Пономарёв В.Б., Замураев А.Е. - Аспирация и очистка промышленных выбросов и сбросов

В.Б. ПономаревА.Е. Замураев«АСПИРАЦИЯ И ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХВЫБРОСОВ И СБРОСОВ»Федеральное агентство по образованиюГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет–УПИ»В.Б. ПономаревА.Е. Замураев«АСПИРАЦИЯ И ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХВЫБРОСОВ И СБРОСОВ»МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КУРСУ«МАШИНЫ И АГРЕГАТЫ ПРЕДПРИЯТИЙСТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ»Научный редактор – проф., канд. техн. наук В.Я.ДзюзерЕкатеринбург20071УДК 666.9.001.575 (042.4)ББК 35.41в6П 56Рецензенты:Пономарев В.Б.П56 Аспирация и очистка промышленных выбросов и сбросов: методическиеуказания по курсу «машины и агрегаты предприятий строительных материалов» / В.Б.

Пономарев, А.Е. Замураев. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ–УПИ,2007. 44 с.ISBNМетодические указания разработаны в соответствии с учебным планомспециальности 270101 – Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций длястудентов очной и заочной форм обучения, а также рекомендованы для специальностей:240304 – Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатныхматериалов;270106 – Производство строительных материалов, изделий и конструкций.Библиогр.: 20 назв. Рис.

59. Табл. 39.УДК 666.9.001.575 (042.4)ББК 35.41в6ISBN© ГОУ ВПО «Уральский государственныйтехнический университет–УПИ», 2007© В.Б. Пономарев, А.Е. Замураев, 20072ОГЛАВЛЕНИЕ1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ………………………………………………… 42. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЫЛЕЙ………………….113. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ ДВУХФАЗНЫХ СИСТЕМ……… 313.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ГАЗА…………………………….….. 313.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА ПЫЛИ……………. 423.3 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ …………….524.

АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ СРЕДЫ ДВИЖЕНИЮЧАСТИЦ ……………………………………………………………………..555. АСПИРАЦИЯ И ОБЕСПЫЛИВАНИЕ ВОЗДУХА……………………..666. МЕТОДЫ ПЫЛЕОЧИСТКИ……………………………………………….816.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ………………..…………………… .816.2 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ………………….847. СУХИЕ ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩИЕ АППАРАТЫ……………………..….

907.1. ПЫЛЕОСАДИТЕЛЬНЫЕ КАМЕРЫ………………………… .907.2. ИНЕРЦИОННЫЕ ПЫЛЕВЫЕ КАМЕРЫ…………………… .1007.3. ЖАЛЮЗИЙНЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ……………………102.7.4. ЦИКЛОНЫ…………………………………………………………..1167.5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУЦИКЛОНОВ…………………………………………………………………….. 1437.6. СПИРАЛЬНЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ…………………….1477.7. ПОРИСТЫЕ ФИЛЬТРЫ……………………………………………. 1497.8.

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ…………………………………………….СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………3.1671861. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯДо определенного этапа развития человеческого общества, в частностииндустрии, в природе существовало экологическое равновесие, т.е. деятельность человека не нарушала основных природных процессов или очень незначительно влияла на них. Экологическое равновесие в природе с сохранениеместественных экологических систем существовало миллионы лет, и после появления человека на Земле.

Так продолжалось до конца XIX в. Двадцатый веквошел в историю как век небывалого технического прогресса, бурного развитиянауки, промышленности, энергетики, сельского хозяйства. Одновременно каксопровождающий фактор росло и продолжает расти вредное воздействие индустриальной деятельности человека на окружающую среду. В результате происходит в значительной мере непредсказуемое изменение экосистем и всегооблика планеты Земля.Атмосфера всегда содержит определенное количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относятся: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающая при эрозии почвы,частицы морской соли); туман, дымы и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения и др.Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками являетсяфоновым и мало изменяется с течением времени.Антропогенное воздействие может быть различным по своему составу изависит от типа предприятия (например, машиностроительное, химическое,торфяное, энергетическое).

Масштабы антропогенного загрязнения также зависит от мощности предприятия, их количества и сосредоточенности в рассматриваемом регионе. Основными источниками этих загрязнений является энергетика, промышленность, транспорт, сельское хозяйство и другие виды хозяйственной деятельности человека. Среди отраслей промышленности наибольшее4количество загрязнений дает горнодобывающая, металлургическая, химическаяпромышленность, меньшее – машиностроительная и приборостроительная.Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющимиатмосферу, являются: оксид углерода СО, диоксид серы SO ,оксид азота NOx,углеводороды СnHm, аэрозоли и пыль.Твердые частицы в дисперсных системах могут образоваться в результатепроцессов измельчения, конденсации и различных химических реакций.

Подвоздействием газовых или воздушных потоков они переходят во взвешенноесостояние и при определенных условиях образуют то, что принято называтьпылью или аэрозолью.Аэрозоль [5] представляет собой дисперсную систему с газообразнойдисперсионной средой и дисперсной фазой, состоящей из твердых и жидкихчастиц, которые могут находиться во взвешенном состоянии неопределеннодолгое время. Скорость оседания частиц аэрозоля весьма незначительна. Наиболее тонкие аэрозольные частицы по размерам приближаются к крупным молекулам, а наиболее крупные достигают 0,2 – 1,0 мкм.

Понятие грубый аэрозоль с твердой дисперсной фазой часто отождествляют с пылью.По характеру образования различают диспергационные и конденсационные аэрозоли.Диспергационные аэрозоли возникают:а) при разбрызгивании жидкостей – таковы, например, водяные туманы,образующиеся в форсунках скрубберов;б) при измельчении твёрдых тел и взмучивании порошков, например, вкамнедробилках, мельницах при подготовке шлакообразующих смесей.Конденсационные аэрозоли появляются при конденсации паров, например, при выплавке металлов пары их сгорают, а продукты горения конденсируются с образованием дыма, состоящего из твердых частиц металлическихокислов.

Примерно так же образуется дым при горении топлива в печах.Пыль [13] – это дисперсная малоустойчивая система, содержащая больше крупных частиц, чем аэрозоли с размером частиц примерно от 1 до 100 мкм.5Неорганическая пыль в промышленных газовых выбросах образуется при горных разработках, переработке руд, металлов, минеральных солей и удобрений,строительных материалов, карбидов и других неорганических веществ.Промышленная пыль органического происхождения – это, например,угольная, древесная, торфяная и др.К дымам относятся аэродисперсные системы с малой скоростью осаждения под действием силы тяжести.

Дымы образуются при сжигании топлива, атакже в результате химических реакций, например при взаимодействии аммиака и хлороводорода, при окислении паров металлов в электрической дуге и т.д.Размеры частиц в дымах много меньше, чем в пыли, и составляют от 5 мкм досубмикронных размеров, т.е. менее 0,1 мкм.Туманы состоят из капелек жидкости, образующихся при конденсациипаров или распылении жидкости. В промышленных выхлопах туманы образуются главным образом из кислоты: серной, фосфорной и др.В числовом виде выбросы в атмосферу предприятий и транспортныхсредств ежегодно по всему миру составляют 10 млрд.т газов и пыли и столькоже сажи, а в водоемы, реки и озера > 500 млрд.куб.м загрязняющих стоков.В настоящее время, когда безотходная технология находится в периодестановления, и полностью безотходных предприятий еще нет, основной задачейгазоочистки служит доведение содержания токсичных примесей в газовыхпримесях до предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных санитарными нормами.

В табл. 1.1 выборочно приведены ПДК некоторых атмосферных загрязнителей.При содержании в воздухе нескольких токсичных соединений их суммарная концентрация не должна превышать 1, т.е.с1/ПДК1 + с2/ПДК2 + ... + сn/ПДКn = 1где c1, с2, ..., сn – фактическая концентрация загрязнителей в воздухе, мг/м3;ПДК1, ПДК2, ..., ПДКn – предельно допустимая концентрация, мг/м3.6ПДК некоторых веществ.Таблица 1.1ПДК, мг/м3ВЕЩЕСТВАМаксимальноСреднеразоваясуточная3,01,0Оксиды азота (в пересчете на N2O5)0,0850,085Оксиды фосфора (в пересчете на P2O5)0,150,05–0,0007Серы диоксид SO20,50,05Фенол0,010,01Формальдегид0,0350,012Оксид углерода (СО)СвинецПри невозможности достигнуть ПДК очисткой иногда применяют многократное разбавление токсичных веществ или выброс газов через высокие дымовые трубы для рассеивания примесей в верхних слоях атмосферы.При проведении расчетов высоты трубы стремятся к тому, чтобы максимальная приземная концентрация не превышала максимальной разовой ПДК.Согласно [8] при неблагоприятных метеорологических условиях можноопределить максимально приземную концентрацию какCМ =AMFmnhH 2 × 3 VDT(1.1)где А – параметр, характеризующий переносные свойства атмосферы.