Охрана труда
 Скачать 5.35 Mb.
|
: а — кольцевой симметричный; б — кольцевой асимметричный; в — конический дырчатый; г — конусно-щелевой , вх С Q ПДВ 1 треб η где Q — объем очищаемых газов в единицу времени (м 3 /с). Номенклатура существующих газоочистных аппаратов очень широка, а их технические возможности позволяют обеспечивать высокие степени очистки отходящих газов практически по всем веществам. Создание высокоэффективных газоочистных систем сдерживается лишь финансовыми возможностями предприятий и государства. Пылеуловители. Для очистки отходящих газов от пыли имеется широкий выбор аппаратов, которые можно разделить на две большие группы: сухие и мокрые (скрубберы) — орошаемые водой. Рассмотрим лишь некоторые из них, получившие наибольшее распространение в технике пылеулавливания. Циклоны. Наиболее широкое распространение в практике пылеулавливания получили циклоны различных видов: одиночные, групповые, батарейные. На рис. 3.77 изображена конструкция одиночного циклона. Рисунок 3.77 Одиночный циклон: 1 — патрубок входа запыленного газа; 2 — винтообразная крышка; 3 — выхлопная труба; 4 — корпус (цилиндрическая часть); 5 — корпус (коническая часть); 6 — пылевой затвор; 7 — бункер; 8 — камера очищенного газа; 9 — патрубок выхода очищенного газа Очищаемый воздух из входного патрубка 1 через спиралеобразный вход 2, предназначенный для закручивания потока, поступает сначала в цилиндрическую (4), а затем коническую (5) части корпуса. Во вращающемся потоке под действием центробежных сил более тяжелые, чем воздух, пылевые частицы сепарируются к периферии, а затем под действием силы тяжести собираются в пылевой бункер 7, выход из которого закрыт пылевым затвором 6. Более чистый Пылевой затвор обычно выполняют в виде мигалки с конусным клапаном, изображенной в увеличенном виде на рисунке. Когда вес накопившейся в пылевом бункере пыли превысит силу, прижимающую конусный клапан и создаваемую контргрузом, клапан откроется, сбросит пыль в приемную емкость и под действием груза вновь закроется. Существует много различных типов циклонов, но наибольшее распространение получили циклоны типов ЦН и СК-ЦН (тип серии С — сажевые), с помощью которых можно решить большинство задач по пылеулавливанию. Разработаны стандартные циклоны различных размеров с диаметрами цилиндрической части от 200 до 3000 мм. Все размеры, необходимые для изготовления циклона, представлены в долях от диаметра d его цилинд- рической части. Наибольшая эффективность пылеулавливания циклона достигается при оптимальном значении скорости opt u газа в аппарате. При заданной производительности Q (м 3 /с) необходимый диаметр циклона определяется по формуле м. , opt u π Q 4 необх d Диаметр необх d при выборе циклона округляют до ближайшего из стандартного типоразмера. Оптимальные скорости циклонов различных типов приведены в табл. 3.1. Таблица 3.1 – Рабочие параметры циклонов Параметр Тип циклона ЦН-15 ЦН-15у ЦН-11 ЦН-24 СК-ЦН-22 СК-ЦН-34 opt u , м/с 3,5 3,5 3,5 4,5 2,0 1,7 50 d , мкм 4,5 6 3,65 8,5 1,13 1,95 η lgσ 0,352 0,283 0,352 0,308 0,34 0,38 Эффективность улавливания циклоном частиц пыли различного размера характеризуется его спектром улавливания. Спектр улавливания циклонов можно описать двумя параметрами (см. табл. 3.1): 50 d — размер частицы, улавливаемой в аппарате с эффективностью 0,5 (иногда этот параметр называют медианной тонкостью очистки), и η lgσ — параметром, характеризующим вероятностный спектр улавливания аппарата. Пыли, образующиеся в различных технологических процессах, обладают полидисперсным составом (частицами различного размера). Распределение большинства промышленных пылей по дисперсному составу можно описать lg и m d . Первый параметр m d называется медианным диаметром. Медианный диаметр — это размер такой частицы, для ко- торой масса всех частиц в навеске промышленной пыли с размерами меньшими ее m d равна массе частиц с размерами большими m d . Второй параметр ч lg характеризует вероятностный спектр распределений частиц пыли по размерам. Для большинства промышленных пылей, которые образуются в типовых технологических процессах, параметры ч lg и m d известны и приводятся в атласах промышленных пылей. Для того чтобы определить эффективности очистки аппаратом, необходимо определить параметр , ч 2 lg 2 lg ) m d / 50 lg(d х а затем по справочным математическим таблицам определить значение нормальной функции распределения (интеграла веро ятности) х R от параметра х (см. Приложение 2). Эффективность аппарата равна этому значению: F(x) η При больших диаметрах циклона кривизна траектории, по которой в корпусе вращается поток газа, уменьшается и ухудшается сепарация пыли к периферии, в результате снижается эффективность циклона по сравнению с расчетной. Поэтому циклоны с диаметром более 1 м применять не рекомендуется. Лучше применять групповые циклоны, в которых несколько одиночных циклонов (как правило четыре или шесть) сгруппированы в один блок обычно с единым пылевым бункером и выходной камерой. Конструкция такого циклона изображена на рис. 3.78. Рисунок 3.78 Групповой циклон: 1,2— коническая и цилиндрическая части циклонов; 3 — подвод запыленного газа; 4 — камера очищенного газа; 5 — выход очищенного газа; 6 — технологический люк; 7 — пылевой бункер; 8 — отвод пыли Расчет группового циклона аналогичен одиночному циклону с той лишь Для очистки больших объемов газа с высокой эффективностью применяют батарейные циклоны, конструкция которого показана на рис. 3.79. Рисунок 3.79 Батарейный циклон: 1 — корпус; 2 — циклонный элемент; 3 — розетка циклонного элемента; 4 — выхлопная труба; 5 — камера запыленного газа; 6 — камера очищенного газа; 7 — люк; 8 — пылевой затвор В общем корпусе 7 призматической формы располагается большое количество циклонных элементов 2. В кольцевом зазоре между корпусом и выхлопной трубой 4 каждого циклонного элемента расположен завихритель потока газа. Завихритель или закручивающий поток элемент может быть выполнен в виде винта или розетки — лопаток, расположенных под утлом к оси циклонного элемента. Завихритель закручивает поток очищаемого воздуха, и отделение пыли происходит аналогично одиночному циклону. Т. к. диаметр циклонных элементов обычно всего лишь 250...300 мм, кривизна траектории вращения потока большая, а эффективность высокая. Циклоны можно применять при высоких пылевых нагрузках — до 400 г/м 3 , при температурах газов до 500 °С, однако существуют проблемы при улавливании слипающихся и пожаровзрывоопасных пылей. Фильтры. В технике пылеулавливания широко применяют фильтры, которые обеспечивают высокую эффективность улавливания мелких частиц. Процесс очистки заключается в пропускании очищаемого воздуха через пористую перегородку или слой пористого материала. Перегородка работает как сито, не пропуская частицы с размером большим диаметра пор. Частицы же меньшего размера проникают внутрь перегородки и задерживаются там за счет инерционных, электрических и диффузионных процессов. Некоторые пылевые частицы просто заклиниваются в искривленных и разветвленных поровых каналах. По типу фильтровального материала фильтры делятся на тканевые, волокнистые и зернистые. У тканевых фильтров фильтровальной перегородкой является ткань (хлопчатобумажная, шерстяная, лавсановая, нейлоновая, стеклянная, Волокнистые фильтры — это слой тонких и ультратонких волокон с нерегулярной, хаотичной структурой. Частицы пыли проходят внутрь слоя и задерживаются там, т. е. механизм фильтрования — объемный. Такие фильтры плохо регенерируются, т. к. удалить пыль изнутри слоя сложно. В большинстве случаев просто меняют насадку волокон или слой волокнистого материала. Примером волокнистого материала может являться войлок или ткань Петрянова, используемая в респираторах. Волокнистые фильтры могут обеспечить очень высокую степень очистки от ультратонких частиц. Поэтому их чаще всего приме- няют в системах приточной вентиляции для очистки атмосферного воздуха, поступающего в помещения, где требуется высокая степень чистоты для выполнения технологического процесса (оптика, радиоэлектроника и т. д.). Применяют их также для улавливания небольших количеств пыли ценных и редких веществ (золота, алмазов и пр.), при улавливании аэрозолей кислот, щелочей и т. д. Т. к. фильтры плохо регенерируются, для увеличения ресурса их работы ограничивают пылевые нагрузки и концентрацию пыли в очищаемом воздухе обычно до 5 мг/м 3 (для ткани Петрянова — до 1 мкм). Зернистые фильтры в технике очистки промышленных выбросов используются редко и представляют собой насадку зернистого материала, спеченного или свободной засыпки. Наибольшее распространение в технике очистки промышленных выбросов применяют тканевые рукавные фильтры. Конструкция такого фильтра показана на рис. 3.80. Рисунок 3.80 Рукавный фильтр: 1 — вход запыленного газа; 2 — корпус; 3 — выход очищенного газа; 4 — крышка; 5 — коллектор сжатого воздуха; 6 — секция клапанов; 7 — подвод сжатого воздуха; 8 — рукав; 9 — пылевой бункер — показана на рис. 3.83. Рисунок 3.83 Электрофильтр: 1 — корпус; 2 — трубчатый осадительный электрод; 3 - коронирующий электрод; 4— коллектор промывки электродов; 5 — изоляторная коробка; 6 — коробка подвода тока; 7 — люк обслуживания, 8 — футеровка корпуса; 9 — направляющие лопатки; 10 — отверстие для слива жидкости Основным элементом электрофильтра являются пары электродов, один из которых коронирующий, а другой осадительный. На электроды подается посто- янное высокое напряжение (14 ... 100 кВ). Сущность работы электрофильтра состоит в следующем (см. рис. 3.84, а). Рисунок 3.84 а — механизм электростатического осаждения частиц: 1 — коронирующий электрод; 2 осадительный электрод; 3 — агрегат электропитания; 4 — электрон; 5 — молекула газа; 6 — осаждаемая частица; б — электродная пара с трубчатым осадительным электродом: 1 — трубчатый осадительный электрод; 2 — коронирующий электрод Т. к. осадительный электрод обладает значительно большей площадью, Затраты электроэнергии на правильно работающих электрофильтрах на единицу объема очищаемого воздуха невелики, они конкурируют и даже превосходят по этому критерию другие типы пылеуловителей. Однако сложное электрическое оборудование, опасность очень высоких напряжений требует специально подготовленного обслуживающего персонала. Поэтому наиболее часто они применяются на крупных промышленных объектах и при необходимости очистки больших объемов отходящего и сильно запыленного воздуха. Находят применение электрофильтры и в технике очистки приточного воздуха, подаваемого в помещение. Однако в этом случае для снижения интенсивности образования токсичного, но нестойкого озона полярность электродов меняется на обратную и снижается подаваемое напряжение (до 7 ... 14 кВ). Пылеуловители мокрого типа (скрубберы) целесообразно применять для очистки высокотемпературных газов, улавливания пожаровзрывоопасных пылей и в тех случаях, когда наряду с улавливанием пыли требуется улавливать токсичные газовые примеси и пары. Аппараты мокрого типа иначе называют промывателями газов, скрубберами. Применяются различные типы аппаратов. Рассмотрим принцип их действия и особенности работы на примере простейших, но в то же время наиболее распространенных типов аппаратов: полых форсуночных и пенных. |