Теоретические основы очистки газовоздушных сред от сажи (пыли)

 

Аппараты для очистки газовоздушных сред (ГВС) от пыли классифицируются на следующие виды:

1. А. Пылеосадительные камеры;

2. Б. Диффузионные;

3. В. «Мокрая» очистка;

4. Г. Электрофильтры.

Очистка ГВС от пыли в пылеосадительных камерах основана на использовании сил гравитации, ударно-инерционных, центробежных.

А. Пылеосадительные камеры

Эффективность очистки в пустотелых аппаратах не превышает 40% при седиментационном диаметре частицы пыли не меньше 40 мкм. Пустотелые камеры, работающие на использовании сил гравитации, в промышленности применяют в качестве предварительной очистки ГВС от пыли.

Недостатки пустотелых камер:

1. низкие линейные скорости ГВС в камере;

2. низкая эффективность очистки;

3. неэффективность использования камер для очистки ГВС, содержащих пыль, дисперсность которой больше 25х10³ м"¹;

4. высокие капиталовложения.

Очистка ГВС от пыли, основанная на использовании ударно- инерционного механизма.

Процесс основан на резком изменении направления движения ГВС, при этом за счёт значительно больших сил гравитации, действующих на пыль по сравнению с ГВС, частица пыли продолжает первоначальное направление движения.

Степень очистки в камерах не превышает 50%, а дисперсность частиц пыли не должна бьггь более ЗОхЮ³ м Камеры с использованием ударно- инерционного механизма имеют такие же недостатки, что и камеры, использующие при очистке силы гравитации.

 

Таблица 7 Эффективность очистки ГВС от пыли различных конструкций циклонов приведена ниже (при нагрузке по ГВС У=2000 м³/час и _ДР=12 гПа):.

 

Тип циклона	Эффективность очистки, а %
Т-4/360	75,5
ЦН-11	74,0
ЦН -15	72,5
вцнииот	72,5
СИОТ	72,5
лиот	68,0
ЦН -15у
ЦН -24

 

Б. Диффузионные методы очистки ГВС от пыли

В зависимости от степени очистки а и назначения фильтры подразделяются на 3 класса:

– фильтры тонкой очистки, а>99%, их применяют для улавливания токсичной пыли, аэрозоли, радиоактивных элементов; материал фильтров: асбест, металлокерамика, углеродная нить, фильтры регенерации не подвергаются;

– фильтры, применяемые в системах приточно-вытяжной вентиляции, а = 75*90%

– промышленные фильтры для грубой очистки газовоздушных сред, а = 55*75%, промышленное применение для очистки газа и сточных вод от пыли, взвешенных веществ.

В. Мокрая очистка ГВС от пыли

Пыль может бьггь очищена мокрым способом, если она обладает свойствами гидрофильности и гигроскопичности. В зависимости от контактных устройств мокрые аппараты подразделяются на следующие виды:

- полые газопромыватели;

- насадочные скрубберы;

- тарельчатые;

- с подвижной насадкой;

- ударно-инерционного действия или ротоклон;

- центробежные;

- механические;

- с использованием трубы Вентури, скоростные.

По гидродинамическому режиму полые газопромыватели подразделяются на:

- противоточный;

- прямоточный; перекрестный.

Преимущества «мокрого» метода:

Высокая эффективность очистки от пыли ГВС - 99,99%.

Недостатки «мокрого» метода:

- пыль переводится из газообразной в жидкую фазу, требует затрат, как на очистку воды от пыли, так и на привод рамных фильтров;

- очистке подвергаются только те пыли, которые обладают свойствами гигроскопичности, гидрофильности и смачиваемости.

Г. Электрофильтры

Метод применяется для очистки газа от пыли, которая обладает свойством электропроводности. Стадии процесса очистки:

- транспорт запыленного газовоздушного потока в электромагнитное поле, создаваемое высоким напряжением постоянного тока (10-12 тыс. В);

- ионизация частиц пыли, под действием электрического и магнитного полей, частицы пыли приобретают положительный или отрицательный заряд в зависимости от вида и размера частиц пыли;

- транспорт положительно ионизированных частиц пыли к отрицательно заряженному электроду, а отрицательно заряженных к положительному;

- осаждение ионизированных частиц пыли на соответствующих электродах;

- удаление осевшей пыли с электродов в бункер;

- удаление очищенного газовоздушного потока в атмосферу или последующую переработку.

Фильтры требуют больших затрат энергии 1*3=0,4-^ 1,8 мДж/10³м³ ГВС, обеспечивают высокую степень очистки а=99,99%, примеси аммиака и сернистого ангидрида повышают степень очистки. Диапазон диаметра частиц широкий С1г=0,01-Н00 мкм, температура 400-^500 °С. При температуре выше 500 °С повышается вязкость газа и снижается эффективность процесса очистки.

Недостатки электрофильтров: повышенный расход электроэнергии, ограничение применения электрофильтров по свойству пыли «электропроводность».