lekcii2 (Лекции 2), страница 2

= 0,6 – 0,8

1. Жалюзийный пылеотделитель

к повторному циклу через уголок

Q2

Q загрязненный воздух

пыль

Q1

Q1= (0,8 – 0,9)Q Q2= (0,1 – 0,2)Q

Разделение частиц происходит под действием инерционных сил при повороте воздушного потока через жалюзи.

=0,8 d>20 мкм

Ротационные и вихревые пылеотделители.

(самостоятельно по книге Белова)

Мокрые пылеуловители.

Скрубберы – высокая эффективность очистки.

Возможна очистка от взрывоопасных газов.

Недостатки: образование шлаков и необходимость их утилизации: вынос влаги в атмосферу, образование отложений на воздуховодах, необходимость создания оборотной системы подачи воды.

Принцип действия:

Осаждение пыли на поверхности пленки жидкости или капель жидкости происходит за счет сил инерции или броуновского движения.

Эффективность зависит от смачиваемости пыли, предварительной заряженности частиц, процессов конденсации и испарения.

Лекция № 4

Скруббер Вентуре.

D =1-2 мкм Очищенный воздух

V=60–150 м/с

загрязненный

воздух

15 – 20 м/с форсунка

вода

прямоточный циклон - шламосборник

=0,96 – 0,99

Чем выше смачиваемость, тем лучше очистка

Загрязненный воздух поступает в конфузорное сопло со скоростью 15 – 20 м/с, в сопле воздух ускоряется центробежной форсункой.

Общая эффективность 0,65 – 0,95

Процесс осаждения пыли обусловлен:

1. массой жидкости

2. развитой поверхностью капель

3. увеличением относительной скорости частиц жидкости и пыли в конфузорной части сопла

Достоинства: можно очищать газы, эффективность зависит от равномерности распределения жидкости по сечению сопла. При больших объемах воздуха применяют параллельное соединение.

Электрофильтры.

Очищают от твердых примесей.

1. любой газ, находящийся в атмосфере, частично ионизирован за счет различных внешних воздействий (рентген, ионизирующее излучение, космические лучи, увеличение температуры), т. е. газ насыщен частицами, имеющими эл. заряд.

2. Ф-ки способны проводить ток, попадая в пространство между электродами

Камера представляет собой цилиндрический конденсатор, состоящий из двух электродов, к нему подводится напряжение.

К _

О

К – коронирующий электрод

О – осадительный электрод

В воздушном зазоре между К и О образуется неоднородное эл. поле – оно нужно для создания ударной ионизации. Ток, проходящий между двумя электродами, зависит от:

1. числа ионов в воздушном промежутке; все ионы, находящиеся в этом промежутке вовлечены в этот процесс. Когда ток начинает расти, происходит ударная ионизация: все ионы начинают сталкиваться с молекулами газа и образуется еще большее кол-во ионов, которые вступают в процесс. Аэрозольные частицы взаимодействуя с ионами начинают двигаться к О, оседая на нем.

Силы, действующие в электрофильтре

Эл. динамические, силы тяжести, силы взаимодействия между эл. полем фильтра и заряженными частицами.

I

Рабочий участок для эл. фильтра

Iнасыщ пробой

U

насыщение ударная

ионизация

Фильтры.

Используются для тонкой, прецизионной очистки.

Может быть:

1. поверхностное фильтрование

2. глубокое фильтрование

Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примеси на пористых перегородках при движении дисперсных сред через них.

Съемочный фильтр

Загрязненный воздух очищенный воздух

Осаждение частиц пыли происходит за счет совокупного действия процессов диффузионного, гравитационного и инерционного осаждения частиц.

В зависимости от типа фильтрующего элемента, фильтры различают на:

1. фильтры с зернистыми смолами – свободно насыпанный зернистый материал

2. гибкие пористые перегородки – ткань, войлок

3. полужесткие пористые перегородки – вязаные сетки, прессованные спирали, стружка

4. жесткие пористые перегородки – пористая керамика, пористый металл

Туманоуловители.

Белов (стр. 100 – 104)

Представляют собой тканевые войлочные фильтры.

Очистка выбросов от газо-парообразных выбросов.

Особенности:

1. газы, выбрасываемые в атмосферу, имеют достаточно высокую температуру, содержат большое кол-во пыли, что существенно затрудняет процесс очистки и требует предварительной подготовки.

2. Концентрация газообразных примесей обычно переменна и очень низка.

Классические виды очистки по характеру физ.-хим. процессов:

1. абсорбция, промывка выбросов растворителями примесей, газообразные примеси поглощаются абсорбентом, с образованием раствора.

2. метод хемосорбции – промывка выбросов растворами реагентов, связующих примеси химически; газы и пары поглощаются твердыми и жидкими растворителями с образованием малолетучих, малорастворимых хим. соединений.

3. Адсорбция – поглощение газообразных примесей твердыми, активными веществами, основано на физ. особенности твердых тел поглощать своей поверхностью газы из воздуха.

4. Каталитический метод – поглощение примесей путем каталитических превращений: превращение токсических компонентов в менее токсичные, путем введения катализаторов.

5. Термическая нейтрализация – повышение температуры, и дожигание газов, находящихся в выбросах.

Метод абсорбции.

Это скрубберный процесс: разделение газовоздушной смеси на составляющие происходит за счет поглощения одного или нескольких газовых компонентов (абсорбатов) с жидким поглотителем (абсорбентом) с выделением жидкости. Процесс поглощения газовых примесей абсорбентом тем выше, чем выше поверхность раздела фаз, чем выше турбулентность потока, чем выше коэффициент диффузии. Организацией контакта компонента с жидким растворителем осуществляется:

1. пропусканием газа через насадочную колонну

2. распылением жидкости или растворителя

3. барботажем газа через слой абсорбирующей жидкости

Различают разные устройства.

1. насадочные башни

2. скубберы (форсуночные и ценробежные)

3. барботажне-пенные скрубберы

жидкость, которая покидает это устройство раствор газа его регенерирует

1. газ

2. используем, как побочные отходы производства

Усадочный абсорбер (насадочная колонна).

Очищенный воздух

абсорбент

насадка

загрязненный газовый поток

Насадка, чтобы организовать контакт жидкости с газовым фильтром.

Термический метод (метод термической нейтрализации).

Достоинства:

1. отсутствие шламов

2. небольшие габариты очистных установок

3. большая эффективность обезвреживания газов, при уменьшение стоимости очистки

Недостатки:

1. ограниченная область применения (ограничиваются токсичностью веществ, которые получаются в результате работы нейтрализатора: нельзя ни серу, ни фосфор)

Этим способом очищают от компонентов органического происхождения.

Лекция № 5.

Существуют три классические способы термической нейтрализации. Выбрать из них можно в зависимости от:

1. химического состава компонентов в выбросе

2. концентрации компонентов

3. от начальной температуры газов в выбросе

4. от объемного расхода газов

1. Прямое сжигание в пламени.

t = 600 – 800 ^оС

этот метод используется:

1. когда газы, которые находятся в выбросе, обеспечивают достаточный подвод энергии

2. когда газы обладают достаточными нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения

V н

V_В

Vн V_В

Мало газа, много окислителя много газа, мало окислителя

Пример: сжигание углеводородов, содержащих токсические компоненты, непосредственно в факеле.

2. Термическое окисление

t = 600 – 800 ^о С

В струю газа дополнительно вводится окислитель (кислород): применяется, когда концентрация газов мала и не обеспечивается достаточный подвод тепла.

3. Каталитический метод.

Вещества, которые удаляются из факела, контактируют с катализатором.

t = 250 – 450 ^оС – низкотемпературный процесс.

Рассеивание выбросов в атмосфере.

Снижение концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы, за счет рассеивания выбросов.

Площадь, на которой рассевается выброс – 40 – 50 высот трубы.

L

X

1 2 3 4

1. зона неорганизованного загрязнения

2. зона переброса факела

3. зона заземления

4. зона постепенного снижения концентрации

Вершина перемещения выбросов в атмосфере – стратосфера. Горизонтальное перемещение факела зависит от скорости ветра. При L = 100 м, расстояние 20 км. Вокруг любого предприятия устанавливается санитарно-защитная зона, в зависимости от вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Их 5:

1-ая зона: 1 км

……………..

5-ая зона: 50 м

В них запрещено строительство и приветствуется посадка деревьев.

Принципы расчета ПДВ.

При расчете ПДВ возможны 2 ситуации:

1. фактический выброс < ПДВ

2. фактический выброс > ПДВ

В первом случае за ПДВ принимается фактический выброс, во втором ПДВ рассчитывается и назначается предприятию.

ВСВ – временно-согласованные выбросы.

Исходные данные для расчета ПДВ:

1. топографические характеристики местности, граница санитарно-защитной зоны, сведения о с/х угодьях

2. метеорологические характеристики района

• коэффициент стратификации атмосферы

• средняя температура наиболее жаркого месяца

• средняя температура наиболее холодного месяца

• среднегодовая роза ветров по 8 румбам

• скорость ветра, повторяемость превышения которого превышает 5 %

1. экономические характеристики района

• пищевой рацион

• состояние с/х производства и его расположение

1. технологические характеристики

• характер технологического процесса

• высота источников, высота зданий на территории, скорость истечения газов, объем выбросов, температура выброса, физ-хим свойства выбросов, периодичность выбросов, дисперсный состав аэрозольных фракций

1. классификация источников загрязнения атмосферы:

• характер загрязненной атмосферы выбрасываемыми веществами

• факторы, влияющие на рассеяние вредных веществ в атмосфере

Организованные источники:

1. низкие – источники, выбросы от которых производятся в зоны аэродинамических теней зданий, находящихся на территории предприятий

2. высокие – источники, выбросы от которых производятся в верхние слои атмосферы, в них не сказывается рельеф на характер рассеяния

3. промежуточные - выбросы как в зону аэродинамических теней, так и в нижние слои атмосферы

2 и 3 создают приземные концентрации на расстояние 10-40 высот труб.

Hэфф = h + h

h – собственная высота источника

h – высота подъема факела

Организованные источники могут быть холодными и нагретыми.

f = 10³  ₀  D / (h²  T)

D – диаметр устья

h – высота трубы