Пономарёв В.Б., Замураев А.Е. - Аспирация и очистка промышленных выбросов и сбросов (1027477), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Подобрать фильтр для очистки выбросов целлюлозно–бумажного комбината (D50=1,1 мкм, Т = 413 К, расход газа 5 м3/с). Подбор ирасчеты фильтра выполняем в следующем порядке.1. Основываясь на заданном дисперсном составе пыли, можно уверенно162предполагать, что из всех рассмотренных ранее способов фильтрация в пористой среде должна обеспечить наиболее высокую степень очистки. Большая начальная запыленность не способствует использованию тонковолокнистыхфильтров. В то же время не слишком высокая температура обрабатываемых газов, отсутствие в них острых и раскаленных частиц, химически агрессивныхвеществ позволяет остановиться на тканевых фильтрах. По заданной температуре газов Т = 413 К из таблицы 7.18 подбираем материал фильтра – стеклоткань, которому соответствуют фильтры типа ФР–518, имевшие посекционнуюрегенерацию обратной продувкой.
Выписываем из таблиц 7.19, 7.20 характеристики фильтра: площадь фильтровальной поверхности 518 м2, количество секций – 6, количество рукавов в секции – 72, диаметр рукава 127 мм, высота рукава 3 м, габариты фильтра (длина х ширина х высота, м) 14,5 х 3,7 х 9,5. Гидравлическое сопротивление в рабочем состоянии 1600 Па, производительность до3,33 м3/с, удельная газовая нагрузка до 0,005 м3/(м2с).2. Общий расход запыленных газов W = 5 м3/с.
Расход газов на регенерацию обратной продувкой примем в количестве 10 % от общего расхода обрабатываемых газов. При отсутствии опытных данных по удельной нагрузке пришлось бы принимать ориентировочные значения Wsf по таблице 7.21.По этой таблице для конденсационных аэрозолей и регенерации обратной продувкой значение Wsf = 0,0055 м3/(м2с), что достаточно близко к справочнойудельной нагрузке для фильтра ФР–518.
Необходимую величину рабочей площади определим из формулыf=W + W1 5 + 0,5== 1100 м2.WS0,005Принимаем к установке 2 фильтра ФР–650 с общей площадью фильтрации 1300 м2.1633. Определим дополнительную площадь f1 отключаемых при регенерациисекций, приняв τ = 5 с; n = 10f1 =Nf N tn 2 × 518 × 5 ×10== 14,4 м2.36003600Общая площадь поверхности фильтрации ftot=1100+14,4=1115 м2 обеспечивается двумя фильтрами ФР–650.4. Для определения площади фильтрации одной секции fN воспользуемсяследующими конструктивными данными: количество рукавов – 90, диаметр рукава 0,127 м, высота 3 м. Определяя площадь фильтрации одного рукава какплощадь боковой поверхности цилиндра с одинаковыми диаметром и высотой,получим f N = 3,14 × 0,127 × 3 × 90 = 107,67 м2.Требуемое число секций находим как N = 1115107,67= 10,4 .Число секций в двух фильтрах ФР–650 составляет 12, что превосходиттребуемую величину.5.
Принимаем максимально допустимое сопротивление аппарата 1800 Па.При потере давления в газоходах до 500 Па дутьевым устройством для установки может служить вентилятор типа ВДН N 12,5 с подачей 7 м3/с, давлением2580 Па и потребляемой мощностью 22 кВт.Зернистые фильтры используют в газоочистке при невозможности применения тканевых из–за высокой температуры среды. Зернистые фильтры находят все более широкое применение при обработке запыленных выбросовпроизводства строительных материалов, предприятий химической промышленности, при получении редких металов и в других технологических процессах.Как и тканевые, зернистые фильтры нуждаются в регенерации.
Наибольшее распространение получили следующие способы очистки фильтрующегослоя:164· импульсной продувкой с периодическим движением слоя;· обратной продувкой и ворошением (рыхлением);· обратной продувкой и вибровстряхиванием;· удалением лобового слоя зерен.Характеристики некоторых типов фильтров с зернистым слоем, нашедших применение в промышленности, приведены в табл. 7.22.На рис.
7.23 показан зернистый фильтр ЗФ–6М, предназначенный дляобеспыливания аэрозолей мельниц помола с производительностью одной секции 5000 м3/ч.При фильтрации запыленный газ поступает через газоход 5 в полость бункера 1 и средней секции 6 и одновременно движется снизу вверх через фильтрующие слои кассет. Очищенный от пыли газ собирается в полости верхнейсекции 9 и через открытую заслонку клапанной коробки 7 выбрасывается изфильтра в атмосферу. Регенерация производится при достижении предельногопыленасыщения фильтрующего наполнителя (12–20 кг/м3).Цикл регенерации начинается с автоматического включения вибратора 11и привода клапанной коробки 7. Привод закрывает открытую при фильтрациизаслонку, прекращая доступ запыленного газа в фильтр, и одновременно открывает вторую заслонку, впуская продувочный воздух, который движетсясверху вниз через фильтрующие слои.
Таким образом происходит комбинированная регенерация – вибрационное встряхивание с одновременной продувкойфильтрующих слоев.Производительность фильтра по очищенному воздуху 8400 м3/ч, концентрация пыли на входе 14,5 г/м3, на выходе 0,08 г/м3, степень очистки 99,4 %,гидравлическое сопротивление 1300 Па. Фильтр состоит из трех фильтрующихслоев толщиной 100 мм, гранулометрический состав фильтрующего материала(гравия) по ходу запыленного воздуха соответственно 6…10, 4…6 и 3…4 мм.165Технические характеристики зернистых фильтров типа ЗФ166Таблица 7.22.Рис.
7.23 – Зернистый фильтр ЗФ–6М: 1 – бункер с опорным поясом;2 – кассета с зернистым слоем; 3 – сетки нижние и верхние; 4 – шпильки,стягивающие кассеты; 5 – газоход запыленного газа; 6 – средняя секция;7 – клапанная коробка; 8 – эластичная вставка; 9 – верхняя секция;10 – газоход очищенного газа; 11 – виброустройство; 12 – привод;13 – опорные пружины; 14 – опора1677.8.
ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫМетод электроосаждения заключается в следующем. Маленькие капелькии частицы сначала получают заряд от ионов газа, которые образуются в электрическом поле высокого напряжения, а затем движутся к заземленному осадительному электроду.
Попав на заземленный уловитель, частицы прилипают иразряжаются. Когда осадительный электрод обрастает слоем частиц, они стряхиваются «постукиванием» и собираются в бункере.Энергия, подводимая к обрабатываемым газам при электроосаждении,расходуется преимущественно на оказание непосредственного воздействия наосаждаемые частицы. Этим обусловлены многие преимущества процесса электрофильтрации.
Электрофильтры обеспечивают степень очистки более 99 % вшироких пределах концентраций и дисперсности частиц при низких гидравлических сопротивлениях (порядка нескольких сот Па) и невысокой затрате электроэнергии (около 0,5 кВт–ч на 1000 м3 газов). Их можно использовать в высокотемпературной (до 500°С), влажной и коррозионноактивной среде.К основным недостаткам электрофильтров следует отнести высокую металлоемкость и большие габариты.Применение электрофильтрации имеет ряд ограничений.
Нельзя направлять в электрофильтры взрывоопасные газовые выбросы, в том числе и такие,которые могут стать взрывоопасными в процессе обработки. Не следует использовать электроочистку, если осаждение взвешенных частиц может сопровождаться электрохимическими реакциями с выходом токсичных продуктов.Основными элементами электрофильтров являются: газоплотный корпус сразмещенными в нем коронирующими электродами, к которым подводится выпрямленный ток высокого напряжения, и осадительными заземленными электродами, изоляторы электродов, устройства для равномерного распределенияпотока по сечению электрофильтра, бункера для сбора уловленных частиц, системы регенерации электродов и электропитание. После распределительныхустройств обрабатываемые газы попадают в проходы, образованные корони168рующими и осадительными электродами, называемые межэлектродными промежутками.При установлении электрического потенциала между двумя параллельными пластинами создается однородное электрическое поле, величина которогоможет быть выражена через градиент электрического потенциала (В/м).
Когдаэтот градиент потенциала электрического поля возрастает до критического значения, т. е. примерно до 3000 кВ/м, в окружающем воздухе происходит электрический пробой и искра проскакивает между пластинами. Однако, если создается неоднородное электрическое поле, например, между резко изогнутойповерхностью, такой как острие или тонкая проволока, и трубкой, внутри которой помещается изогнутая поверхность, или пластиной, тогда электрическийпробой может произойти рядом с изогнутой поверхностью и создать тлеющийразряд или «корону» без искрового перекрытия.Таким образом, коронный разряд характерен для неоднородных электрических полей. Для их создания в электрофильтрах применяют системы электродов типа точка (острие) – плоскость, линия (острая кромка, тонкая проволока) – плоскость или цилиндр.На рис.
7.24 представлен механизм процесса электрической фильтрациигазов, заключающийся в следующем. Газ, содержащий взвешенные частицы,проходит через систему, состоящую из заземленных осадительных электродови размещенных на некотором расстоянии (называемом межэлектродным промежутком) коронирующих электродов, к которым подводится выпрямленныйэлектрический ток высокого напряжения.
При достаточно большом напряжении, приложенном к межэлектродному промежутку, у поверхности коронирующего электрода происходит интенсивная ударная ионизация газа, сопровождающаяся возникновением коронного разряда (короны), который на весь межэлектродный промежуток не распространяется и затухает по мере уменьшения напряженности электрического поля в направлении осадительного электрода.Газовые ионы различной полярности, образующиеся в зоне короны, под169действием сил электрического поля движутся к разноименным электродам,вследствие чего в межэлектродном промежутке возникает электрический ток,называемый током короны. Улавливаемые частицы из-за адсорбции на их поверхности ионов приобретают в межэлектродном промежутке электрическийзаряд и под влиянием сил электрического поля движутся к электродам, осаждаясь на них.
Основное количество частиц осаждается на развитой поверхностиосадительных электродов, меньшая их часть попадает на коронирующие электроды. По накопления на электродах осажденные частицы удаляются встряхиванием или промывкой электродов.Рис. 7.24 Механизм зарядки и осаждения частиц в электрофильтре:1 – коронирующий электрод, 2 – электроны, 3 – ионы, 4 – частицы пыли,5 – осадительный электродКонструктивная схема электрофильтра представлена на рис.
7.25. Междудвумя осадительными плоскостями натянут ряд проводов. В пространство между каждой из плоскостей и проводами подается газопылевой поток. В полекоронного разряда, возникающего при подаче высокого напряжения на прово170де, частицы заряжаются и под действием поля движутся к осадительным плоскостям, с которых они периодически удаляются. Таким образом, концентрацияпыли в газе при прохождении его через активную зону электрофильтра значительно уменьшается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
