Величину частиц измельченных материалов и пыли во многих работах характеризуют каким либо ее геометрическим размером, но для промышленной вентиляции геометрический размер частицы не может служить достаточной характеристикой крупности. Во-первых, частицы пыли, как правило, имеют неправильную форму, поэтому трудно выбрать какой либо размер частицы в качестве определяющей величины. Во-вторых, поведение мелких частиц пыли в воздухе определяется в основном величиной их поверхности, формой и массой. Для характеристики какого либо свойства частиц пыли употребляют понятие “эквивалентный размер”, означающий диаметр условной шарообразной частицы из того же вещества, производящей какое либо действие, равновеликое действию рассматриваемой реальной частицы. Поскольку для промышленной вентиляции обычным состоянием пыли является взвешенное в воздухе состояние, наибольший интерес представляет эквивалентный диаметр, определяемый по скорости витания в воздушной среде (аэродинамический диаметр). Скорость витания в большинстве случаев полностью определяет поведение частиц пыли в воздушной среде и отношение к ряду способов пылеулавливания.
Рассмотрим движение центра массы частицы при установившемся ее движении. Когда частица пыли падает в спокойной среде, сила тяжести уравновешивается силой аэродинамического сопротивления. В этом случае уравнение движения можно представить в виде
,
где vв скорость витания частицы, м/сек.
Отсюда найдем аэродинамический диаметр da частицы, пренебрегая плотностью воздуха
, (3)
где ρч плотность материала частицы пыли, кг/м3;
g ускорение силы тяжести, кг/м2;
Vч объем частицы,м3;
vв скорость витания частицы, м/с.
Сравнивать разные пыли по крупности удобнее при приведении их к одной плотности. В связи с этим в дальнейшем будем считать, что плотность материала частиц ρч равна 1000 кг/м3.
Скорость витания может быть вычислена по формуле
. (4)
6. выбор цыклонов. Основы расчета гидравлического сопротивления и эффективности.
Выбор циклонов: циклон расчитывают или выбирают различными методами. Наиболее целесообразным считается метод обобщения и использования показателя, получаемых при испытаниях циклонов в промышленных условиях. При помощи этого метода по ряду циклонов раздичных типов были полученны данные о фракционной степени управления для определенных значений скорости очищаемого газом и плотности пыли, о коэффициенте гидравлического сопротивления и др. для выбора циклонов необходими следующие данные: обьемный расход газов подлежащих обеспыливанию при рабочих условиях, плотность газа при рабочих условиях, динамическая вязкость газов при рабочей температуре, плотность газов при рабочих условиях, дисперстный состав пыли концентрация пыли в газах, плотность частиц пыли.
Основы расчета гидравлического сопротивления и эффективности.
Гидравлическое сопротивление циклонов определяется по формуле механики газов:
Вопрос №7 Выбор аппаратов для улавливания промышленных пылей
Улавливание грубодисперсной пыли при умеренных требованиях к степени очистки газа в большинстве случаев целесообразно осуществлять в таких аппаратах, как различные
виды циклонов, дымососы пылеуловители, или в низконанорпых мокрых аппаратах, таких как циклоны с водяной пленкой и др..
Высокую эффективность пыле- и золоулавливающей установки в особенности при улавливании тонкодиспсрсной пыли, можно достичь в результате применения различных способов очистки газа. Поэтому выбор аппаратуры улавливания является важнейшим моментом проектирования установок газоочистки.
Основными критериями для правильного способа улавливания пыли является технико-экономическое сравнение вариантов.
При выборе между сухими и мокрыми способами пылеулавливания следует иметь ввиду: мокрыми способами можно проще добиться желаемой степени очистки и аппараты мокрой газоочистки значительно меньше по объему, чем сухие. Но энергозатраты в мокрых аппаратах значительно выше. Соответственно капитальные затраты для мокрых систем ниже, а эксплуатационные выше, чем для сухих. К общим недостаткам мокрых аппаратов следует отнести:
-необходимость обработки шламов с отстаиванием из них уловленной пыли и возвращение оборотной воды. Системы оборотного водоснабжения требуют дополнительных капитальных затрат;
-возможность зарастания систем трудноудалимыми отложениями, резко снижающими эксплуатационную надежность установки;
-коррозионное воздействие среды при наличии в газе агрессивных составляющих;
-ухудшение условий рассеивания при выбросе очищенных газов из трубы.
Поэтому при проектировании предпочтение отдается сухим методам очистки, если при этом можно добиться требуемой эффективности.
Мокрые методы предпочтительнее, если очищаемый газ должен быть охлажден до точки росы, или если улавливаемая из газа пыль используется в дальнейшем в производстве в виде пульпы или раствора.
В ряде случае мокрые методы применяются для улавливания пыли из взрывоопасных или токсичных газов.
В качестве средств высокоэффективного сухого пылеулавливания могут быть использованы рукавные фильтры или электрофильтры. Рукавные фильтры обеспечивают более устойчивую и эффективную очистку, чем электрофильтры, но они дороже и занимают больше места. К тому же рукавные фильтры не температуростойки и выдерживают температуру при синтетических тканях 130 °С и стеклотканях 230 °С.
8. Меры по охране воздушного бассейна
Мероприятия по обеспечению охраны атмосферного воздуха городской среды можно условно разделить на следующие
группы:
организация санитарно-защитных зон;
архитектурно-планировочные решения;
инженерно-организационные мероприятия;
безотходные и малоотходные технологии; технические средства и технологии очистки выбросов.
В плане охраны воздушного бассейна указываются объемы вредных веществ, отходящих от всех источников загрязнения, количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, количество улавливаемых веществ, в том числе утилизируемых, и др.
Большое значение в решении проблемы охраны воздушного бассейна от загрязнения промышленными выбросами имеют организация и использование систем автоматического контроля за уровнем загрязнения атмосферного воздуха на больших площадях, а также за валовыми выбросами из отдельных источников. Назначение автоматического контроля констатировать за предельно краткий промежуток времени степень загрязнения воздушной среды и экстренно сигнализировать о ее высоких уровнях. Разработка и внедрение
Проблема охраны воздушного бассейна сводится к ликвидации вредных выбросов в атмосферу или замене высокотоксичных веществ, содержащихся в этих выбросах, менее токсичными (практически нетоксичными) веществами. Борьба с загрязнением атмосферы проводится по следующим направлениям создание новых технологических процессов , основанных на безотходном принципе .
Очистка промышленных газовых выбросов и сточных вод, а также обезвреживание прочих отходов с целью сохранения чистоты воздушного бассейна, водоемов и подземных вод — непременное требование для всех производств.
10. Выбор методов и аппаратов очистки от газообразных загрязнителей Адсорпция.
Выбор аппаратов: А) основным фактором являются дисперстный состав пыли, который он может уловить:
для высокой эффективной очисктке газов от мелкодисперстной пыли применяют: тканевые фильтры, электро фильтры, высоко напорные скрубберы в вентуре.
Пенные аппараты и ротоклоны
Мокрые аппараты центробежного типа
Б) Выбор между сухим и мокрым способом очистке.
Достоинство мокрых аппатаров:
-легче управляемы и просты в устройстве.
- малые габариты.
- могут работать с газами при точке росы.
- предпочтительны при взрывоаппастных смесях и высоких температур газа.
- могут одновременно очищать и охлаждать газ.
Выбор методов очистке являются:
-Абсорбцыя
- адсорбция
- конденсация
- химические методы
- дожигание или сжигание горючего
Адсорбция- использование твердых поглотителей, изотермический процесс т.е сопровождается горением тепла.
Притягивание и удерживание газов и жидкости твердых поверхностей. При адсорпции охлаждают газ или абсобенд. Обратный процесс десорбция.
Основные типы активированный: уголь, простые или сложные оксиды.
11. Устройство циклонов. Принцип действия, конструкции, применение
Циклон - устройство для отделения твердых частиц от газа, является центробежным инерционным пылеуловителем, его элементы обеспечивают вращательное или поступательное движение газового потока. Принципиально циклон работает по следующей схеме (рис. 2). Запыленный газ поступает в образующую кольцевое пространство аппарата цилиндрическую часть, где движется по спирали с возрастающей скоростью от периферии к центру, спускается по наружной спирали, затем поднимается по внутренней спирали и выходит через выхлопную трубу. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенке циклона и вместе с частью газа попадают в бункер. Часть освободившегося от пыли газа возвращается из бункера в циклон через центр пылеотводящего отверстия, давая начало внутреннему вихрю.
Рис. 2. Схема течения газовых потоков в циклоне: 1, 4 - входной и отводящий патрубки; 2 - корпус; 3 - пылевой бункер.
Отделение частиц от попавшего в бункер газа происходит при перемене направления их движения на 180° под действием сил инерции. По мере движения данной части газа в сторону выхлопной трубы к ним присоединяются порции газа, не попавшего в бункер. Это не вызывает существенное увеличения выноса пыли в трубу, так как распределенное на довольно большом отрезке длины циклона перетекание газа происходит со скоростью, недостаточной для противодействия движению частиц к периферии аппарата. Значительно большее влияние на полноту пылеулавливания оказывает движение газа в области пылеотводящего отверстия. Поэтому частицы чрезвычайно чувствительны к подсосам газа через бункер из-за увеличения объема потока, движущегося навстречу улавливаемой пыли. Отсюда видна важная роль бункера при осаждении частиц пыли в циклоне; использование таких аппаратов без бункеров или с бункерами уменьшенных размеров приводит к снижению эффективности пылеулавливания.
Конструкции циклонов весьма разнообразны. На рис. 3 представлены основные виды циклонных пылеуловителей. Циклоны различаются по способу подвода газа, который может быть спиральным (рис. 3,а), тангенциальным, или обычным (рис.3,б), винтообразным (рис. 3,в) и осевым; циклоны с осевым (розеточным) подводом газа работает как с возвратом газа в верхнюю часть аппарата (рис. 3,г), так и без него (рис. 3,д). Аппараты последнего типа (так называемые прямоточные циклоны) отличаются низким гидравлическим сопротивлением и меньшей по сравнению с циклонами иных типов эффективностью пылеулавливания. Простота конструкции прямоточных циклонов облегчает нанесение на них футеровки, что позволяет применять эти аппараты для осаждения крупных абразивных частиц пыли.
Рис. 3. Основные виды циклонов: а - спиральный; б - тангенциальный; в - винтообразный; г - розеточный с возвратом газа; д - розеточный прямоточный.
Широкое применение находят цилиндрические и конические циклоны. Цилиндрические аппараты отличаются удлиненной цилиндрической частью и винтовым подводом газа; коэффициент относительно невысок (75-245). Коничические аппараты имеют длинную коническую часть, спиральный входной патрубок и малое отношение диаметров выхлопной трубы и корпуса (0,34 или 0,22), характеризуются высоким коэффециентом (1150 или 1200). Цилиндрические аппараты относятся к высокопроизводительным циклонам с диаметром не более 2 м, конические - к высокоэффективным с диаметром до 3 м.
Промышленность выпускает несколько типов циклонов. Наибольшее распространение получили циклоны конструкции ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24. При выборе и расчете циклонов следует учитывать характеристику улавливаемой пыли: минимальный диаметр частиц пыли, абразивность, слипаемость, температуру и влажность газов, коррозииность, пожаро- и взрывоопасность.
Уловленная пыль из бункеров удаляется через пылевыгрузочные устройства - пылевые затворы. Важнейшим требованием, предъявляемым к пылевому затвору, является его герметичность. Негерметичность пылевого затвора приводит к подсосу воздуха в бункер и степень очистки резко снижается.
12.Выбор методов и аппаратов очистки от газообразных загрязнителей. Адсорбция.
Существует пять основных методов удаления газообразных загряз¬нителей: абсорбция, адсорбция, конденсация, химическая обра¬ботка и сжигание горючих загрязнителей. Силы притяжения, существующие между атомами, молекулами и ионами в твердом состоянии, позволяют частицам, находящимся на поверхности, притягивать и удерживать другие вещества ¬газы и жидкости. Это явление и называется адсорбцией. Если твердое вещество является высокопористым, с большим размером пор и развитой микроструктурой, то для него характерна высо¬кая адсорбционная способность.
Адсорбируемая молекула газа задерживается на твердой поверхности, причем этот процесс сопровождается выделением тепла в количестве, часто близком к величине теплоты конден¬сации. Адсорбция всегда является экзотермическим процессом. В связи с этим желательно проводить охлаждение адсорбционного слоя. Часто применяют предварительное охлаждение обрабатываемого газа. Используют также удаление паров воды, которые уменьшают емкость адсорбционного слоя. Адсорбцию применяют для удаления большого числа различ¬ных газообразных загрязнений, особенно органических, до полу¬чения их очень низких объемных концентраций. Основными областями применения этого метода являются обработка больших объемов газов с очень низкой кон¬центрацией загрязняющих веществ и снижение концентрации этих веществ до следовых уровней. Отвод тепла, связанного с выделением энергии, способствует протеканию адсорбции и повышает адсорбционную способность твердого вещества.
Типы адсорбентов
Практически важными сорбентами являются активированный уголь, простые или сложные оксиды и импрегнированные сор¬бенты. В состав активированного угля в основном входят нейтраль¬ные атомы, уголь является эффективным адсорбентом для улавливания органических соеди¬нений из влажных газовых потоков. Уголь обладает меньшей селектив¬ностью, чем другие сорбенты, и является пригодным для работы во влажных газовых потоках. Основными источниками активированного угля являются скорлупа кокосо¬вого и других видов орехов, твердая древесина, а также кокс.
Оксидные адсорбенты характеризуются негомогенным распре¬делением заряда, они полярны. Эти адсорбенты обладают значи¬тельно более высокой селективностью, чем уголь, по отношению к полярным молекулам. В связи с этим они находят применение для удаления твердых частиц из газовых потоков. Их недостатком является снижение эффективности в присутствии влаги. Боль¬шинство из этих адсорбентов - прекрасные осушители.
К классу кремнийсодержащих адсорбентов относятся такие оксидные адсорбенты, как силикагели. Их адсорбционная способность изменяется в весьма широком интервале, причем максимальные значения близки к величинам, характерным для активированного угля. Такие металлоксидные адсорбенты, как активированный оксид алюминия, еще более полярны, чем оксиды кремния, и их редко применяют для удаления загрязнений.
Импрегнированные сорбенты можно разделить на три больших группы:
сорбенты, в которых пропитка представляет собой химиче¬ский реагент; 2) сорбенты, в которых пропитка действует как ката¬лизатор непрерывного окисления или разложения загрязнителей; 3) сорбенты, в которых пропитка лишь периодически действует как катализатор.
13.Технико-эконоические показатели газоочистного оборудования. Коэффициент очистки газоочисток. Фракционный коэффициент очистки.
Основными технико-экономическими показателями явл.: 1)Коэф-т очистки; 2)Гидравлическое (аэродинамическое) сопротивление аппарата и газоочистки в целом; 3)Расход электроэнергии в киловатт/час на 1000 м3/час (некотор. аппараты потребляют воду, пар); 4)Стоимость аппарата и установки; 5)Стоимость очистки (эксплуатацион. расходы).
Коэффициент очистки – отношение η=ΔМ/(М1 )=(М1-М2)/М1, где М1 – масса на входе, М2-на выходе, ΔМ-остаток, η=1-М2/М1. Коэф-т очистки измеряется в % (долях единиц). Коэф-т проскока: Кпр=М2/М1= 1- η, η=(V01*Z1-V02*Z2)/(V01*Z1), где V01 и V02-расход газа, приводящий к нормальн. усл. на входе и выходе из аппарата, Z1 и Z2 –концентрация улавливаемого вещ-ва на входе и выходе [г/м^3 ],
η=1 –Z2/Z1.
Парциальный или фракционный коэф-т очистки (только для пыли)
Газоочистной аппарат улавливает пыль по-разному. Как правило, крупная пыль улавлив. лучше, чем мелкая. Фракцион. коэф-т очистки – доля данной фракции, улавливаемой в данном аппарате. (фракции пыли - диапазон диаметров частиц определенного размера. ∑Ф=100%). Общий и фракционный коэф-ты очистки д/большинства нормализованных аппаратов найдены экспериментально.
Ф1 + Ф2 +….Фn =100%- массовая доля данной фракции. η_Ф1, η_Ф2, …. η_Фn, ηобщ=(ηобщ*Ф1)/100+(ηф2*Ф2)/100+….(η фn*Фn)/100
14. Устройство и принцип действия скруббера вентуре.
Простейший скруббер вентуре включает в себя трубу вентуре и прямоточный циклон. Труба вентуре состоит из конфузора, служащего для увеличения скорости газа, в котором размещают оросительного устройства, горловины. В капле уловителя блягодоря тангенсальному в воду газа создается вращение газового потока, в следствие чего смоченные и укрупленные частицы пыли одбрасываются на стенки и непрерывно удаляются из капли уловителя в виде шлама.
По способу подачи жидкости трубы вентуре делятся:
- с фарсуночным орошением
- с пленочным орошением
- с перефирийным орошением.
Принцип действия:
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 (согласно Уравнению Бернулли). 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 очень большое количество очень 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.
Скрубберы Вентури могут быть использованы как для очистки газа от мелких частиц, так и для очистки от загрязнений в виде инородных газов. Однако они наиболее эффективны для очистки газа от частиц, чем для очистки от инородных газов.
16.осаждение пыли в инерционных пылеуловителях, жалюзийные пылеуловители. Радиальные пылеуловители.
Работа инерционных пылеуловителей основанна на том, что при всяком изменение направления движения потока запыленного газом частицы пыли сходят с линии тока, могут быть выведенны за пределы потока и уловленны.
Жалюзийные палеуловители.
С помощью жалюзийной решотке установленной в газоходе и состоящей из ряда наклонных пластин, поток газа можно разделить на 2 части. Большаяя часть газа огибает пластины и частично освобождаясь при этом от пыли продолжает двигаться дальше в прежнем направление. Меньшая часть газа обогащенная пылью, отводится для отчистки в циклон, после чего присоединяется у основному потоку газа. движение газа через циклон осуществляется за счет перепада давления на жалюзийной решотке. В основе работы жалюзионого пылеуловителя лежить инерционно-отрожательный принцип. С отдной стороны частицы пыли выпадают из потока газа за счет сил инерции при крутом повороте газа жалюзийной решотке, а с другой отражаются при непосредственном ударе о пластины. В обоих случаях частицы поподают в меньшую часть потока, обогащая ее пыью.
Радиальные пылеуловители.
Пылеуловитель такого типа широко применяют в качестве первой ступени очистки газа. По центральному газопроводу запыленный газ поступает в пылеуловитель с верху. Потеря скорости при выходе в большой обьем пылеуловителя и поворот газового пока на 180 градусов создают необходимые условия для выдеоения из него частиц пыли размером более 100мкм и осожденяи их на дно пылеуловителя под действием силы тяжести и сил энерции. Очищенный газ отводитмя через специальный патрубок в верхней части пылеуловителя.
17. Общие устройства установок для очистки газов. Многоступенчатые газоочистки. Роль каждой ступени при отчистке газов.
Важным фактором является пути поступления загрязнений в атмосфере.
Пути поступления:
- дымовые газы
- газообразующиеся на промежуточных стадиях производственного процесса
- газы асперационной системы
- вентиляционный воздух
- аэроционный воздух
- неорганизованные выбросы при наружних работах.
Многоступенчатые газоочистки.
Широко распространены пыле очистки задача второй ступени-это окончательное тонкая и реже полутонкая очистка. Применяют электрофильтры, рукавные фильтры, высоконапорные фильтры скрубберы вентуре. Для эффективной работы необходимо соблюдать условия:
- ограничения температуры газа
- уменьшение входной концентрации. Пыль влияет на износ аппарата.
- изменить состав газа перед тонкой очисткой
- снижение пожароапастности зага
Задачами первой ступени являются охлаждение газа увлажнение, коагуляция пыли, снижение концентрации дожигания.
Для охлаждения используют мокрые аппараты, котлы, утилизаторы, разбавление воздухом. Для увлажнения используют мокрые аппараты распыление воды в газоходе. Для коагуляции используют увлажнение и аккустические методы. снижение концентрации пыли:
- применение сухих гравитационных аппаратов, для грубой отчистки.
- применение мокрых аппаратов.
18.Конструкция скруббера вентури. Способы орошения. Нормализованная труба.
Общее для аппаратов типа трубы Вентури - наличие двух узлов: трубы Вентури и циклона-каплеуловителя. В газоочистной технике такие аппараты получили различные названия — скруббер Вентури, турбулентный промыватель, скоростной пылеуловитель или газопромыватель и турбулентный аппарат Вентури. Последнее название наиболее полно характеризует принцип действия и конструкцию аппарата.
Труба Вентури имеет три составляющие конфузор 1 или сужающуюся часть, горловину 2 и диффузор 3, или расширяющуюся часть. Орошающая жидкость подается в трубу Вентури через устройства 4. Для отделения капель жидкости от потока газов после трубы Вентури устанавливается циклон-каплеуловитель 5.
Рис.1 Аппарат типа трубы Вентури: 1 - конфузор, 2 - горловина, 3 - диффузор, 4 - устройства для подачи орошающей жидкости, 5 - циклон-каплеуловитель
19 вопрос
При выборе способа очистки и обезвреживания вентиляционных и технологических выбросов от газо- и парообразных компонентов необходимо учитывать:1.состав выбрасываемых в атмосферу газов; 2.температуру этих газов; 3.наличие пыли в выбрасываемых газах; 4.концентрацию газообразных и парообразных примесей.
В зависимости от характера протекания физико-химических процессов методы очистки делятся на пять групп:
1.Абсорбция представляет собой процесс, при котором происходит поглощение одного или нескольких газовых компонентов жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора. Такой процесс принято считать скрубберным процессом. Растворенный в жидкости компонент газовоздушной смеси (абсорбат) благодаря диффузии проникает во внутренние слои абсорбента. Процесс протекает тем быстрее, чем больше поверхность раздела фаз, турбулентность потоков и коэффициенты диффузии. Основные типы аппаратов для абсорбции:Скрубберы Вентури, насадочные башни, форсуночные скрубберы, центробежные скрубберы, тарелочные скрубберы, барботажно-пенные скрубберы.
2. Метод хемосорбции основан на химическом взаимодействии газов и паров с твердыми или жидкими поглотителями с образованием малолетучих или малорастворимых химических соединений. Большинство реакций, протекающих в процессе хемосорбции, являются экзотермическими и обратимыми, поэтому при повышении температуры раствора образующееся химическое соединение разлагается с выделением исходных элементов. На этом принципе основан механизм десорбции хемосорбента.
Основным видом аппаратуры для реализации процессов хемосорбции служат насадочные башни, пенные и барботажные скрубберы, распылительные аппараты типа труб Вентури и аппараты с различными механическими распылителями.
3. Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых твердых тел с ультрамикроскопической структурой селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой смеси. В пористых телах с капиллярной структурой поверхностное поглощение дополняется капиллярной конденсацией. При физической адсорбции молекулы газа прилипают к поверхности твердого тела под действием межмолекулярных сил притяжения (силы Ван-дер-Ваальса). Высвобождающаяся при этом теплота зависит от силы притяжения.
4. Каталитическое дожигание применяют для превращения токсичных смесей газов в нетоксичные или малотоксичные. Так, при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в производственных помещениях отработавшие газы дожигают в специальных устройствах , где в присутствии катализатора (платины, никеля, меди и др.) протекают реакции снижающие токсичность выхлопа двигателей внутреннего сгорания.
Высокотемпературные дожигатели применяют для нейтрализации смесей газов и паров, содержащих в избытке окислитель или горючее. Для дожигания смесей с избытком горючего в зону горения вводят воздух или кислород, а для дожигания смесей с избытком окислителя – природный газ.
5. Термическая нейтрализации
в химических методах используются реакции окисления, нейтрализации, восстановление, катализация, термоокисление
20. Влияние удельного сопротивления пыли на её осаждение в электрофильтрах. Обратная корона и борьба с ней.
Важное влияние на процесс осаждения пыли на электродах оказывает электрическое сопротивление слоев пыли. По величине электрического сопротивления различают:
1) пыли с малым удельным электрическим сопротивлением
(<104 Ом•см), которые при соприкосновении с электродом мгновенно теряют свой заряд и приобретают заряд, соответствующий знаку электрода, после чего между электродом и частицей возникает сила отталкивания. Это служит причиной вторичного уноса низкоомных частиц, даже успевших осесть на электрод. Противодействует этой силе только сила адгезии и, если она оказывается недостаточной, то вторичный унос резко возрастает и снижается эффективность процесса очистки;
2) пыли с удельным электрическим сопротивлением 104–1010 Ом•см хорошо осаждаются на электродах и легко удаляются с них при встряхивании;
3) пыли с удельным электрическим сопротивлением более
1010 Ом•см труднее всего улавливаются в электрофильтрах. Оседая на электроды, они сохраняют свой заряд в течение длительного времени и образуют вблизи электрода противоположно заряженный экранирующий слой. Толщина его неодинакова в различных точках и неоднородность электрического поля вблизи электрода возрастает. По месту наиболее слабой изоляции напряженность поля становится максимальной. Это способствует образованию короны с противоположным знаком ("обратной короны"), резко ухудшающей работу электрофильтра.
В реальных условиях снижение удельного электрического сопротивления пыли можно осуществить увлажнением запыленного газа.
Определенное влияние на степень осаждения частиц оказывают их концентрация и дисперсный состав. На входе в электрофильтр частицы могут иметь собственный электростатический заряд, который при их большом количестве (т.е. при высокой счетной концентрации) может заметно влиять на параметры осаждения частиц, снижая напряженность электрического поля в аппарате вплоть до запирания короны.
Из параметров газового потока наибольшее влияние на осаждение оказывают влажность и температура. Со снижением температуры уменьшается вязкость газов, вследствие чего они оказывают меньшее сопротивление перемещению взвешенной частицы к электроду. С понижением температуры растет устойчивость коронного разряда, что позволяет работать при более высокой напряженности электрического поля. Кроме того, с охлаждением обрабатываемого потока растет его относительная влажность, что ведет к понижению УЭС частиц вследствие их увлажнения.
21-Способы охлаждения газов. Сравнение способов охлаждения
Наиболее эффективным является охлаждение газов за счет испарения разбрызгиваемой воды. Применение этого способа в сравнении с отводом тепла циркулирующей кислотой исключает необходимость иметь теплообменники из нержавеющей стали для ее охлаждения, но приводит к увеличению общего объема газов, что влечет за собой существенное увеличение габаритов электрофильтра и мощности вентилятора. Использование воздуха в качестве охлаждающего агента нерационально, так как достигаемый тепловой эффект не компенсирует затрат, связанных с резким увеличением объема газов.
22-Движение частиц в неподвижной среде. Скорость витания. Движение частиц в горизонтальном и вертикальном потоке газа.
Движение частиц в неподвижной среде -При движении частицы в неподвижной среде или обтекании неподвижной частицы потока газа возможны ламинарный (течение, при котором жидкость или газ перемещается слоями без перемешивания и пульсаций то есть беспорядочных быстрых изменений скорости и давления.) и турбулентный (явление, заключающееся в том, что при увеличении скорости течения жидкости или газа в среде самопроизвольно образуются многочисленные нелинейные фрактальные волны и обычные, линейные различных размеров, без наличия внешних, случайных, возмущающих среду сил и/или при их присутствии) режимы движения. В этом случае основной характеристикой режима движения является число Рейнольдса Re. Так, для областей с ламинарным, турбулентным режимом и промежуточной характерны соответственно следующие значения Re: <2; >500 и <500, значения С: 24/Re; 0,44; 18,5/Re0,6.
Движение частиц в горизонтальном и вертикальном потоке газа. Любая частица, которая входит с потоком газа или жидкости в сепаратор находится под действием двух главных сил — горизонтальной, вызванной давлением движущегося потока на частицу, и вертикальной, т. е. силы тяжести. Под действием этих сил частицы движутся в горизонтальном направлении со скоростью сОг, в вертикальном — м . Траекторией движения частиц в этом случае будет парабола.
24-Охлаждение газов разбавленным воздухом.
При охлаждении газов за счет подсоса атмосферного воздуха происходит значительное увеличение их объемного расхода. Скорость подвода воздуха должна быть не ниже 1 м/с [9]. Кроме того, необходимо, чтобы зонт имел достаточную глубину, обеспечивающую полное сгорание СО и охлаждение газов подсасываемым воздухом. В противном случае возможно коробление зондового устройства под воздействием высоких температур газового потока.
25- методы выражения дисперсного состава частиц пыли
Дисперсность – одно из важнейших свойств, характеризующих пылевидные материалы. Степень дисперсности промышленных пылей необходимо знать для выполнения расчетов пылеуловителей и оценки эффективности их работы.
Существуют различные способы выражения дисперсного состава пыли, для полидисперсной (состоящей из частиц различных размеров) пыли характеристикой дисперсности является не только размер частиц, но и число или масса одинаковых частиц каждого размера (фракций).
Дисперсный состав пыли записывают в виде таблиц экспериментальных данных, представляющих собой массовое содержание отдельных фракций с указанием размеров частиц на границах, в некоторых случаях дисперсный состав выражают аналитически в виде различных функций, аргументом которых является размер частиц, или изображают графически.
Известно много методов определения дисперсного состава пыли [7]. Крупная пыль может быть проанализирована путем рассеивания на ситах с различным размером ячеек. Тонкую пыль анализируют методом седиментации (осаждения) в жидкостях, подсчетом числа частиц фракций, воздушной сепарацией в потоке и др. Дисперсный состав пыли определяют также ротационным анализатором РАД–1 и каскадным импактором НИИОГАЗа, при этом пробу с пылью отбирают непосредственно из запыленного потока при соблюдении условия изокинетичности.
Для ситового анализа граничными размерами фракций являются размеры двух смежных сит. Проходом D называется выраженная в процентах доля массы пыли, прошедшей через сито заданного размера. Остатком R называется доля массы пыли, оставшаяся на сите.
26. Эффективность пылеулавливания в электрофильтрах. Формула Дэйча. Многопольные фильтры.
Эффективность пылеулавливания в электрофильтре является основной характеристикой эффективности его работы. Она определяется содержанием z1 пыли или жидких капель в газе до поступления в электрофильтр и z2 после выхода из него: .
Так как течение газа в электрофильтре всегда турбулентное, то именно оно способствует выравниванию распределения концентрации частиц в межэлектродном промежутке.
Теоретически формула для определения степени очистки газа электрофильтром была выведена Дейчем.
где ω – скорость частиц;
L – длина активной зоны электрофильтра;
Ho – межэлектродное расстояние;
Vг – скорость газов в электрофильтре
Многопольные электрофильтры состоят из нескольких секций осадительных электродов, которые соединены последовательно. В многопольных электрофильтрах действует несколько электрических полей, что позволяет производить более качественную очистку.
Вопрос №27. Классификация газоочистного оборудования
Классификация пылеуловителей:
1. По способу очистки.
-аппараты сухой очистки
*гравитационно-инерционные (пылеосадительная камера, инерционные аппараты, циклон)
* фильтрующие (волокнистые, тканевые, зернистые фильтры)
- мокрые аппараты
* промывные аппараты очищающие газ распыленной жидкостью (орошаемый газоход, полный форсуночный скруббер)
* жидко – пленочные. Газ очищает пыль улавливая на пленке жидкости (насадочный скруббер, центробежные мокрые аппараты, ударно инерционные, пенные)
* электрофильтры
2. По эффективности улавливания
- тонкой очистки (фильтры, эл. Фильтры, скруббер Вентури) улавливает пыль менее 1 мкм, с эффективностью 70-90%
- грубой очистки (гравитационные аппараты, некоторые мокрые аппараты). Улавливает пыль более 10 мкм
- полутонкой очистки
28 вопрос
-устройство
Эффективность улавливания частиц зависит от эффективности самой решетки и эффективности циклона, а также от доли отсасываемого в нем газа. Диаметр частиц: Частицы самого большого размера улавливаются за счет инерции, частицы среднего размера - из-за эффекта зацепления, а самые маленькие частицы - вследствие диффузии. С увеличением плотности упаковки волокон в фильтре эффективность улавливания частиц за счет инерции и касания существенно возрастает, однако диффузионное осаждение при этом изменяется незначительно.
29. Дожигание промышленных газовых отходов. зависимость способа термического окисления от пределов воспламенения
Термическое дожигание — метод очистки выбросов от газообразных примесей; основан на высокотемпературном сжигании вредных примесей, содержащихся в технологических, вентиляционных и других выбросах. Термическое дожигание применяют при высокой концентрации примесей (превышающей пределы воспламенения) и в содержании в газах кислорода. Способ дожигания примесей используют, когда их возвращение в производство нецелесообразно или невозможно.
Термическое окисление – когда очищаемые газы имеют высокую температуру, но не содержат достаточно кислорода или, когда концентрация горючих веществ незначительна и недостаточна для поддержания пламени.
Нижний (верхний) предел — минимальное (максимальное) содержание в смеси горючего вещества — окислительная среда, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.
30. Захват частиц пыли каплями и пленкой жидкости. Классификация мокрых пылеуловителей.
Для улавливания пыли с использованием жидкости применяют два основных способа захвата частиц пыли: каплями жидкости и пленкой жидкости.
Каплями жидкости: запыленный поток промывают диспергированной жидкостью. Во время промывки частицы пыли захватываются каплями жидкости и выводятся из газового потока. В зависимости от режима температур, давлений и влажности газа в процессе промывки может происходить испарение капель или конденсация паров из газового потока. При известных условиях частицы пыли могут служить ядрами такой конденсации. Использование конденсационного эффекта может значительно улучшить осаждение пыли.
Пленкой жидкости: осаждения пыли осуществляют, направляя поток частиц пыли на поверхность жидкости, смоченную жидкостью стенку или пленку специально полученных газовых пузырей.
В форсуночных скрубберах достаточно эффективно улавливаются частицы пыли размером более 10 - 15 мкм. Частицы размером менее 5 мкм практически не улавливаются.
Классификация мокрых пылеуловителей в зависимости от поверхности контакта или по способу действия: полые газопромыватели (оросительные устройства; промывные камеры; полые форсуночные скрубберы); насадочные скрубберы; тарельчатые газопромыватели (барботажные и пенные аппараты).; газопромыватели с подвижной насадкой; мокрые аппараты ударно-инерционного действия (ротоклоны); мокрые аппараты центробежного действия; механические газопромыватели (механические скрубберы, динамические скрубберы); скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури, эжекторные скрубберы).
31. Батарейные циклоны. Устройство и области применения
Батарейные циклоны, или мультициклоны, - это пылеуловители, состоящие из десятков или сотен параллельно соединенных между собой циклонов маленького диаметра.
Циклонные элементы компонируют в батареи, где они работают параллельно. Очищаемые газы вводятся через входной патрубок в общую распределительную камеру, откуда распределяются по отдельным элементам. Далее из сборной камеры очищенный газ по выходному патрубку, направленному вверх или в сторону, выводится из аппарата. Во избежание абразивного износа наружной поверхности выхлопных труб частицами пыли, взвешенными в грязном газе , поступающем в распределительную камеру, на выхлопных трубах первых рядов укрепляют специальные защитные щитки, выполненные из половинок труб несколько большего диаметра. Пыль, осаждающаяся в циклонных элементах, ссыпается в общий для всех циклонных элементов бункер. Пространство между циклонными элементами засыпаются шлаком.
Сфера применения
Батарейные циклоны применяются для очистки высокотемпературных газов (до +400 °C) от золы, пыли известняка, цемента, доломита, шамота, продуктов сгорания котлоагрегатов от крупной золы, а также для очистки невоспламеняющихся аэрозолей с температурой до 150 °C. Рекомендуется их применять для улавливания слабо- и среднеслипающихся пылей.
32. Выбор методов и аппаратов очистки от газообразных загрязнителей. Абсорбция. Мокрая газоочистка. Достоинства и недостатки.
Выбор методов и аппаратов очистки от газообразных загрязнителей: I. 1) основным фактором влияющим на выбор является дисперсный состав пыли, который он не может уловить. Для высокоэффективной очистке газа от мелкодисперсной d < 1 мкм(расходной). Применяют следующие аппараты: - электрофильтры; - высоконапорные скруббер Вентури. 2) пенные аппараты и ротоклоны d > 2 3 мкм ударные инерционные аппараты; 3)мокрые аппараты центробежного действия d > 6 8 мкм; 4) циклоны и им подобных эффективно отчищается газ от пыли d > 10 15 мкм; 5) полых (форсуночных) скрубберов d > 15 20 мкм; 6) осадительных камерах d > 30 40 мкм. II. Выбор между сухим и мокрым способами очистки современные тенденции в технике также следует предназначать при выборе сухих аппаратов, однако мокрыми способами часто легко добиться желаемой степени очистки.
Абсорбция – жидкие поглотители используют чаще всего растворы каких-либо веществ в воде (суспензия). Этот метод используют предпочтительно при значительных концентрациях газообразных загрязнений. Применение абсорбций позволяет выделять загрязняющие концентрированные вещества. Физическая абсорбция – это растворение вещества, улавливание. Химическая абсорбция – улавливаемое вещество вступает в химическую реакцию с компонентами раствора.
Мокрая газоочистка - частицы твердых примесей улавливаются в результате их взаимодействия с водой или другими жидкостями и осаждения в виде пульпы. Различают несколько способов мокрой очистки газов: запыленный газовый поток поступает в аппарат (скруббер или абсорбер) и промывается вводимой в него жидкостью, в результате частицы пыли удаляются из газового потока при столкновении с каплями воды; жидкость орошает поверхность аппарата, с которой соприкасается запыленный газовый поток, в результате частицы пыли захватываются пленкой жидкости и выводятся из газового потока; запыленный газовый поток вводится в жидкость и дробится на пузырьки, внутри которых заключены частицы пыли. При движении пузырьков через слой жидкости частицы подводятся к внешней, влажной поверхности пузырьков, смачиваются и вымываются из газа.
Достоинства: 1) простота конструкции, невысокая стоимость; 2) более высокая эффективность; 3) малые габариты; 4) можно использовать при высокой температуре и повышенной влажности газов; 5) возможность работы на взрывоопасных газах; 6)возможность улавливания вместе с взвешенными твердыми частицами паров и газообразных компонентов.
Недостатки: 1)значительные затраты энергии при высоких коэффициентах очистки; 2)получение уловленного продукта в виде шлама, что часто затрудняет и угрожает его последующее использование; 3) необходимость организации оборотного цикла водоснабжения; 4)образование отложений в оборудовании и газопроводах при охлаждении газов до температуры точки росы или капельном уносе влаги из пылеуловителя; 5)коррозионный износ оборудования и газопроводов при очистке газов, содержащих агрессивные компоненты; 6)ухудшение условий рассеивания пыли и вредных газов, выбрасываемых через дымовые трубы в воздушный бассейн.
33. Влияние запыленности газа на работу фильтра. Запирание короны, меры предупреждения.
Запыленность входящего в электрофильтр газа до некоторого предела не оказывает влияния на степень его очистки в электрофильтре. Однако при очень значительной запыленности, в особенности при большой скорости газового потока в электрофильтре, очистка газа ухудшается.
Следует принять во внимание и аэродинамическое сопротивление фильтра, оно возрастает по мере накопления пыли в фильтрующем слое.
Пылеемкость — масса задержанной фильтром пыли, отнесенная к 1 м площади его рабочего сечения при достижении фильтром конечного аэродинамического сопротивления. Пылеемкость выражается в граммах на 1 м2 проходного сечения фильтра или в граммах на 1 м2 поверхности фильтрующего материала.
Регенерируемость фильтрующего материала — способность к восстановлению первоначальных свойств после достижения предельной пылеемкости.
Запирание короны - это когда при очистке газов с высокой концентрацией твердых частиц возможно падение силы тока практически до нуля. Оно связано с тем, что в таких условиях ток переносится исключительно заряженными частицами пыли, а их подвижность мала по сравнению с подвижностью ионов. Для борьбы с этим явлением необходимо уменьшить концентрацию взвешенных частиц, проведя предварительную очистку газа каким-либо другим методом, или же снизить скорость поступающего газа, уменьшая тем самым нагрузку на электрофильтр.
34 вопрос
При охлаждении технологических газов в контактных теплообменниках снижение температуры газов обычно сопровождается испарением промывающей жидкости (на охлаждение поступают сухие ненасыщенные газы с высокой температурой) или конденсацией водяных паров (в случае охлаждения насыщенных газов).
Метод охлаждения подсосом атмосферного воздуха получил широкое распространение при отводе газов от технологических агрегатов таких, как электродуговые и плавильные печи и др. Причина подсоса воздуха в этих случаях объясняется не столько необходимостью охлаждения газов, сколько наличием в них значительного количества оксида углерода, т. е. их взрывоопасностью и токсичностью.
Дисперсный состав пыли представляют в виде таблицы или графика. Распределение пыли по фракциям в процентах от обшей массы приведено ниже.
35. Устройство и работа рукавных тканевых фильтров с обратной продувкой.
Конструкция рукавных фильтров представлена корпусом, в котором размещены тканевые рукава (мешки). Верхние концы мешков оснащены крышками и подвешены к общей раме. Нижние концы мешков открыты и крепятся на патрубках общей трубной решетки.
Чертеж рукавного фильтра
Слева – процесс очистки газа, справа – обратная продувка рукавов.
Загрязненный газ проходит сквозь ткань рукавов изнутри наружу. Частицы пыли осаждаются в порах ткани, а чистый газ выводится посредством выхлопной трубы. По мере того, как растет слой пыли, возрастает сопротивление ткани. Для профилактики, рукава систематически встряхивают при помощи специального кулачкового механизма. Существуют устройства, которые оснащены системой продува мешков. В таких системах направление воздуха обратно движению очищенного газа. Процесс продувки и встряхивания осуществляется с периодичностью 5-20 минут и продолжается 5-20 секунд. Данные устройства разбиты на несколько секций, которые работают попеременно. Рабочий режим и режим очистки переключаются автоматически.
Эффективность рукавных фильтров, прежде всего, зависит от выбора фильтровального материала.
Современные рукавные фильтры оснащаются мешками из высокопрочных и теплостойких тканей:
ткань из волокна орлон;
стекловолоконная ткань;
байка с добавлением капроновых волокон.
Вопрос 36: Характеристики пористых перегородок и процесса фильтрации
В основе работы пористых фильтров всех видов лежит фильтрование запыленного газа через пористую перегородку, в процессе которого частицы пыли, взвешенные в газе, задерживаются перегородкой, а газ проходит сквозь нее. Пористые фильтры могут весьма полно и эффективно задерживать частицы пыли практически любых размеров.
В зависимости от вида, структуры и условий работы пористой перегородки уловленные частицы пыли либо осаждаются на стенках поровых каналов, накапливаясь во всем объеме, занимаемом пористой перегородкой, либо образуют на лобовой поверхности перегородки пылевой слой является высокоэффективной фильтрующей средой. В обоих случаях скорость фильтрования определяется перепадом давления на пористой перегородке, создаваемым вентилятором или другим побудителем тяги. По мере накопления уловленных частиц сопротивление движению газа непрерывно возрастает, в связи с чем при сохранении постоянного перепада давления на пористой перегородке скорость фильтрования непрерывно уменьшается. Наоборот, для поддержания постоянной скорости фильтрования необходимо непрерывно увеличивать перепад давления на пористой перегородке. В обоих случаях при достижении некоторого заданного сопротивления перегородку приходится подвергать регенерации, то есть освобождать ее от уловленной пыли.
Процесс фильтрования можно условно разделить на две стадии: 1) стационарное фильтрование осажденные частицы накапливаются внутри пористой перегородки в незначительном количестве, что практически не меняет ее структуры; 2) нестационарное фильтрование вследствие большого количества осажденных частиц пористая перегородка претерпевает непрерывные структурные изменения. После образования и наращивания лобового пылевого слоя в процессе фильтрования существенную роль начинает играть ситовый эффект, так как образующиеся поры соизмеримы с размерами улавливаемых частиц.
37 вопрос
Электрофильтры можно классифицировать по след. Признакам:
По осаждению зон зарядки и осаждения. Бывают однозонные- зарядка и осаждение частиц осуществляется в одной зоне(применяется для очистки промышленных газов) и двухфазные – зарядка и осаждение частиц происходит раздельно в ионизаторе и осадителе (применяется в системах тонкой очистки газов –системах вентиляции и кондиционирования)
По способу удаления осажденных на электродах частиц. Бывают сухие и мокрые.
Конструкция пластического электрофильтра
Пластинчатые электрофильтры — аппараты с осадительными электродами в виде пластин, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Между пластинами расположены коронирующие электроды, укрепленные на рамах. В одном корпусе электрофильтра может быть расположено несколько независимых последовательно расположенных систем электродов, или, как принято их называть в практике газоочистки, электрических полей.
Многопольные электрофильтры состоят из нескольких секций осадительных электродов, которые соединены последовательно. Таким образом, в многопольных электрофильтрах действует несколько электрических полей, что позволяет производить более качественную очистку.
38 вопрос
Термическое дожигание — метод очистки выбросов от газообразных примесей; основан на высокотемпературном сжигании вредных примесей, содержащихся в технологических, вентиляционных и других выбросах. Термическое дожигание применяют при высокой концентрации примесей (превышающей пределы воспламенения) и в содержании в газах кислорода. Способ дожигания примесей используют, когда их возвращение в производство нецелесообразно или невозможно.
№39
Основные процессы, происходящие в электрофильтре. Электрическая корона, зарядка частиц и их движение к осадительному электроду, дрейф (перемещение) частиц к осадительному электроду.
В электрофильтре очистка газов от твердых и жидких частиц происходит под действием электрических сил. Частицам сообщается электрический заряд, и они под действием электрического поля осаждаются из газового потока. Процесс обеспыливания в электрофильтре состоит из следующих стадий: пылевые частицы, проходя с потоком газа электрическое поле, получают заряд; заряженные частицы перемещаются к электродам с противоположным знаком; осаждаются на этих электродах; удаляется пыль, осевшая на электродах. Зарядка частиц - первый основной шаг процесса электростатического осаждения. Большинство частиц, с которыми приходится иметь дело при промышленной газоочистке, сами по себе несут некоторый заряд, приобретенный в процессе их образования, однако эти заряды слишком малы, чтобы обеспечить эффективное осаждение. На практике зарядка частиц достигается пропусканием частиц через корону постоянного тока между электродами электрофильтра. Можно использовать и положительную и отрицательную корону, но для промышленной газоочистки предпочтительнее отрицательная корона из-за большей стабильности и возможности применения больших рабочих значений напряжения и тока, но при очистке воздуха используют только положительную корону, так как она дает меньше озона. Основными элементами электрофильтра являются коронирующий и осадительный электроды. Первый электрод в простейшем виде представляет собой проволоку, натянутую в трубке или между пластинами, второй - представляет собой поверхность трубки или пластины, окружающей коронирующий электрод. На коронирующие электроды подается постоянный ток высокого напряжения 30.60 кВ. Коронирующий электрод обычно имеет отрицательную полярность, осадительный электрод заземлен. Это объясняется тем, что корона при такой полярности более устойчива, подвижность отрицательных ионов выше, чем положительных. Последнее обстоятельство связано с ускорением зарядки пылевых частиц. После распределительных устройств обрабатываемые газы попадают в проходы, образованные коронирующими и осадительными электродами, называемые межэлектродными промежутками. Сходящие с поверхности коронируюших электродов электроны разгоняются в электрическом поле высокой напряженности и приобретают энергию, достаточную для ионизации молекул газа. Сталкивающиеся с электронами молекулы газов ионизируются и начинают ускоренно двигаться в направлении электродов противоположного заряда, при соударении с которыми выбивают новые порции электронов. В результате между электродами появляется электрический ток, а при некоторой величине напряжения образуется коронный разряд, интенсифицирующий процесс ионизации газов. Взвешенные частицы, перемещаясь в зоне ионизации и сорбируя на своей поверхности ионы, приобретают в конечном итоге положительный или отрицательный заряд и начинают под влиянием электрических сил двигаться к электроду противоположного знака. Частицы сильно заряжаются на первых 100.200 мм пути и смещаются к заземленным осадительным электродам под воздействием интенсивного поля короны. Процесс в целом протекает очень быстро, на полное осаждение частиц требуется всего несколько секунд. По мере накопления частиц на электродах их стряхивают или смывают.
40. Насадочные скрубберы. Область их применения.
Башни с насадкой (насадочные скрубберы) — емкость, которую можно представить в форме колоны.Такого рода скруббер может содержать различные насадки, имеющие как простую, так и сложную форму. Например, это могут быть кольца с перегородками или простые кольца (кольца Рашига), спиральные розетки Теллера, седла Берля и многие другие приспособления. В насадочном скруббере есть система орошения, состоящая из нескольких ступеней внутри корпуса, где располагаются форсунки. Форсунки перекрывают сечение, где из сопел производится распыление. Не смотря на то, что распыление жидкости производится навстречу входящему потоку либо поперек, гидродинамика этого потока не велика. В связи с этим скорость обменных процессов в этих скрубберах остается неизменно малой.Что влечет за собой большие габаритные размеры этих установок. В верхней части этой громоздкой конструкции расположен каплеуловитель, оснащенный коническим завихрителем. А также присутствует дополнительный ярус форсунок, которые промывают лопасти и карман завихрителя.
Очистка газов от пылевых частиц в насадочном скруббере может проходить достаточно эффективно (частицы размером 2-5 мкм улавливаются примерно на 70%). Однако применять насадочные скрубберы для улавливания пылевого уноса не целесообразно, так как насадка скруббера быстро забивается, особенно при улавливании труднорастворимых частиц. Возникает необходимость периодической очистки насадки - сложной и трудоемкой операции.
42: выбор дымососов и вентиляторов. Способы регулирования работы дымососов.
При выборе дымососов и вентиляторов ориентируются на характеристики давлений дымососов и вентиляторов, устанавливающие связь между производительностью G и давлением р при заданной частоте вращения н плотности перемещаемого рабочего тела. Характеристики представляют собой графики, на оси ординат которых указано полное давление р, а на оси абсцисс — производительность G в тыс. м3/ч. При этом полученное по расчету полное давление дымососа и вентилятора необходимо привести к условиям, для которых дана заводская характеристика машины, т. е.
Для дымососов, работающих на продуктах сгорания твердых топлив, для уменьшения износа лопаток частоту вращения дымососа выбирают не выше 750 мин-1. Дымососы и вентиляторы одностороннего всасывания изготовляют двух типов: ВД — дутьевые вентиляторы, применяемые при температуре всасывающего воздуха около 20 °С, и Д — дымососы, удаляющие продукты сгорания с температурой до 250 °С. Дымососы Д и дутьевые вентиляторы ВД изготовляют прямого и левого вращения. Ось ординат имеет две шкалы: одна применяется для подбора дутьевых вентиляторов при температуре воздуха 20 °С и барометрическом давлении 760 мм рт. ст.; другая — для подбора дымососов при температурах уходящих газов 200 °С и барометрическом давлении 760 мм рт. ст. На характеристиках выделены эксплуатационные зоны, т. е. области режимов работы машины с КПД не ниже rj = 0,83 Цмакс. Для машин производительностью до 25 000 м3/ч эта величина может быть снижена ДО Г = 0,75 Тмакс.
Способы регулирования
Регулирующее воздействие можно осуществлять путем изменения производительности дымососа: 1) изменением положения многоосных дроссельных заслонок (на Рис.1 кривая 1); 2) изменением положения направляющих аппаратов (на Рис.1 кривая 2); 3) скоростным регулированием (на Рис.1 кривая 3)
Из графиков видно, что при нагрузках отличных от 100%-ной наиболее экономичным является скоростной способ реализации регулирующего воздействия.
С точки зрения структуры контура регулирования наибольшее распространение получила одноконтурная схема с импульсным регулирующим блоком, который совместно с исполнительным механизмом постоянной скорости реализует ПИ-закон в импульсном режиме.
Однако стоит отметить, что контуры регулирования соотношения топливо-воздух и разряжения физически связаны через объект регулирования, поэтому при работе котла в регулирующем режиме (т.е.при частом изменении нагрузки котла) изменение расхода воздуха для поддержания соотношения с топливом нарушает баланс материальных потоков и для предотвращения такой ситуации вводят упреждающий исчезающий сигнал от регулятора воздуха (реальное дифференцирования выходного сигнала регулятора воздуха).
№43
Методы определения концентрации вредных веществ. Прямой метод определения запыленности. Условия изокинетичности.
Запыленность - выраженная в масса частиц, содержащихся в 1 м3 газа при нормальных условиях.
Запыленность газов может быть определена прямым или косвенными методами. Прямой метод заключается в отборе пробы запыленного газа и взвешивании осажденных из нее частиц с последующим отнесением их массы к единице объема газа. Для определения запыленности газов косвенными методами используется зависимость физических свойств запыленного потока — степени поглощения световых и тепловых лучей, цвета, способности воспринимать электростатический заряд и т. п. — от концентрации пыли.
Прямой метод определения запыленности.
Отбору проб при определении запыленности газов прямым методом предшествует снятие поля скоростей. Обе операции осуществляются с использованием одного и того же сечения участка газохода, требования к выбору которого приведены в 1.14. При этом для учета неравномерности распределения концентрации частиц по сечению газохода снимают поле запыленности, отбирая пробы в тех же точках сечения, которые ранее использовались для снятия поля скоростей.
Подобное определение запыленности газа трудоемко, так как требует отбора проб из многих точек сечения газохода. Средняя запыленность газа при последующих определениях может быть найдена путем отбора проб из одной точки сечения газохода с последующим умножением полученных значений запыленности в этой точке на так называемый коэффициент поля запыленности.
Условие изокинетичности при отборе проб означает равенство скорости дисперсного потока и скорости газа ( жидкости) во входном отверстии пробоотборника.
№45
Устройство и принцип действия полого форсуночного скруббера. Изменение параметров газа и воды по высоте аппарата. Орошаемые газоходы и промывные камеры.Общий вид форсуночного скруббера для охлаждения и увлажнения доменного газа: 1 — клапан с контргрузом; 2 — смывной патрубок; 3 — сливной канал; 4 — гидрозатвор; S — люк; 5 — регулирующие задвижки; 7 — подвод воды к зонам орошения; 8 — свеча; 9—12— зоны орошения; 13 — промывочные задвижки.
Полые форсуночные скрубберы
Скрубберы обеспечивают высо¬кую степень очистки только при улавливании частиц пыли размером d =10мкм и малоэффективны
при улавливании частиц размером d < 5 мкм. Устройство и работа. В верхней части скруббера размещено несколько поясов орошения с большим числом форсунок, создающих равномерный поток мелко диспергированных капель, движущихся под действием силы тяжести вниз. Нижняя часть скруббера, оканчивающаяся конусом, заполнена водой, уровень которой поддерживается постоянным. Подводимый запыленный газ направляют на зеркало воды для осаждения наиболее крупных частиц пыли, после чего, распределяясь по всему сечению скруббера, газ движется вверх навстречу потоку капель воды. В процессе промывки капли жидкости захватывают частицы пыли и коагулируют. Образовавшийся шлам собирается в нижней части скруббера, откуда непрерывно удаляется промывочной водой.
Кривые, характеризующие изменения температуры газа и воды, энтальпии (теплосодержания) и влагосодержания газа по высоте скруббера, приведены на рис. 8.2, а. Эти же процессы весьма наглядно могут быть изображены на диаграмме Т—х (рис. 8.2, б).
46. Расчет максимальных приземных концентраций от дымовых труб. Расчет высоты дымовой трубы.
Под одиночным или точечным источником понимается дымовая труба предприятия.
Опорным значением является максимальное значение обусловленной предприятием приземной концентрации.
Максимальная приземная концентрация вредного вещества ( , мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеоусловиях на расстоянии (м) от источника:
а) для горячих источников ( >> 0)
б) для источников, температура выбросов которых мало отличается от температуры воздуха, ( )
, где
Н -высота трубы, м;
- масса выбрасываемого в атмосферу в единицу времени вещества, г/с;
- разность температур выбрасываемых газов и атмосферного воздуха
- полный расход выбрасываемых газов на срезе трубы, м3 /с определяется по формуле
, где (4)
(м) - диаметр устья источника;
(м/с) - средняя скорость выхода газов из источника выбросов;
- безмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа. Для равнинного ландшафта ;
- коэффициенты, определение которых дано ниже.
Расчет высоты дымовой трубы производится, исходя из условий рассеивания выброса вредных веществ.
При этом должны соблюдаться все санитарные нормы для коммерческих и заводских предприятий, а также учитываться фоновая концентрация данных веществ.
Последняя характеристика зависима от:
метеорологического режима атмосферы в данной местности;
скорости потока масс воздуха;
рельефа местности;
температуры отводимых газов и пр. факторов.
№47
Устройство и принцип действия центробежных мокрых пылеуловителей. Захват частиц пыли каплями и пленкой жидкости.
Достаточно широкое применение для очистки газов и воздуха от мелкодисперсных пылей с диаметром частицdч ≥ 0,3...1,0 мкм, а также для очистки от пыли взрывоопасных и имеющих высокую температуру газов нашли мокрые пылеуловители.
Мокрые пылеуловители (скрубберы) работают по принципу увлажнения частиц, укрупняющихся в процессе движения и легко отделяющихся от воздуха. Другой принцип работы мокрых пылеуловителей состоит в коагуляции частиц пыли с каплями жидкости, их осаждения и удаления вместе с жидкостью. Во всех случаях очистки газа в мокрых пылеуловителях важным фактором является смачиваемость частиц жидкостью: чем больше смачиваемость, тем эффективнее процесс очистки.
В аппаратах центробежного типа (б) частицы пыли отбрасываются на пленку жидкости 2 центробежными силами, возникающими при вращении газового потока в аппарате за счет тангенциального расположения входного патрубка 5. Пленка жидкости толщиной не менее 0,3 мм создается подачей воды через сопла 1 и непрерывно стекает вниз, увлекая в бункер 4 частицы пыли. Эффективность очистки газа от пыли в аппаратах такого типа зависит главным образом от диаметра корпуса аппарата 3, скорости газа во входном патрубке и дисперсности пыли. Например, с ростом диаметра скруббера эффективность очистки снижается. Увеличение эффективности очистки с помощью центробежных аппаратов может быть достигнуто увеличением высоты корпуса скруббера до Р = 3...4D. При высоте аппарата более 4D эффективность практически не меняется.
