Безопасность жизнедеятельнос_под ред. Белова С.В_Учебник_2007 -618с (966432), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Основными из них являются эффективность очистки, гидравлическое сопротивление и потребляемая мощность. Эффективность очистки Как следует из формул (10.4) и (10.5), коэффициент проскока и эффективность очистки свизаны соотношением к= 1 — 7). Гидравлическое сопротивление аппаратов очистки Лр определяют как разность давлений газового потока на входе аппарата ры и выходе р„,„из него. Значение Лр находят экспериментально или рассчитывают по формуле Лр = р,„— р,„„= ерИ"/2, (10.б) Ф = йЛРО/(7),ч),), где /с — коэффициент запаса мощности, обычно 1с = 1,1...1,! 5; 71, — КПД передачи мощности от электродвигателя к вентилятору; обычно 71„= 0,92...0,95; 7),— КПД вентилятора; обычно 71, = 0,65...0,8. Широкое применение для очистки газов от частиц получили сухие лылеуловители — циклоны (рис. 10.4) различных типов.
Газовый поток вводится в циклон через патрубок 2 по касательной к внутренней поверхности корпуса ! и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру 4. Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенке циклона пылевой слой, который вместе с частью газа попадает в бункер. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер, происходит при повороте газового потока в бункере на 180'.
Освободившись от пыли, газовый поток образует вихрь и выходит из бункера, давая наПыль чало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу 3. Для нормальной работы ци- Рис. юзь схема наклона необходима герметичность бункера. Если алана Очищенный г гач 277 где г, — коэффициент гидравлического сопротивления аппарата; р и И' — плотность и скорость газа в расчетном сечении аппарата. Если в процессе очистки гидравлическое сопротивление аппарата изменяется (обычно увеличивается), то необходимо регламентировать его начальное Лр„,„и конечное значение Лр„., При достижении Лр = Лр„, процесс очистки нужно прекратить и провести регенерацию (очистку) аппарата. Последнее обстоятельство имеет принципиальное значение для фильтров.
Для фильтров Лр„., = (2...5)Лр„„. Мощность %побудителя движения газов определяется гидравлическим сопротивлением и объемным расходом Дочищаемого газа: бункер негерметичен, то из-за подсоса наружного воздуха происходит вынос пыли с потоком через выходную трубу. Многие задачи по очистке газов от пыли с успехом решаются цилиндрическими (ЦН-!1, ЦН-!5, ЦН-24, ЦП-2) и коническими (СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М и СДК-ЦН-33) циклонами НИИОГАЗа. Цилиндрические циклоны НИИОГАЗа предназначены для улавливания сухой пыли аспирационных систем. Их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед фильтрами или электрофильтрами.
Конические циклоны НИИОГАЗа серии СК, предназначенные для очистки газа от сажи, обладают повышенной эффективностью по сравнению с циклонами типа ЦН, что достигается за счет большего гидравлического сопротивления циклонов серии СК. Для очистки больших масс газов применяют батарейные циклоны, состоящие из большого числа параллельно установленных циклонных элементов. Конструктивно они объединяются в один корпус и имеют общий подвод и отвод газа. Опыт эксплуатации батарейных циклонов показал, что эффективность очистки у таких циклонов несколько ниже эффективности отдельных элементов из-за перетока газов между циклонными элементами. Методика расчета циклонов приведена в работе [!б1. Электрическая очистка (электрофильтры) — один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана.
Этот процесс основан на ударной ионизации газа, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осади- тельных и коронирующих электродах. Для этого применяют электро- фильтры. Аэрозольные частицы, поступающие в зону между коронирующим 1 и осадительным 2 электродами (рис. 10.5), адсорбируют на своей поверхности ионы, приобретая электрический заряд, и получают тем самым ускорение, направленное в сторону электрода с зарядом противоположного знака.
Процесс зарядки частиц зависит от подвижности ионов, траектории движения и времени пребывания частиц в зоне коронирующего заряда. Учитывая, что в воздухе о и дымовых газах подвижность отрицательных ионов выше, чем положительных, электро- фильтры обычно делают с короной отрицательной полярности. Время зарядки аэрозольных Рис. ю 5. схема частиц невелико и измеряется долями секунды. зяехтрофяяьтрх Движение заряженных частиц к осадительному 278 электроду происходит под действием аэродинамических сил и силы взаимодействия электрического поля и заряда частицы.
Большое значение для процесса осаждения пыли на электродах имеет электрическое сопротивление слоев пыли. По величине электрического сопротивления различают: 1) пыли с малым удельным электрическим сопротивлением (< 10 Ом. см), которые при соприкосновении с электродом мгновенно теряют свой заряд и приобретают заряд, соответствующий знаку электрода, после чего между электродом и частицей возникает сила отталкивания, стремящаяся вернуть частицу в газовый поток; противодействует этой силе только сила адгезии; если она оказывается недостаточной, то резко снижается эффективность процесса очистки; 2) пыли с удельным электрическим сопротивлением от 1О' до 1Он Ом см; они хорошо осаждаются на электродах и легко удаляются с них при встряхивании; 3) пыли с удельным электрическим сопротивлением более 10и Ом см; они труднее всего улавливаются в электрофильтрах, так как на электродах частицы разряжаются медленно, что в значительной степени препятствует осаждению новых частиц.
В реальных условиях снижение удельного электрического сопротивления пыли можно осуществить увлажнением запыленного газа. Определение эффективности очистки запыленного газа в электрофильтрах обычно проводят по формуле Дейча: 71 = 1 — е ~~ э~ (10.7) где И'., — скорость движения частицы в электрическом поле, м/с; Є— удельная поверхность осадительных электродов, равная отношению поверхности осадительных элементов к расходу очищаемых газов, м' с/м'. Из формулы (10.7) следует, что эффективность очистки газов зависит от показателя степени И'.,Р„;.
3,0 3,7 3,9 4,б 0,95 0,975 0,98 0,99 279 Конструкцию электрофильтров определяют состав и свойства очищаемых газов, концентрация и свойства взвешенных частиц, параметры газового потока, требуемая эффективность очистки и т. д. В промышленности используют несколько типовых конструкций сухих и мокрых электрофильтров [1б1, применяемых для очистки технологических выбросов (рис. 10.6). Рис. 10Л.
Схема фильтра Пар 280 Эксплуатационные характеристики электрофильтров весьма чувствительны 3 к изменению равномерности поля ско- 2 ростей на входе в фильтр. Для получения высокой эффективности очистки необ- 1 ходимо обеспечить равномерный подвод газа к электрофильтру путем правильной организации подводящего га— зового тракта и применения распределительных решеток во входной части электрофильтра. Для тонкой очистки газов от частиц и капельной жидкости применяют разШлам личные филелуры.
Процесс фильтрова- ния состоит в задержании частиц приРис. 10.6. Электрофильтр типа месей на пористых перегородках при С лля улавливания смол: движении через них дисперсных сред. 1 — распределительные решетки; 2 — ст осалительные и коронируюшие алек- азрницнннаявная схема Прсцвсса трован 3 — корпус, 4 — смолоупаааи- фильтрования в пористой перегородке ааюший зонт показана на рис. 10.7. Фильтр представ- ляет собой корпус 1, разделенный пористой перегородкой (фильтроэлементом) 2 на две полости. В фильтр поступают загрязненные газы, которые очищаются при прохождении фильтроэлемента.
Частицы примесей оседают на входной части пористой перегородки, образуя на поверхности перегородки слой 3, и задерживаются в порах. Для вновь поступающих частиц этот слой становится частью фильтровой перегородки, что увеличивает эффективность очистки фильтра и перепад давления на фильтроэлементе. Осаждение частиц на поверхности пор фильтроэлемента происходит в результате совокупного действия эффекта касания, а также диффузионного, инерционного и гравитационного эффектов, Классификация фильтров основана на типе фильтровой перегородки, конструкции фильтра и его назначении, тонкости очистки и др.
ПО тИПу ПЕрЕГОрОдКИ фИЛЬтрЫ бЫВа- Опитявизиы" тат ют: с зернистыми слоями (неподвижные, свободно насыпанные зернистые материалы, псевдоожиженные слои); с гибкими пористыми перегородками (ткани, войлоки, волокнистые маты, губчатая резина, пенополиуретан и др.); с полуже- г сткими пористыми перегородками (вязаные и тканые сетки, прессованные спирали и др.); с жесткими пористыми перегородками (пористая керамика, пористые металлы и др.). Наибольшее распространение в про- Гвз мышленности для сухой очистки газовых 5 выбросов получили рукавные фильтры (рис. 10.8). Аппараты мокрой очистки газов— мокрые лылеуловители — имеют широкое распространение, так как характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкодисперсных пылей с !у', > 0,3 мкм, а также возможностью очистки от пыли нагретых и взрывоопасных газов.
Однако мокрые пылеуловители обладают рядом недостатков, ограничивающих ОбЛаСТЬ ИХ ПРИМЕНЕН': ОбраЗОВаНИЕ В Рис. 10.8 РУкавиь!И Фы"Р: ПРОЦЕССЕ ОЧИСТКИ ШЛаМа, ЧтО тРЕбУЕт 1 — РУкав;г — Рпрс15 — Я И патрувок; 4 — устройство япя рстснс- СПЕцнаЛЬНЫХ СИСТЕМ дЛя ЕГО ПЕРЕрабОт- рапни; 5 — вхояное патрувок ки; вынос влаги в атмосферу и образование отложений в отводящих газоходах при охлаждении газов до температуры точки росы; необходимость создания оборотных систем подачи воды в пылеуловитель. Аппараты мокрой очистки работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность либо капель, либо пленки жидкости.
Осаждение частиц пыли на жидкость происходит под действием сил инерции и броуновского движения. Среди аппаратов мокрой очистки с осаждением частиц пыли на поверхность капель на практике более применимы скрубберы ВентуРи (рис. 10.9). Основная часть скруббера — сопло Вентури 2. В его конфузорную часть подводится запыленный поток газа и через центробежные форсунки 1жндкость на орошение. В конфузорной части сопла происходит разгон газа от входной скорости (И; = 15...20 м/с) 28! до скорости в узком сечении сопла 80...200 м/с и более. Процесс осаждения пыли на капли жидкости обусловлен массой жидкости, Газ развитой поверхностью капель и высокой относительной скоростью частиц жидкости и пыли в конфузорной части сопла.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
