или факельных горелках. Преимуществом метода является простота аппаратуры, универсальность использования. Недостатки: дополнительный расход топлива при сжигании низкоконцентрированных газов, а также необходимость дополнительной абсорбционной или адсорбционной очистки газов после сжигания.