Старк С.Б. - Пылеулавливание и очистка газов в металлургии (1044945), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Система оборотного водоснабжения обычно включает в себя отстойники для осаждения взвешенных примесей, устройства дли охлаждения оборотной воды, 7 насосы для перекачки осветленной воды на охлаждающие устройства и насосы для подачи охлажденной воды г .х„„ обработка воды, если она иеобхо- чгцзб67ВЭ дима, осуществляется обычно в от- стойниках.
Рис. 57. Схема оборотного водоснабжении: Во многих случаях шламовую 7 — пмлеуловитель; 7 — шламо- Воду НЕ удаЕТСН ПодаТЬ В ОТСТОЙНИКИ вме насосы; 8 — шламовмй холодец; а — отстойник; б — колодец самотеком, что ВызыВает необходи. чистой воДы; 6 — насасм чистой МОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СПЕЦИаЛЬНЫХ Шлаводы; 7 — брнагальнмй бассейн, 6 — иолодец охлажденной воды; мовых насосов. Принципиальная схема оборотного водоснабжения представлена на рис.
57. Отстойники. В практике наиболее часто применяют радиальные отстойники, представляющие собой круглые железобетонные резервуары диаметром 20 — ЗО м и более, глубиной около 1,5 м с дном, имеющим уклон 0,1ЗЗ к центру. Вода по специальному желобу поступает в центральную часть отстойника, откуда медленно движется в радиальном направлении, Достигнув стенки, осветленная вода через зубчатый водослив переливается в круговой лоток, из которого по трубопроводу отводится к насосам осветленной воды. Осадок, выпавший на дно отстойника, непрев рывно сгребается специальными скребками к центру отстойника, откуда в виде пульпы отводится по трубам к шламовым насосам, перекачивающим его в шламонакопитель или н„обезвоживающукх установку с вакуум-фильтрами.
Скребки прикреплены к ферме, которая вращается вокруг центра отстойника при помощи электрифицированной тележки, движущейся по круговому рельсу, уложенному по борту отстойника. В сравнительно редких случаях применяют и отстойники прямоугольной формы. В последнее время наметилась тенденция к переходу от отстойников к гидроциклоиам, использующим для целей осаждения взвесей не только гравитационные, но и центробежные силы.
ыа Наиболее перспективными являются открытые низконапорные циклоны. Сооружение гидроциклонов обходится примерно в 10 раз дешевле, чем радиальных отстойников. Нормой содержания взвешенных веществ в воде оборотного цикла газоочисток считается 0,15 — 0,20 г!л. При этом мокрые газоочистки работают достаточно надежно. Использование шламов черной металлургии пока ограничено; в шламах цветной металлургии часто содержатся ценные компоненты, подлежащие извлечению. Охлаждающие устройства.
Оборотная вода обычно охлаждается в градирнях или брызгальных бассейнах. Главной частью градирни является проситель, представляющий собой деревянную насадку с развитой поверхностью, по которой стекает охлаждаемая вода. За счет встречного тока воздуха, организованного с помощью сооружения над оросителем специальной деревянной башни или вентилятора, часть воды испаряется, а оставшаяся вода охлаждается и стекает ч резервуар, расположенный над оросителем, откуда забирается насосами и подается на газоочистку.
В зависимости от способа организации тяги градирни называют башенными или вентиляторными. Брызгальный бассейн представляет собой открытый резервуар, над которым через вертикально установленные форсунки разбрызгивается охлаждаемая вода. Прн движении капель вверх и падении вниз вода охлаждается в результате соприкосновения с более холодным воздухом и частичного испарения. Сопла устанавливают на распределительных трубах коридорами, на расстояниях друг от друга, обеспечивающих хорошую продуваемость. Для перекачки осветленной и охлажденнои воды применяют центробежные насосы обычной конструкции, необходимой производительности и напора.
Для перекачки шлама используют специальные шламовые насосы, рассчитанные на перекачку пульпы. Реагенты для коагулирования взвесей. Образование коллоидных систем, дающих хлопья, существенно интенсифицирует процессы осаждения. В качестве коагулянтов при очистке сточных вод от механических примесей применяют следующие реагенты железный купорос; хлорное железо; сернокислый алюминий, известь негашеная СаО, полиакриламид (ПАА).
Коагулянты вводят в очищаемую воду с помощью специальных доваторов в тех случаях, если размер осаждаемых в отстойниках частиц менее 1 мкм. Для металлургических взвесей весьма перспективно применение магнитной коагуляции Водный режим оборотного цикла. В зависимости от химического состава улавливаемой пыли и очищаемых газов вода оборотного цикла может приобрести и кислую, и щелочную реакции. Кислая реакция обусловлена переходом в воду ионов ЗОг и С1 и вызывает коррозию трубопроводов и оборудования. Щелочную ы7 реакцию вода в большинстве случаев получает при содержании в пыли повышенного количества извести. При высокой щелочности содержащиеся в воде взвеси склонны к образованию отложений, Кислотность или щелочность оборотной воды характеризуются величиной водородного показателя рН.
Вода с нейтральными свойствами характеризует рН =- 7. Большая величина рН указывает на щелочность воды, а меньшая, наоборот, — на ее кислотность. Часто при проходе воды оборотного цикла через систему газоочистки и контакте с газами вода снижает щелочность, т. е. число рН уменьшается, вследствие чего ее приходится подщелачивать. Для предотвращения образования прочных карбонатных отложений применяют фосфатирование оборотной воды. Обработка сточных вод и организация водного режима оборотного цикла требуют строго индивидуального подхода и в каждом отдельном случае могут иметь свои решения.
Особенные трудности вызывает очистка воды от всякого рода химических примесей, часто весьма токсичных. Например, удовлетворитечьную очистку фенольных вод можно получить биохимическим методом с использованием специальных культур микробов.
Очистку маслоэмульсионных стоков осуществляют методами флотации. Глава 11 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ГАЗОВ При пропусканин запыленного газового потока через сильное электрическое поле частицы пыли получают электрический заряд и ускорение, заставляющее их двигаться вдоль силовых линий поля с последующим осаждением на электродах. Вследствие того что силы, вызывающие осаждение частиц пыли, приложены в этом случае только к этим частицам, а не ко всему потоку газа, расход энергии при электрической очистке значительно ниже, чем для болыпинства других пылеулавливающих аппаратов. % Зз. ИОНИЗАЦИЯ ГАЗОВ И КОРОННЫЙ РАЗРЯД При подаче напряжения на обкладки плоского гонденсатора (рис. 58, а) в цепи возникает незначительная сила тока, которая с повышением напряжения сначала немного увеличивается,а затем сохраняет постоянное значение, называемое током насыщения.
Это объясняется тем, что при постоянном уровне ионизации газа в движение приходят все имеющиеся в газовом промежутке ионы. При некотором критическом значении приложенного напряжения кинетическая энергия движущихся ионов достигает такой величины, что они при столкновении с нейтральными молекулами расщепляют последние на положительные и отрицательные ионы 118 Образовавшиеся ионы ускоряются электрическим полем и в свою очередь ионизируют новые молекулы газа. Процесс ионизации приобретает цепной характер и называется ударной ионизацией, Как известно, между обкладками плоского конденсатора электрическое поле равномерно, т.
е. напряженность поля во всех точках сохраняет постоянную величину. Вследствие этого ударная ионизация протекает одновременно во всех точках межэлектродного промежутка и сила тока мгновенно возрастает — наступает искровой разряд. дб "' дй =утб 'лй =г" 10 зйхч -11б зл4м =Р и дг Рис 58. Ионизация газа в злектрическом поле плоского конденсатора: а — схема включения1 б — вольт. амперная характеристика; 1— плоский конденсатор; 2 †источник выпрямленного тока; 3 регулятор напряисения; 4 — вы«лючатель О Р 4 6 б И 17 .1б йм д Рис. Бй. Распределение напряженности пол» в цилиндрическом конденсаторе: 1 — коронируюгций злентрад; 2 — осади- тельный злентрод 119 Поэтому в равномерном электрическом поле нельзя осуществить ударную ионизацию, т.
е. массовую генерацию ионов, так как ее будет сопровождать пробой межэлектродного промежутка. Однако, чтобы сообщить частицам пыли заряд, необходимо непрерывно генерировать большое количество ионов. Эта задача может быть решена только при организации ударной ионизации в неравномерном электрическом поле. При подаче напряжения на обкладки цилиндрического конденсатора напряженность поля вблизи центрального электрода будет значительно больше, чем у внешнего цилиндрического электрода (рис.
59, а). Закон распределения напряженности поля в цилиндрическом конденсаторе может быть найден на основании теоремы Остроградского †Гаус, согласно которой поток индукции (электрического смещения) т)з сквозь всякую замкнутую поверхность равен сумме зарядов 41, находящихся внутри этой поверхности. Для цилиндрического конденсатора, согласно теореме Остроградского †Гаус, можно написать, что произведение поверх- ности цилиндра на величину индукции (электрического смещения) равно заряду на оси: 2пх/./1 = д, (11-1) где /. — рассматриваемая длина цилиндра; х — текущий радиус; 0 — величина индукции на расстоянии х от оси. Связь между индукцией 0 и напряженностью поля Е выражается следующим уравнением: ~-~ = а0еЕ, (11-2) где е„— диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м; а, = = 8,85 ° 1О гэ Ф/м; е — относительная диэлектрическая проницаемость среды, для газов близкая к единице.
Как известно, разность потенциалов г((/ между двумя точками, находящимися на расстоянии 1 друг от друга, равна работе перенесения единицы заряда из одной точки в другую, т. е. произведению силы на путь. Так как напряженность электрического поля Е представляет собой силу, действующую на единичный заряд, то можно написать, что Н/ = Е„дх. (11-3) Из выражений (11-1) и (11-2) следует, чго ц/ /з Е, =- — = — = Лх заа 2лзюахЬ ' (11-4) После разделения переменных и интегрирования в пределах от х = Д, до х = Д, получим я, (/= 1( — 1п д ( дх д 2яэюеЬ 3 х 2ла0е/. И~ л, (1 1-5) где Я,, Я, — радиус провода (короиирующего электрода) и ра диус цилиндра соответственно, м.
Подставив в формулу (11-4) развернутое значение д из формулы (11-5), получим Е, = (///(х)п ф), (1 1-6) 120 где Е, — напряженность поля в точке, отстоящей на расстоянии х от провода (коронирующего электрода). Графически закон распределения напряженности поля в межэлектродном промежутке цилиндрического конденсатора изображен на рис. 59, б. По мере удаления от центрального электрода напряженность поля уменьшается сначала очень быстро, а потом медленнее. цр Рис ВО Зависимость силы така г коронною раарипа от величины првтгоженного напрвжении в иилиндрическом конден- саторе У„= Е,рр.,!и — '— (11-7) Коронный разряд может быть получен не только в цилиндрическом конденсаторе, но и при другом взаимном расположении электродов, обеспечивающем образование неравномерного электрического поля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
