Старк С.Б. - Пылеулавливание и очистка газов в металлургии

С. Б. СТАРК ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ И ОЧИСТКА ГАЗОВ В МЕТАЛЛУРГИИ Допущено Министерством высшего н среднего специального образования СССР в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности «Теплотехника и автоматизация металлургических печей» М о с в в а «МЕТАЛЛУРГИЯ» ! 9 7 7 УДК 621.928,9: 622.794.7.96 Р е ц е н з е н ты: канд. техн. наук Г. М.

Гордон; докт. техн. наук Ю. И. Роэенгарда и канд. техн. наук Б. 3, Теверовскии УДК 621.928.9: 622.794.7.96 Пылеулавливание и очистка газов в металлургии. С т а р к С. Б. М., <Металлургия», 1977. 328 с. Описаны конструкции пылеуловителей (циклонов, фильтров, скрубберов и т. и.), а также условия и особенности нх эксплуатации, процесс очистки промышленных выбросов, экономика и охрана труда. Рассмотрены проблемы, связанные с выбросом отходов металлургических производств и улавливанием вредных отходов, способы их уменьшения и очистка по видам производства.

Учебник предназначен для студентов металлургических вузов и факультетов. Может быть полезен для ннженерно-техчических работников металлургических предприятий. Ил. !48. Табл. 28. Список литл 30 назв. © Издательство <Металлургия», 1977 31001 †1 040 (О1) — 77 ПРЕДИСЛОВИЕ В СССР подготовка специалистов по защите воздушного бассейна металлургических заводов от вредных выбросов была начата впервые в Московском институте стали и сплавов в 19бб г. Отсутствие учебников и учебных пособий для вузов по новой специальности вынуждало использовать имеющуюся немногочисленную производственную литературу и учебники для техникумов, пе приспособленные к учебному процессу в вузе, что крайне осложняло преподавание и, в первую очередь, самостоятельную работу студента. Десятилетний опыт преподавания основного курса специализации «Пылеулавливание и очистка газов в металлургии» позволил автору создать учебник, полностью соответствуюший программе и требованиям указанного курса, помимо которого в цикле специальных дисциплин изучаются курсы «Теоретические основы пылеулавливания» и «Контроль и автоматизация газоочистных установокм В книге принята Международная система единиц (СИ).

Во всех неоговоренных случаях давление дано абсолютное, а объемы и объемные расходы газа отнесены к нормальным условиям. Когда это условие не выдерживается, даны специальные указания в тексте. При характеристике пыле-газовых выбросов заводов черной и цветной металлургии были использованы данные С. М. Андоньева, О. В. Филипьева, В. Н. Шаприцкого, Г.

М. Гордона и И. Л. Пейсахова. Автор выражает глубокую благодарность докт. техн. наук Ю. И. Розенгарту, кандидатам техн. наук Б. 3. Теверовскому, Г. М. Гордону, Ф. Е. Дубинской, В. Ю. Падва и другим сотрудникам НИИОгаза, Гипрогазоочистки и ВНИПИчерметэнергоочистки за ценные советы и материалы, использованные при написании книги. 'згСЛОВНБ!Е ОБОЗНАЧЕНИЯ 'и' — объем, объемный расход; М вЂ” масса, массовый расход; Р— сила; Р— давление; ю — скорость; 0 — диаметр аппарата; Оа — коэффициент диффузии; о, и — эквивалентный диаметр частицы пыли, капли жидкости; Лм — средний эквивалентный диаметр частиц пыли; р — плотность; рз — удельное электрическое сопротивление; Н вЂ” радиус аппарата; г — эквивалентный радиус частицы; Т вЂ” температура; С вЂ” время; а — касательное напряжение; Š— площадь поперечного сечения, поверхность; à — удельная поверхностен Ч вЂ” коэффициент очистки; е — пористость; Кар — коэффициент проскока; 9 — количество тепла; и — удельное количество тепла; Чз — заряд частицы; Н вЂ” высота аппарата; Š— длина аппарата;  — ширина аппарата; р — динамический коэффициент вязкости; тг — кинематический коэффициент вязкости; Š— напряженность электрического поля; У вЂ” напряжение на электродах электрофильтра; га — линейная плотность тока; 1а — поверхностная плотность тока; Š— концентрация пыли; р — влагосодержание; З вЂ” энтальпия воды и водяного пара; т — удельный расход жидкости.

ВВЕДЕНИЕ Защита окружающей среды от вредных выбросов в последнее время стала одной из острейших проблем современности. Загрязнение земной атмосферы и мирового океана уже сейчас угрожает существованию растительной и животной жизни. Неизбежный рост промышленного производства и, следовательно, дальнейшее увеличение выбросов вредных веществ в атмосферу может повлечь за собой самые серьезные последствия, которые в настоящее время трудно даже предвидеть. Проблема защиты атмосферы от загрязнения является проблемой интернациональной, так как промышленные выбросы возрастают во всех индустриально развитых странах и рост их приблизительно пропорционален уровню промышленного производства этих стран. Решение проблемы защиты окружающей среды и охраны природы находится в прямой зависимости от социального строя общества.

Капитализм с его конкурентной борьбой в погоне за прибылью и частной собственностью на средства производства создает большие трудности для сохранения природного равновесия в мире и для организованных действий в защиту биосферы. При социалистическом строе с единым хозяйством и социалистическим планированием возникают самые благоприятные условия для разрешения задачи взаимоотношений человека и природы. Коммунистическая партия и Советское государство уделяют болыпое внимание борьбе за чистоту окружающеи среды н охране природы. Принципы научной организации охраны природы и рационального использования ее богатств были разработаны В. И. Лениным.

Начиная с первых дней существования Советской власти эти принципы неуклонно проводились в жизнь; позднее они нашли отражение в пятилетних планах развития Советского государства. Огромное экономическое и социальное значение цмеет постановление Верховного Совета СССР от 20 сентября 1972 г. «О мерах по дальнейшему улучшению охраны природы и рациональному использованию природных ресурсовэ, в котором содержатся специальные конкретные указания относительно дальнейшего 5 улучшения защиты воздушного и водного бассейнов нашей страны от вредных выбросов. Большое внимание вопросам охраны природы и защиты окру- жающей среды было уделено на ХХЧ съезде КПСС. Решения ХХУ съезда КПСС, в частности, указывают на необходимость разработки новых методов и средств борьбы с выбросами вредных веществ в атмосферу, на достижение резкого уменьшения вредного воздействия отходов на окружающую среду, на усиление контроля за состоянием окружающей среды и источниками ее загрязнения.

На защиту атмосферы в СССР расходуются крупные средства, направленные как на сооружение и реконструкцию газоочистных установок, так и на создание новых технологических процессов и агрегатов, более полно поглошающих и использующих побочные продукты производства и резко сокращающих вредные выбросы в окружающую среду. Воздушный бассейн в нашей стране находится под охраной специальных законов, неуклонное выполнение которых контро- лируется Междуведомственной инспекцией технического надзора за работой газоочистных и пылеулавливающих установок, име- ющей широкие права и полномочия. На долю предприятий черной и цветной металлургии прихо- дится около 20 — 25«« общих вредных выбросов в атмосферу, ,' а в районах расположения крупных металлургических заводов : и комбинатов — более 50% всего количества загрязнений. В связи с этим заводами, научно-исследовательскими инсти- тутами и проектными организациями проделана значительная работа по увеличению количества газоочистных установок на металлургических предприятиях и улучшению показателей их работы.

В результате в некоторых городах и промышленных центрах удалось уменьшить или стабилизировать вредные вы- бросы при одновременном росте промышленности и интенсифи- кации производства. В СССР ведутся крупные научно-исследовательские и проект- ные разработки высокоэффективных схем газоочистки и пыле- улавливающих аппаратов. Большой вклад в развитие газоочист- ной техники внесли старейшие наши институты «НИИОгаз» и «Гипрогазоочистка». В черной металлургии успешно работают институты «Гипромез», «Энергочермет» и заново созданный в 1966 г.

институт «ВНИПИчерметэнергоочистка». Большую работу по очистке газов цветной металлургии проводят институты «Гинцветмет», «Гиредмет», «Гипроцветмет» и «Энергоцветметгазо- очистка», Трудам коллективов этих институтов мы обязаны тем, что в подавляющем большинстве районов расположения металлурги- ческих заводов обеспечена чистота окружающей среды, удовлет- воряющая санитарным требованиям.

ЧАС ТЪ ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩИЕ АППАРАТЫ И УСТРОЙСТВА Глава 1 КЛАССИФИКАЦИЯ ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩИХ АППАРАТОВ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ РАБОТЫ $ Ъ ОСНОВЫ КЛАССИФИКАЦИИ ПЪ|ЛЕУЛАВЛИВАЮЩИХ АППАРАТОВ 5 2. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕЙ Работа пылеуловителей характеризуется коэффициентом очистки, под которым понимают отношение количества уловленной пыли АМ к количеству пыли, поступающей в пылеуловитель Мг: ам М,-мр м ам м, м, 1 м, м,+ам' (1-1) где М, — масса пыли, выходящей из пылеуловителя. Величина, дополняющая коэффициент очистки пылеуловнтеля до единицы, получила название коэффициента проскока К„р. К„.= 1 — т1 = — = Мг Мр ар м м )ам (1-2) Наличие большого числа пылеулавливающих аппаратов, весьма отличающихся друг от друга как по конструкции, так и по принципу действия, затрудняет точную их классификацию. По способу очистки существующие пылеуловнтели делят на группы сухой, мокрой и электроочистки.

Для сепарации частиц пыли из газового потока в сухих аппаратах используют инерционные принципы или принципы фильтрации. В мокрых аппаратах это достигается промывкой запыленного газа жидкостью или осаждением частицы пыли на жидкостную пленку. В электрофильтрах осаждение происходит в результате сообщения частицам пыли электрического заряда. В основу классификации пылеулавливающих аппаратов, наиболее часто встречающихся на металлургических заводах, может быть положена схема, представленная на рис. 1. Пваеупауппдпющпе а Сухие ппппрпюы лапрые апппрп Српупюпцопп а утпаюрутюптое Пропыупвю пперпипппые 'с чав Ъ сс св вп. ч а с, Рис.