Книга - Охрана окружающей среды - Белов (1991) (994567), страница 18
Текст из файла (страница 18)
В верхней части фильтра установлены смолоулавлинаю4цие зонты 4, Уловленная на электродах смола стекает в бункер и через гидрозатвор выводится из аппарата. При загустепии смолы аппарат разогревают паром. Технические характеристики электро- фильтров типа С приведены в табл. 37. Для очистки вентиляционных выбросов от различных пылей с ,Малой концентрацией загрязнений применяются двухзонные элек- трофильтры типа ФЭ, РИОН и др. Поток воздуха в таком фильтре проходит последовательно зоны ионизации и осаждения, а также противоуиосный пористый фильтр. Накопленная пыль периодически смывается водой. Принципиальная схема двухзонного электро- фильтра показана на рис.
19. Загрязненный газ проходит ионизатор, в состав которого входят положительные ! и отрицательные 2 электроды. Ионизатор выполнен так, чтобы при скорости 2 м/с частицы пыли успели зарядиться, но еще не осели на электроды. Зарядившиеся частицы газовым потоком увлекаются в осадитель, представляющий собой систему пластин-электродов 3 и 4. Заряжен- ага целана гаг аааагааиа — гю гаг игв + гкв Рис. 19 Схема двухвоииого влек- трсфильгра а чище нныи' гиз аиз о Рис.
20. Туыаиоуловитель УУП Рис. 18. Элекгрофильгр ти- па С ные частицы оседают в поле осадителя на пластинах противоположной полярное~и. Выбором расстояния между пластинами (6 — 7 мм) удается при сравнительно небольшом напряжении между пластинами (7 кВ) получить напряженность 80 — 100 В/м, что достаточно для осаждения частиц субмикронных размеров. Для очистки вентиляционных выбросов от пыли, туманов минеральных масел, пластификаторов и т. п. в ЦНИИпромздаиий 82 разработаны электрические туманоуловители типа УУП (рис. 20), В корпусе 1 установлен электрический туманоуловитель 2 типа ФЭ, который питается от источника 4 напряжением 13 кВ. Подвод питания к электродам производится через высоковольтные электроизоляторы с клеммами 3. Загрязненный воздух через входной патрубок, распределительную решетку 8 и сетку 7 поступает к туманоуловителю, очищается от примесей и, пройдя каплеуловитель Б, подается на выход УУП.
Жидкость, отделенная от воздуха, собирается в воронках 6, а затем сливаетсч из УУП через гидро- затворы. УУ11 сочетают высокую эффективность улавливания примесей с низким гидравлическим сопротивлением. Эксплуатационные характеристики электрофильтров весьма чувствительны к изменению равномерности поля скоростей на входе в фильтр. Для получения высокой эффективности очистки необходимо обеспечить равномерный подвод газа к электрофильтру за счет правильной организации подводящего газового тракта и применения распределительных решеток во входной части электро- фильтра.
При использовании электрофильтров для очистки воздуха от аэрозолей горючих веществ необходимо, чтобы максимальная температура аэрозольной смеси была на 20 — 25"С ниже температуры вспышки улавливаемой жидкости, а возможная максимальная концентрация горючей жидкости в аэрозольной смеси — не менее чем на один порядок меньше нижнего концентрационного предела воспламенения данной смеси.
Это позволяет устранять возможность воспламенения фильтрата в электроуловителе. й 13. ФильтРы Фильтры широко используют для тонкой очистки газовых выбросов от примесей. Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении через ннх дисперсных сред. 1! рииципиальная схема процесса фильтрования в пористой перегородке показана на рис. 2!. Фильтр представляет собой корпус 1, разделенный пористой перегородкой (фильтроэлемеитом) 2 па две полости. В фильтр поступают Рис. Рц схема процесса фильтзагрязненные газы, которые очища- роааиия ются при прохождении фильтроэлемента, Частицы примесей оседают на входной части пористой перегородки и задерживаются в порах, образуя на поверхности перегородки слой 3, и таким образом становятся для вновь поступающих частиц частью фильтровой перегородки, что увеличивает эффективность очистки фильтра и перепад давления на фильтроэлементе.
Осаждение частиц па понерхпость пор фильтроэлемента происходит н результате совокупного действия эффекта касания, а также диффузионного, инерционного и гравитационного процессов. Эффект касания возникает при условии соприкосновения частиц примесей с поверхностью волокон, зерен или других элементов, образующих поверхность пор. Соприкосновение происходит при условии, что траектория движения частиц примесей проходит от поверхности пор на расстоянии не более радиуса частицы Эффективность очистки касанием П„ определяется соотношением характерных размеров пор ь)о и частиц ь(,. При ь(.,>ь(п наблюдается отсеивание частиц нходной поверхностью фильтра (ситовый эффект) с образованием слоя осадка.
Процесс осаждения частиц на поверхность пор за счет броунонской диффузии обусловлен хаотическим тепловым движением молекул газа, постоянно соударяющихся с частицами примесей. В результате таких соударений частицы смеьцаются с линий тока и осаждаются па поверхности пор. Чем меньше частицы и меньше скорость их движения, тем эффективнее протекает процесс захвата частиц за счет броуновской диффузии. Экспериментально доказано, что процесс захвата частиц броуновской диффузией становится заметным при е(,(0,1 мкм и скорости их движения менее 1 м/с. 11роцесс иперциоьшого осаждения частиц примесей на поверхности пор фильтроэлемента происходит из-за воздействия на частицы сил инерции, возникающих при отклонении линии тока от прямолинейного движения. При огибании потоком криволинейной поверхности пор частицы, стремясь сохранить свое прямолинейное движение, сходят с линии тока и касаются поверхности пор.Многочисленные исследования показали, что инерционный эффект осаждения частиц зависит от величины критерия Стокса и критерия Рейнольдса: Ч» == У (51, )(е), где 81=с(„ешфркйк/(18е(п)ье) критерий Стокса; р„— плотность час- тиц; ше — скорость фильтрации; )е,— поправка Кенннгема — Мнл- ликена на увеличение подвижности частиц, размер которых срав- ним со средней длиной свободного пробега Гм газовых молекул: Вк = 1+(1,257 Л-0,4е ' " и) 21„7ьь„пРи 1„== В(лмЬ2)Р„Т) ' /Ре, где М вЂ” масса 1 моль газа; ьь,— газовая постоянная; Т вЂ” темпе- ратура газа, К.
Значения поправки й. на скольжение приведены ниже: е(к, мкм... 0,003 0,01 0,03 0,1 0,3 1,0 3,0 10,0 и более 2,9 1,57 1,16 1,03 1,00 90 24,5 7,9 Зависимость эффективности очистки газов за счет инерционного эффекта т)и от числа Стокса, полученная в опытах с захватом час- тиц отдельными волокнами, показана на рнс. 22. Эти графики можно использовать для расчета эффективности волокнистых фильтроэлементов. Возникновение режима инерционного осаждения частиц па поверхности пор фильтроэлемента характеризуется критическим числом 5!мп при 5!(5!ср т)и=0. Для условий вязкого обтекания цилиндра при Во=0,! критическое число Стокса равно 4,3-~0,1.
Рост числа Рейнольдса газового потока приводит к снижению значений 51,р до 0,1 — 0,2. Инерционный эффект осаждения частиц практически отсутствует при движении частиц размером ме- й нее 1 мкм со скоростью менее 1 м/с. 44 Процесс гравитационного осаждения частиц на поверхность пор может происходить в результате их оседания со скоростью витания. Эффективность очистки за счет этого эффекта >), для цилиндра, расположенного горизонтально поперек >дй) 47 02 2 )Щ! потока, определяется соотношением Рис.
22 Зависимость Ч„ от Чг — — твв/мг = Я>/2Г>. висла 31: > — к -ыо, > — к зю; >в Здесь Рг=-ю,'/>/цд — критерий Фруда, Кемсд где ю, — скорость витания частиц; с/ив диаметр цилиндра. В реальных фильтрах вследствие малых скоростей витания частиц по сравнению со скоростью фильтрации гравитационный механизм осаждения частиц пе играет заметной роли. Этот эффект становится заметным лишь при фильтрации аэрозоля с частицами диаметром 1 мкм со скоростью менее 0,05 м/с. Общая эффективность очистки газового потока т) с учетом всех рассмотренных процессов осаждения частиц на поверхность пор может быть найдена по формуле Ч = ! — !1 — Чв) 1! — Чл) !! — Чи) !! — Чс).
При определении обшей эффективности очистки газа !или коэффициента проскока) на фильтроэлементе необходимо учитывать, что процесссы осаждения частиц па поверхности пор в значительной степени зависят от размера частиц примесей, скорости фильтрации, величины пор фильтроэлемента, состояния поверхности пор, параметров газового потока и др. Опыты, приведенные на фильтроэлементах из стеклянных волокон размером 1,5 мкм (рис. 23), указывают на экстремальный характер зависимости коэффициента проскока )! частиц от их размера н скорости фильтрации.
Восходящие ветви левой части кривых относятся к области доминирующего значения диффузного процесса осаждения, нисходящие ветви относятся к частицам, в осаждении которых все большую роль начинает играть эффект инерционного осаждения. Зо ДЯ аа 01 Пг ЦЛ Р~ ча Обг(ч,мхи 86 Из рис. 23 видно, что рост скорости фильтрации смещает максимум проскока в сторону частиц с меньшим диаметром. Это хорошо согласуется с теоретическими представлениями о влиянии скорости фильтрации на диффузный и инерционный процессы осаждения частиц на поверхность пор.
Наличие максимумов на кривых свидетельствует о нозможном неблагоприятном сочетании параметров процесса фильтрования, свойств фнльтроэлемента и примесей, при котором могут возникать условия максимального снижения эффективности процесса очистки. Кроме рассмотренных механизмов оседания частиц на поверхность пор большое значение имеют такие процессы, как фильтрование частиц слоем осадка, образующегося на входной поверхности фильтроэлемента; процесс постепенного закупоривания пор слоем осадка и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
