Основні напрями пилоподавлення.

Лекція № 1

Пиловловлювання.

План.

1. Вступ.

2. Пиловловлювання.

3. Пиловловлювачі.

 

Вступ.

Велике різноманіття джерел забруднення атмосфери кар’єрів пилом і шкідливими газами пов’язане з необхідністю застосування різних способів нормалізації атмосфери кар’єрів за пиловим і газовим факторами.

Для зниження запиленості повітря застосовують пиловловлювання і пилоподавлення, а для зниження загазованості здійснюють нейтралізацію шкідливих газів.

Одночасно зниження запиленості і загазованості повітря в кар’єрах може досягатися при застосуванні менше шкідливих за пиловим і газовим факторами техніки і технології, а також шляхом інтенсифікації провітрювання. Слід відмітити, що винос шкідливостей з виробленого простору при інтенсифікації провітрювання може призвести до підвищення інтенсивності викиду з кар’єру пилу і шкідливих газів, що, в свою чергу, може бути пов’язане з порушеннями охорони навколишнього середовища.

Вибір комплексу засобів нормалізації атмосфери кар’єрів за пиловим і газовим факторами повинен здійснюватися в тісному зв’язку їх ефективності з характеристиками джерел виділення пилу і газів, а також з природним провітрюванням.

 

Пиловловлювання.

Пиловловлювання в кар’єрах передбачає аспірацію запиленого повітря в місцях пилоутворення і очистку його в пиловловлюючих апаратах. Для переміщення повітря в пиловловлюючих системах, що складаються з укриттів джерел пиловловлювання, пиловловлюючих апаратів і повітроводів, застосовуються вентилятори і димососи.

Для аспірації запиленого повітря в місцях пилоутворення застосовуються місцеві укриття, конструкції яких залежать від напряму пилового факелу, місцеположення осередку пилоутворення, швидкості руху пило повітряного струму і так далі.

Укриття осередку виділення пилу може бути повним або частковим. Повне укриття є найбільш досконалим і економічним, однак в кар’єрних умовах воно майже не застосовується. Найбільше розповсюдження отримали конструкції неповного або часткового укриття джерела виділення пилу і місцеві відсмоктувачі, всисні панелі та інше.

В укриттях повинно створюватися штучне розрідження повітря, яке забезпечить спрямований рух повітряних потоків з оточуючого середовища в аспіраційну систему і тим самим запобігає розповсюдженню пилу в атмосферу кар’єру.

Кількість відсмоктаного повітря від укриття залежить від герметичності, площі нещільностей і достатності розрідження в відсмоктувальній системі. При облаштуванні укриттів необхідно намагатися до зменшення нещільностей, тобто до збільшення степеню їх герметизації.

 

Пиловловлювачі.

За способом очистки пиловловлювачі поділяються на три групи: сухий, мокрий і електричний.

Апарати, які застосовуються при сухому способі очистки, поділяються на гравітаційно-інерційні і фільтруючі.

До гравітаційно-інерційних відносяться камери осаджування, інерційні апарати і циклони. До фільтруючих - волокнисті, тканинні і зернисті фільтри.

Апарати, що застосовуються при мокрому способі очистки, розділяються на промивні і рідинно-плівкові.

До промивних відносяться форсункові скрубери, скрубери Вентурі і динамічні промивні газові. До рідинно-плівкових - відцентрові, ударно-інерційні і пінні апарати.

Група електрофільтрів за розміщенням зон зарядки і осадження поділяється на підгрупи однозонних і двохзонних.

Існують сухі пластинчасті електрофільтри з горизонтальною і вертикальною ходою газів, мокрі трубчасті і пластинчасті.

Пиловловлювачі можуть бути і комбінованої дії.

Найбільш перспективними для кар’єрних умов є сухі пиловловлювачі. Серед розповсюджених пиловловлювачів слід виділити циклони і волокнисті рукавні фільтри.

Принцип дії циклону вказаний на малюнку 1.

Запилене повітря надходить до циклону через розміщений у верхній частині вхідний патрубок по дотичній до циліндричної частини корпусу циклону. При цьому пило повітряний потік набуває обертального руху і рухається зверху до низу по кільцевому простору між циліндричною частиною циклону і трубою вихлопу. Разом з потоком пилові частинки знаходяться в обертальному русі та відцентровими силами відкидаються до внутрішньої поверхні циклону. При цьому утворюється спадаючий зовнішній кільцевий вихор. Після проходження конічної частини потік через пило-випускний отвір виносить пил до бункеру циклону, при цьому швидкість потоку зменшується і відбувається випадання пилових частинок. Потім потік повертає на 180° і завдяки розрідженню, яке виникає в центральній частині циклону, всмоктується через пило-випускний отвір до труби вихлопу, утворюючи при цьому внутрішній вихор. Під час переміщення від пило-випускного отвору до труби вихлопу до нього приєднується звільнена від пилу і така, що втратила швидкість, частина потоку, яка відділяється від спадаючого вихору. Проходячи через вихлопну трубу, очищене повітря надходить до равлика, що його розкручує, де гвинтоподібний рух потоку перетворюється в прямолінійний, а потім потрапляє до вихідного патрубку. Пил, зібраний в бункері, видаляється через пиловий затвор.

Малюнок 1. Циклон НИИОГАЗу (загальний вид і схема руху газу): 1- вхідний патрубок; 2 – гвинтоподібна кришка; 3 – вихлопна труба; 4 – корпус (циліндрична частина циклону); 5 – корпус (конічна частина циклону); 6-пило-випускний отвір; 7-бункер; 8-равлик для виводу газу; 9-газохід очищених газів; 10 – пиловий затвор.

Оптимальні швидкості потоку в циклоні складають 20-25 м/с. Під час розрахунку приймається середня умовна швидкість (2,5-4,5 м/с), яка дорівнює відношенню витрати потоку до повної площі перетину циліндричної частини циклону. Ефективно циклони вловлюють тільки пил розміром 15-20 мкм і більше.

У виробництві застосовуються циклони ОАО «Научно-исследовательский институт по промышленной и санитарной очистке газов» (НИИОГАЗ, Москва, 1-й Нагатинский пр., 6., ЛИОТ (Санкт-Петербургский институт охраны труда), «Научно-исследовательский институт охраны труда в г. Екатеринбурге», Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт охраны и экономики труда" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, ООО «Вент-заводы» (Киев).

Діаметр циклону зазвичай не перевищує 1000 мм. Для збільшення продуктивності, а також підвищення ефективності очистки повітря від пилу можуть застосовуватися батарейні циклони (мультициклони), в яких окремі циклонні елементи компонуються в батареї і працюють паралельно (малюнок 2).

Малюнок 2. Загальний вид батарейного циклону:1 – вхідний патрубок; 2 – розподільча камера; 3 – вихідий патрубок; 4 – камера; 5 – вихідні труби; 6 – циклонні елементи; 7 – спрямовуючі апарати елементів.

В залежності від об’єму газу, що очищається, циклони встановлюють або по одному (поодинокі циклони), або поєднують в групи по 2,4,6,8 (рідше по 14) елементів (групові циклони).

Особливий вид циклонів – батарейні, які становлять собою набор змонтованих в загальному корпусі циклонних елементів невеликого діаметру (приблизно до 250 мм), при цьому в корпусі розміщується загальний для всіх елементів розподільний колектор запиленого газу, а також і загальиий колектор очищеного газу. Такі батареї краще вловлюють пил, ніж звичайні циклони: вони можуть працювати зі змінним навантаженням, при ввімкненні і вимиканні окремих елементів батареї. Поодинокі і групові циклони виготовляють з «лівим» і «правим» обертанням газового потоку, причому «правим» вважається обертання потоку в циклоні за годинниковою стрілкою (з боку вихлопної труби). Напрям обертання обирають, виходячи з компоновочних міркувань. Ефективність очистки в циклоні (в середньому 70-80%) визначається крупністю вловлюваних частинок, тобто дисперсним складом пилу та їх густиною, а також в’язкістю очищеного газу; окрім того вона залежить від діаметру циклона і швидкості газу (зі зменшенням швидкості подачі газу в циклон ефективність очистки різко знижується). Ефективність циклонів також знижується за наявності підсосів, частково, через бункер. При очищенні великої кількості газів для досягнення високого ступеню вловлювання пилу необхідно встановлювати групу циклонів. Однак, число циклонів в групі обмежується з конструктивних міркувань; тим самим обмежується і продуктивність групи, тому для очищення великих об’ємів газів застосовують не групові, а батарейні циклони, які також називають мультициклонами. Як вже було сказано вище, батарейні циклони – об’єднані в одному корпусі циклонні елементи з внутрішнім діаметром не більше 250 мм. Існує два типи батарейних циклонів. В циклонах першого типу обертальний рух пилогазовому потоку надається за допомоги пристроїв, що закручують потік типу «гвинта» або «розетки», які встановлюють в кільцевому просторі між стінкою циліндричної частини кожного циклонного елементу та його вихлопної трубою. Завдяки такій компоновці розміри батарейних циклонів менше, ніж групи звичайних циклонів за тієї продуктивності. Однак при цьому вони більш металоємні і менш надійні. В цьому відношенні кращі циклони іншого типу: з равликовим або спиральним підведення газу до елементів. Початковий пиловміст газу, що надходить до очищення в батарейний циклон, обмежують і приймають відповідно з наведеними нижче даними:

Діаметр елементу, мм
Допустима запиленість газу, г/м^3	25/15	50/35	100/75

Примітка: в чисельнику – для спрямовуючого апарату типу «гвинт», в знаменнику – типу «розетка».

Якщо початкова запиленість буде вища наведених значень, перед батарейним циклоном необхідно встановлювати апарат глибокої очистки газу (типу пилоосаджувальної камери, колектора і таке інше).

Циклонні елементи діаметром 100 мм рекомендується застосовувати для очищення газу від пилу, що має розміри частинок до 10 мкм, а діаметром 150 і 250 мм - в тому випадку, коли розмір частинок перевищує 10 мкм.

Кожна секція батарейного циклону повинна бути забезпечена окремим бункером з пиловим затвором.

Пористі фільтри включають в себе рукавні і з пласкою розгорткою тканинні фільтри, касетні, рамкові, рулонні і такі, що самі очищуються, масляні фільтри та фільтри з насадками з зернистих матеріалів. Очистка повітря від пилу в них здійснюється при пропусканні його через пористі матеріали, що становлять собою природну, синтетичну та мінеральну тканину, папір, шари з різних волокон та інше. Цей спосіб є найбільш ефективним, особливо для мілкодисперсних фракцій (IV група за ГОСТ 12.2.043-80 ССБТ. Оборудование пылеулавливающее. Классификация – 0,1-0,25 мкм). Фільтруючі елементи періодично необхідно очищати від вловленого пилу. В цьому зв’язку вони можуть бути безперервної (такі що самі очищуються) і періодичної дії, в яких пил вловлюється після припинення надходження забрудненого повітря.

Спосіб очищення запиленого повітря з застосуванням рукавного фільтру та з регенерацією тканини зтрушуванням її показаний на малюнку 3.

Запилене повітря надходить до нижньої частини рукавного фільтру, яка одночасно слугує бункером. Тут при зниженні швидкості повітря відбувається випадання крупних фракцій пилу. Потім повітря надходить в окремі рукави, які насаджені на патрубки, встановлені на отворах газорозподільної гратки. Верхня частина рукавів має заглушки, які підвішені до рами, поєднаної з механізмом зтрушування. Під час проходження запиленого повітря через тканину пил залишається на внутрішньому боці рукава, а очищене повітря надходить до корпусу фільтру і виводиться через вихідний патрубок. Пил, що осів на тканині, видаляється під час зтрушування рукавіві одночасного прокускання через них зворотного струменю продувного повітря. Це повітря надається від вентилятора

Малюнок 3. Загальний вид рукавного фільтру. 1- вхідний патрубок; 2 – бункер; 3 - дирчастий лист; 4 – патрубки в дирчастому листі; 5 – герметичний затвор; 6 – шнек; 7 –корпус фільтра; 8 – рама, до якої підвіщені верхні частини рукавів; 9 – стружень; 10 – патрубок чистого газу; 11 – дросель-клапан; 12 – механізм зтрушування; 13 – патрубок, встановлений в верхній частині корпусу, через який надається продувне повітря за допомогою вентилятору..

через патрубок, встановлений в верхній частині корпусу. Включення механізму зтрушування і продування здійснюється одночасно для декількох рукавів по мірі накопичення в них пилу і збільшення аеродинамічного опору. На період регенерації ці рукави відмикаються від колектора чистого повітря за допомоги дросель-клапану, а пил, який зсипається з рукавів, збирається в бункері і шнеком видаляється з нього.

Для регенерації може бути застосовано аеродинамічне зтрушування, при якому в рукав, розміщений на спеціальному каркасі, подається пульсуюче стиснене повітря або здійснюється здування осадженого пилу струменем повітря.

Діаметр рукавного фільтру 127 – 300 мм, довжина до 3,5 м. Ефективність очистки рукавними фільтрами в більшості випадків визначається видом і станом тканини і сягає 99,9%.

 

Лекція № 2

Пилоподавлення в кар’єрах.

План.

1. Основні напрями пилоподавлення.

2. Показники змочуваності пилу.

3. Особливості пилоподавлення.

 

Особливості пилоподавлення.

Пилоподавлення з застосуванням води під час кожного виробничого процесу має свої особливості. В той же час можна виділити деякі загальні положення.

Кількість води, що необхідна для змочування пилу, визначається дисперсністю частинок, об’ємом пилу, влагоємністю та рядом інших факторів. Витрату води в окремих випадках можна знизити за покращення її змочуваних властивостей. Так, однаковий ефект за зниженням пилоутворення може бути досягнутий на гірничій породі поганого змочування за витрати 50 літрів води на тонну породи і 5 літрів розчину змочувального реагенту в воді на тонну породи.

Під час змочування поверхні пилоутворення лежачі на ній частинки повинні огортатися водою. При цьому максимальна кількість води, яка може утримуватися на поверхні однієї частинки, відповідає фізично зв’язаній волозі або максимальній молекулярній вологоємності. Величина її залежить від питомої поверхні, складу частинок та інших факторів. Так, максимальна молекулярна влагоємність для піщаних частинок складає 2-3%, супіщаних 5-7%, суглеєвих 15-20% і глеєвих 35% та більше. Товщина водяної плівки на частинках складає 15-20 молекул, а за деякими даними менше ніж 0,5 мкм.

При зрошенні поверхні, що складається з гідрофобного пилу, для запобігання здуття вона повинна бути вкрита водяною плівкою. Товщина її для різних матеріалів є величиною змінною. Вельми наближено її можна прийняти рівною діаметру крапель, які падають на поверхню, що пилить. Максимальний розмір крапель не перевищує 5 – 6,4 мм, а основний діапазон розмірів від декількох мікрон до 1 мм.

Лекція № 3

Сорбційна нейтралізація.

В атмосферу кар’єрів виділяється окис вуглецю, окиси азоту, альдегіди, сірчистий газ, сірководень та інші шкідливі гази, які мають різну природу, а також фізичні і хімічні властивості.

Для їх нейтралізації можуть бути використані сорбційна (абсорбційна і адсорбційна), каталітична газоочистка, термічний спосіб і комбінована очистка.

Абсорбційна газоочистка складається в поглинанні газів рідким поглиначем, а якому відбувається розчинення газу в тому або іншому ступені. При цьому розрізняються фізична абсорбція і хемосорбція.

За фізичної абсорбції відбувається просте розчинення газу без хімічної реакції. Прикладом такої абсорбції, яка може бути застосована для нейтралізації отруйних газів в кар’єрах, є поглинання водою легко розчинних в ній окисів азоту і альдегідів.

Хемосорбція характеризується тим, що абсорбований компонент з’єднується в рідкій фазі в хімічну сполуку. Прикладом є взаємодія двоокису азоту з розчином їдкого натрію, а також взаємодія окису вуглецю з аміачним розчином солі міді.

Рівновага між рідкою і газоподібними фазами (статика абсорбції) характеризує перебіг абсорбційних процесів, які в свою чергу залежать від термодинамічних властивостей газу і поглинача, температури і тиску, а також швидості масообміну (кінетики абсорбції). Остання в значній мірі визначається властивостями поглиначів газів, що абсорбуються, а також поверхнею стикання фаз.

Адсорбційна газоочистка складається в поглинанні газів поверхнями твердих тіл, які називаються адсорбентами. Вони характеризуються високою пористістю і великою питомою поверхнею. Найбільш розповсюдженими адсорбентами є активоване вугілля і силікагель. Поверхня на 1 г активованого вугілля сягає 1000м². Адсорбенти зазвичай застосовуються у вигляді зерен розміром 2 – 8 мм. Адсорбцію доцільно застосовувати за невеликої кількості шкідливих газів в повітрі, яке очищається.

 

Каталітична газоочистка.

Каталітична газоочистка заклечається в тому, що в присутності незначних кількостей деяких речовин відбуваються хімічні реакції, в результаті яких утворюються безпечні речовини або змінюється швидкість цих реакцій.

Під час застосування твердих каталізаторів каталіз газових реакцій здійснюється на поверхні твердої фази. В якості твердих каталізаторів можуть бути застосовані метали, їх окиси, сульфіди (сполуки металів з сіркою), різні солі міді, мангану, нікелю, ртуті, а також ряд інших сполук. Активність одного і того ж каталізатора в значному ступеню визначається площею контакта. В зв’язку з цим на виробництві зазвичай застосовуються дрібно подрібнені каталізатори. Широко відомі платинові і паладієві каталізатори, однак вони є дорогими і до деякого ступеню дефіцитними.

 

Комбінована очистка.

Комбінована очистка приймається у випадку одночасної очистки декількох газів, що мають різні властивості. При цьому можуть бути наступні комбінації: абсорбційна і каталітична газоочистка, термічний спосіб і каталітична газоочистка та інші.

 

 

Лекція № 4

Лекція № 5

Природне провітрювання.

Природне провітрювання здійснюється з застосуванням енергії вітру, енергії термічних сил та їх сумісної дії. Дія цих сил в залежності від характеру дії людини може посилюватися або послаблюватися. Так, наприклад, дія енергії вітру на атмосферу відпрацьованого протору може бути підсилена при достатньому видаленні відвалів від верхнього контуру кар’єру, придання відкосу кар’єра форми, яка відповідає профілю відхилення повітряного потоку, та інше.

 

Штучна вентиляція.

Штучна вентиляція здійснюється з використанням різних установок, споруд і таке інше, які видаляють шкідливі домішки з кар’єру. Штучна вентиляція може виконувати цю роль самостійно, сумісно з природним провітрюванням, з пиловловлюванням або пилоподавленням.

Лекція № 6

Лекція № 7

Аерологія кар’єрів.

 

Аэрология карьеров — раздел горной науки, в котором излагаются свойства атмосферы карьеров и происходящие в ней процессы. Целью аэрологии карьеров является создание научных основ и средств оздоровления атмосферы карьеров. Для этого необходимо решить следующие основные задачи: разработка методов и средств подавления вредностей на местах их образования и выделения; использование природных сил и факторов для интенсификации естественного проветривания карьера; разработка методов и средств искусственной вентиляции карьеров. При решении этих задач используются достижения ряда смежных наук и прежде всего метеорологии, аэромеханики и термодинамики. Из метеорологии используют законы состояния земной атмосферы, расчет солнечной радиации, прогноз погоды и др. Из аэромеханики — законы аэростатики, теории турбулентного движения воздуха, особенно теорию свободных струй, законы диффузии газов и механики аэрозолей. Из термодинамики — законы теплообмена. Аэрология карьеров тесно связана также с механикой турбомашин и, в частности, авиационных двигателей, применяемых для создания карьерных вентиляционных установок. Для оздоровления атмосферы карьеров необходимо соблюдать санитарно-гигиенические нормативы содержания в воздухе вредных газов и пыли, а также нормативы для микроклимата в кабинах горного оборудования, разрабатываемые гигиеной труда. Как и всякая естественная наука, аэрология карьеров широко использует основные законы физики и химии, математические методы описания процессов. Наконец, необходимо отметить взаимосвязь аэрологии карьеров и технологии горного производства в карьерах. Технология горного производства существенно влияет на состояние атмосферы в карьере. В то же время задачи оздоровления последней выдвигают и определенные требования к технологии, которые в ряде случаев могут оказаться решающими.

Значение аэрологии карьеров прежде всего определяется необходимостью обеспечения здоровых атмосферных условий для горнорабочих в карьере. В этом смысле ее следует рассматривать как отрасль охраны труда в горном деле. В то же время в последние годы аэрология карьеров приобретает все большее технологическое значение, с одной стороны, в определенной степени определяя технологию горных работ, а с другой — в ряде случаев саму возможность их ведения. Массовые взрывы в карьерах являются самыми крупными периодическими источниками выделения пыли. В данной контрольной работе рассмотрим системы пылеулавливания и пылеподавления при этом виде разрушения горных масс.

Лекція № 1

Пиловловлювання.

План.

1. Вступ.

2. Пиловловлювання.

3. Пиловловлювачі.

 

Вступ.

Велике різноманіття джерел забруднення атмосфери кар’єрів пилом і шкідливими газами пов’язане з необхідністю застосування різних способів нормалізації атмосфери кар’єрів за пиловим і газовим факторами.

Для зниження запиленості повітря застосовують пиловловлювання і пилоподавлення, а для зниження загазованості здійснюють нейтралізацію шкідливих газів.

Одночасно зниження запиленості і загазованості повітря в кар’єрах може досягатися при застосуванні менше шкідливих за пиловим і газовим факторами техніки і технології, а також шляхом інтенсифікації провітрювання. Слід відмітити, що винос шкідливостей з виробленого простору при інтенсифікації провітрювання може призвести до підвищення інтенсивності викиду з кар’єру пилу і шкідливих газів, що, в свою чергу, може бути пов’язане з порушеннями охорони навколишнього середовища.

Вибір комплексу засобів нормалізації атмосфери кар’єрів за пиловим і газовим факторами повинен здійснюватися в тісному зв’язку їх ефективності з характеристиками джерел виділення пилу і газів, а також з природним провітрюванням.

 

Пиловловлювання.

Пиловловлювання в кар’єрах передбачає аспірацію запиленого повітря в місцях пилоутворення і очистку його в пиловловлюючих апаратах. Для переміщення повітря в пиловловлюючих системах, що складаються з укриттів джерел пиловловлювання, пиловловлюючих апаратів і повітроводів, застосовуються вентилятори і димососи.

Для аспірації запиленого повітря в місцях пилоутворення застосовуються місцеві укриття, конструкції яких залежать від напряму пилового факелу, місцеположення осередку пилоутворення, швидкості руху пило повітряного струму і так далі.

Укриття осередку виділення пилу може бути повним або частковим. Повне укриття є найбільш досконалим і економічним, однак в кар’єрних умовах воно майже не застосовується. Найбільше розповсюдження отримали конструкції неповного або часткового укриття джерела виділення пилу і місцеві відсмоктувачі, всисні панелі та інше.

В укриттях повинно створюватися штучне розрідження повітря, яке забезпечить спрямований рух повітряних потоків з оточуючого середовища в аспіраційну систему і тим самим запобігає розповсюдженню пилу в атмосферу кар’єру.

Кількість відсмоктаного повітря від укриття залежить від герметичності, площі нещільностей і достатності розрідження в відсмоктувальній системі. При облаштуванні укриттів необхідно намагатися до зменшення нещільностей, тобто до збільшення степеню їх герметизації.

 

Пиловловлювачі.

За способом очистки пиловловлювачі поділяються на три групи: сухий, мокрий і електричний.

Апарати, які застосовуються при сухому способі очистки, поділяються на гравітаційно-інерційні і фільтруючі.

До гравітаційно-інерційних відносяться камери осаджування, інерційні апарати і циклони. До фільтруючих - волокнисті, тканинні і зернисті фільтри.

Апарати, що застосовуються при мокрому способі очистки, розділяються на промивні і рідинно-плівкові.

До промивних відносяться форсункові скрубери, скрубери Вентурі і динамічні промивні газові. До рідинно-плівкових - відцентрові, ударно-інерційні і пінні апарати.

Група електрофільтрів за розміщенням зон зарядки і осадження поділяється на підгрупи однозонних і двохзонних.

Існують сухі пластинчасті електрофільтри з горизонтальною і вертикальною ходою газів, мокрі трубчасті і пластинчасті.

Пиловловлювачі можуть бути і комбінованої дії.

Найбільш перспективними для кар’єрних умов є сухі пиловловлювачі. Серед розповсюджених пиловловлювачів слід виділити циклони і волокнисті рукавні фільтри.

Принцип дії циклону вказаний на малюнку 1.

Запилене повітря надходить до циклону через розміщений у верхній частині вхідний патрубок по дотичній до циліндричної частини корпусу циклону. При цьому пило повітряний потік набуває обертального руху і рухається зверху до низу по кільцевому простору між циліндричною частиною циклону і трубою вихлопу. Разом з потоком пилові частинки знаходяться в обертальному русі та відцентровими силами відкидаються до внутрішньої поверхні циклону. При цьому утворюється спадаючий зовнішній кільцевий вихор. Після проходження конічної частини потік через пило-випускний отвір виносить пил до бункеру циклону, при цьому швидкість потоку зменшується і відбувається випадання пилових частинок. Потім потік повертає на 180° і завдяки розрідженню, яке виникає в центральній частині циклону, всмоктується через пило-випускний отвір до труби вихлопу, утворюючи при цьому внутрішній вихор. Під час переміщення від пило-випускного отвору до труби вихлопу до нього приєднується звільнена від пилу і така, що втратила швидкість, частина потоку, яка відділяється від спадаючого вихору. Проходячи через вихлопну трубу, очищене повітря надходить до равлика, що його розкручує, де гвинтоподібний рух потоку перетворюється в прямолінійний, а потім потрапляє до вихідного патрубку. Пил, зібраний в бункері, видаляється через пиловий затвор.

Малюнок 1. Циклон НИИОГАЗу (загальний вид і схема руху газу): 1- вхідний патрубок; 2 – гвинтоподібна кришка; 3 – вихлопна труба; 4 – корпус (циліндрична частина циклону); 5 – корпус (конічна частина циклону); 6-пило-випускний отвір; 7-бункер; 8-равлик для виводу газу; 9-газохід очищених газів; 10 – пиловий затвор.

Оптимальні швидкості потоку в циклоні складають 20-25 м/с. Під час розрахунку приймається середня умовна швидкість (2,5-4,5 м/с), яка дорівнює відношенню витрати потоку до повної площі перетину циліндричної частини циклону. Ефективно циклони вловлюють тільки пил розміром 15-20 мкм і більше.

У виробництві застосовуються циклони ОАО «Научно-исследовательский институт по промышленной и санитарной очистке газов» (НИИОГАЗ, Москва, 1-й Нагатинский пр., 6., ЛИОТ (Санкт-Петербургский институт охраны труда), «Научно-исследовательский институт охраны труда в г. Екатеринбурге», Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт охраны и экономики труда" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, ООО «Вент-заводы» (Киев).

Діаметр циклону зазвичай не перевищує 1000 мм. Для збільшення продуктивності, а також підвищення ефективності очистки повітря від пилу можуть застосовуватися батарейні циклони (мультициклони), в яких окремі циклонні елементи компонуються в батареї і працюють паралельно (малюнок 2).

Малюнок 2. Загальний вид батарейного циклону:1 – вхідний патрубок; 2 – розподільча камера; 3 – вихідий патрубок; 4 – камера; 5 – вихідні труби; 6 – циклонні елементи; 7 – спрямовуючі апарати елементів.

В залежності від об’єму газу, що очищається, циклони встановлюють або по одному (поодинокі циклони), або поєднують в групи по 2,4,6,8 (рідше по 14) елементів (групові циклони).

Особливий вид циклонів – батарейні, які становлять собою набор змонтованих в загальному корпусі циклонних елементів невеликого діаметру (приблизно до 250 мм), при цьому в корпусі розміщується загальний для всіх елементів розподільний колектор запиленого газу, а також і загальиий колектор очищеного газу. Такі батареї краще вловлюють пил, ніж звичайні циклони: вони можуть працювати зі змінним навантаженням, при ввімкненні і вимиканні окремих елементів батареї. Поодинокі і групові циклони виготовляють з «лівим» і «правим» обертанням газового потоку, причому «правим» вважається обертання потоку в циклоні за годинниковою стрілкою (з боку вихлопної труби). Напрям обертання обирають, виходячи з компоновочних міркувань. Ефективність очистки в циклоні (в середньому 70-80%) визначається крупністю вловлюваних частинок, тобто дисперсним складом пилу та їх густиною, а також в’язкістю очищеного газу; окрім того вона залежить від діаметру циклона і швидкості газу (зі зменшенням швидкості подачі газу в циклон ефективність очистки різко знижується). Ефективність циклонів також знижується за наявності підсосів, частково, через бункер. При очищенні великої кількості газів для досягнення високого ступеню вловлювання пилу необхідно встановлювати групу циклонів. Однак, число циклонів в групі обмежується з конструктивних міркувань; тим самим обмежується і продуктивність групи, тому для очищення великих об’ємів газів застосовують не групові, а батарейні циклони, які також називають мультициклонами. Як вже було сказано вище, батарейні циклони – об’єднані в одному корпусі циклонні елементи з внутрішнім діаметром не більше 250 мм. Існує два типи батарейних циклонів. В циклонах першого типу обертальний рух пилогазовому потоку надається за допомоги пристроїв, що закручують потік типу «гвинта» або «розетки», які встановлюють в кільцевому просторі між стінкою циліндричної частини кожного циклонного елементу та його вихлопної трубою. Завдяки такій компоновці розміри батарейних циклонів менше, ніж групи звичайних циклонів за тієї продуктивності. Однак при цьому вони більш металоємні і менш надійні. В цьому відношенні кращі циклони іншого типу: з равликовим або спиральним підведення газу до елементів. Початковий пиловміст газу, що надходить до очищення в батарейний циклон, обмежують і приймають відповідно з наведеними нижче даними:

Діаметр елементу, мм
Допустима запиленість газу, г/м^3	25/15	50/35	100/75

Примітка: в чисельнику – для спрямовуючого апарату типу «гвинт», в знаменнику – типу «розетка».

Якщо початкова запиленість буде вища наведених значень, перед батарейним циклоном необхідно встановлювати апарат глибокої очистки газу (типу пилоосаджувальної камери, колектора і таке інше).

Циклонні елементи діаметром 100 мм рекомендується застосовувати для очищення газу від пилу, що має розміри частинок до 10 мкм, а діаметром 150 і 250 мм - в тому випадку, коли розмір частинок перевищує 10 мкм.

Кожна секція батарейного циклону повинна бути забезпечена окремим бункером з пиловим затвором.

Пористі фільтри включають в себе рукавні і з пласкою розгорткою тканинні фільтри, касетні, рамкові, рулонні і такі, що самі очищуються, масляні фільтри та фільтри з насадками з зернистих матеріалів. Очистка повітря від пилу в них здійснюється при пропусканні його через пористі матеріали, що становлять собою природну, синтетичну та мінеральну тканину, папір, шари з різних волокон та інше. Цей спосіб є найбільш ефективним, особливо для мілкодисперсних фракцій (IV група за ГОСТ 12.2.043-80 ССБТ. Оборудование пылеулавливающее. Классификация – 0,1-0,25 мкм). Фільтруючі елементи періодично необхідно очищати від вловленого пилу. В цьому зв’язку вони можуть бути безперервної (такі що самі очищуються) і періодичної дії, в яких пил вловлюється після припинення надходження забрудненого повітря.

Спосіб очищення запиленого повітря з застосуванням рукавного фільтру та з регенерацією тканини зтрушуванням її показаний на малюнку 3.

Запилене повітря надходить до нижньої частини рукавного фільтру, яка одночасно слугує бункером. Тут при зниженні швидкості повітря відбувається випадання крупних фракцій пилу. Потім повітря надходить в окремі рукави, які насаджені на патрубки, встановлені на отворах газорозподільної гратки. Верхня частина рукавів має заглушки, які підвішені до рами, поєднаної з механізмом зтрушування. Під час проходження запиленого повітря через тканину пил залишається на внутрішньому боці рукава, а очищене повітря надходить до корпусу фільтру і виводиться через вихідний патрубок. Пил, що осів на тканині, видаляється під час зтрушування рукавіві одночасного прокускання через них зворотного струменю продувного повітря. Це повітря надається від вентилятора

Малюнок 3. Загальний вид рукавного фільтру. 1- вхідний патрубок; 2 – бункер; 3 - дирчастий лист; 4 – патрубки в дирчастому листі; 5 – герметичний затвор; 6 – шнек; 7 –корпус фільтра; 8 – рама, до якої підвіщені верхні частини рукавів; 9 – стружень; 10 – патрубок чистого газу; 11 – дросель-клапан; 12 – механізм зтрушування; 13 – патрубок, встановлений в верхній частині корпусу, через який надається продувне повітря за допомогою вентилятору..

через патрубок, встановлений в верхній частині корпусу. Включення механізму зтрушування і продування здійснюється одночасно для декількох рукавів по мірі накопичення в них пилу і збільшення аеродинамічного опору. На період регенерації ці рукави відмикаються від колектора чистого повітря за допомоги дросель-клапану, а пил, який зсипається з рукавів, збирається в бункері і шнеком видаляється з нього.

Для регенерації може бути застосовано аеродинамічне зтрушування, при якому в рукав, розміщений на спеціальному каркасі, подається пульсуюче стиснене повітря або здійснюється здування осадженого пилу струменем повітря.

Діаметр рукавного фільтру 127 – 300 мм, довжина до 3,5 м. Ефективність очистки рукавними фільтрами в більшості випадків визначається видом і станом тканини і сягає 99,9%.

 

Лекція № 2

Пилоподавлення в кар’єрах.

План.

1. Основні напрями пилоподавлення.

2. Показники змочуваності пилу.

3. Особливості пилоподавлення.

 

Основні напрями пилоподавлення.

Основним напрямом під час пилоподавлення є зв’язування пилу безпосередньо в місцях її утворення. Для пилоподавлення (пилозв’язування) можуть бути використані вода, розчини, бітуми, солі, колоїди, розчинні покриття та інше. Наразі широко використосовується вода, яка знайшла застосування за всіх виробничіх процесів.