Эффективность очистки от пыли на производстве. Промышленная и бытовая очистка воздуха История глобального загрязнения

Очистка воздуха от пыли с целью уменьшения содержания в нем пылевых частиц - сложная, но необходимая в современных условиях задача. Решение этой задачи зависит прежде всего от правильного выбора системы пылеочистки и квалифицированной эксплуатации пылеочистных устройств.

Многие производственные технологические процессы приводят к выбросу в воздух мелких твердых частиц или пыли. Пыль образуется в процессе измельчения, шлифовки, полировки, истирания, а также при транспортировке или пересыпании различных материалов.

Зачем нужна очистка от пыли

Воздух, удаляемый местными вентиляционными , запыленный или загрязненный ядовитыми газами или парами, необходимо очищать перед выпуском его в атмосферу. Способ очистки удаляемого воздуха от загрязнений, высота выброса и допустимые концентрации вредных веществ в нем должны соответствовать действующим нормативным документам и стандартам. Если от ядовитых газов и паров технически невыполнима, то неочищенный воздух необходимо выбрасывать в высокие слои атмосферы.

Сегодня в нашей стране на многих действующих производствах существующие системы аспирации (пылеудаления) и вентиляции не справляются с задачами пылеудаления или делают это с недостаточным качеством. В основном, это происходит:

в связи с износом действующего аспирационного и технологического оборудования,
при подключении новых точек пыления к существующей системе аспирации, не рассчитанной на такое увеличение нагрузки.

Чтобы довести содержание пыли в удаляемом из производственных помещений воздухе до уровня, соответствующего действующим санитарным нормам, используются пылеочистные или газоочистные устройства.

Выбор пылеочистного устройства

Пылеочистное устройство выбирают в зависимости от ряда параметров, к числу которых относят: степень требуемой очистки воздуха, величину пылинок, свойства частиц пыли (пыль сухая, волокнистая, липкая, гигроскопичная и т.д.), начальное пылесодержание, а также температуру очищаемого воздуха и ценность частиц пыли.

Пылеочистные устройства делятся на:

устройства грубой очистки воздуха,
устройства очистки воздуха средней степени,
устройства очистки воздуха тонкой степени.

Дмитрий Захаров, Генеральный директор

«Рукавные фильтры не очищают от газовой составляющей, только от пыли.
Рукавные фильтры работают с температурой не более 250°С на входе в фильтр. При более высоких температурах требуется охлаждение газов или применение электрофильтров, которые имеют более низкую эффективность очистки по сравнению с рукавными (в 2 и более раз)».

Чтобы эффективно удалить пыль, следует знать ее классификацию. По размеру частиц (дисперсности) бывает:

мелкая пыль (частицы менее 100 мкм в диаметре);
средняя пыль (частицы более 100 мкм, но менее 200 мкм);
крупная пыль (частицы более 200 мкм).

Устройства грубой очистки воздуха применяют чаще всего на стадии предварительной очистки при многоступенчатой очистке воздуха. Они задерживают главным образом частицы крупной пыли.

Устройства средней степени очистки воздуха находят свое использование в тех случаях, когда воздух выбрасывается в атмосферу, при этом остаточное содержание пыли в нем должно быть не более 150 мг/куб. м.

Устройства тонкой степени очистки воздуха применяются для обеспечения остаточного пылесодержания очищенного воздуха на уровне не более 2 мг/куб. м. Они могут задержать пылевые частицы величиной до 10 мкм. Такие устройства следует использовать как для очистки приточного, так и рециркуляционного воздуха, а также для улавливания ценной пыли (например, частиц цветных металлов, муки, цемента и т.п.).

Виды пылеочистных устройств

По принципу действия различают следующие виды пылеочистных устройств:

Механического типа:
- Сухие:
  - Гравитационные,
  - Инерционные,
  - Центробежные,
  - Вихревые,
- Мокрые (скрубберы):
  - Капельные,
  - Пленочные,
  - Барботажные.
Электрического типа:
- Сухие горизонтальные,
- Сухие вертикальные,
- Мокрые,
- Двузонные.

К инерционным очистным устройствам относятся пылеосадительные камеры, в которых частицы загрязнения удаляются из потока газа под действием инерционных сил. Центробежные пылеотделители - это циклоны, мультициклоны и другие аппараты, работа которых основана на использовании сил инерции, выделении частиц пыли при изменении направления потока очищаемого газа.

Одним из самых эффективных мокрых пылеуловителей является скруббер Вентури, в котором турбулентный поток загрязненного газа пропускают через воду. При этом происходит захват каплями воды частиц пыли, коагуляции (слипание в более крупные комья) этих частиц с последующим осаждением в каплеуловителе инерционного типа.

В фильтрующих устройствах улавливание частиц пыли происходит при прохождении газа через пористые материалы. Различают тканевые (к ним относятся каркасные и рукавные фильтры), волокнистые (ячейковые, панельные, рукавные) и зернистые (ячейковые, барабанные) .

В мокрых электрофильтрах вода подается в виде пленки на осадительные электроды. Применение пылеулавливающих устройств мокрой очистки ограничивается теми случаями, когда допустимо увлажнение очищаемого газа.

Небольшая подсказка . Для эффективной очистки от пыли с размерами частиц до 4 мкм применяют главным образом рукавные фильтры и электрофильтры. Если размеры частиц лежат в диапазоне 4-8 мкм, то для очистки лучше применять циклоны с мокрой пленкой или скрубберы. Циклоны чаще всего используются для очистки от пыли с размерами частиц более 8 мкм.

Расчет степени очистки воздуха пылеочистным устройством

Существует формула, по которой можно рассчитать эффективность устройств пылеочистки. Эффективность характеризует, насколько устройство способно очистить воздух и измеряется в процентах:

N 0 = ((A 1 - A 2)/A 1)*100%,

N 0 - степень (эффективность) очистки воздуха,
A 1 - концентрация пыли в воздухе после очистки,
A 2 - концентрация пыли в воздухе до очистки.

При многоступенчатой очистке воздуха используют специальную формулу, в которой учитывается эффективность очистки на каждой ступени. К примеру, для двухступенчатой очистки эта формула такова:

N 0 = N 1 + N 2 - N 1 *N 2 ,

N 0 - общая степень (эффективность) очистки воздуха,
N 1 - степень (эффективность) очистки воздуха на первой ступени,
N 2 - степень (эффективность) очистки воздуха на второй ступени.

Чтобы сравнить эффективность разных пылеочистных устройств, пользуются такой формулой:

N = (100% - N 1) / (100% - N 2),

N - сравнительная степень (эффективность) очистки воздуха,
N 1 - степень (эффективность) очистки воздуха первого устройства,
N 2 - степень (эффективность) очистки воздуха на второго устройства.

Пусть N 1 = 90%, а N 2 = 95%. Воспользуемся формулой и получим, что эффективность второго устройства в 2 раза превышает степень очистки первого. А не на 5%, как думают некоторые.

На заметку

«Для эффективной очистки от пыли с размерами частиц до 4 мкм применяют главным образом рукавные фильтры и электрофильтры. Если размеры частиц лежат в диапазоне 4-8 мкм, то для очистки лучше применять циклоны с мокрой пленкой или скрубберы. Циклоны чаще всего используются для очистки от пыли с размерами частиц более 8 мкм».

Если нужно рассчитать эффективность очистки для каждой фракции пыли, то концентрация измеряется только по исследуемой фракции. Но поскольку частицы пыли имеют разнообразную форму (шарики, палочки, пластинки, иглы, волокна и т.д.), то для них понятие размера условно. В общем случае принято характеризовать размер частицы величиной, определяющей скорость ее осаждения, - седиментационным диаметром. Т.е. фактически приводят частицы неправильной формы к некоему абстрактному шару, скорость осаждения и плотность которого равны скорости осаждения и плотности исследуемых частиц, а потом определяют диаметр этого шара и пользуются им для отнесения частиц к той или иной фракции.

Другие значимые характеристики пылеочистных устройств

Помимо эффективности очистки, при выборе пылеочистных устройств нужно учитывать и другие их характеристики. К их числу относят:

производительность устройства (единица измерения - куб. м/ч);
стоимость очистки воздуха (руб.);
энергоемкость , измеряется как расход электроэнергии, требуемый на очистку 1000 куб. м воздуха (кВт*ч);
скорость фильтрации (куб. м/кв. м);
аэродинамическое сопротивление (Па);
пылеёмкость (измеряется только для матерчатых и пористых фильтров), - количество пыли, повышающее сопротивление фильтра до определенной пороговой величины (г или кг).

Последние три показателя характеризуют главным образом фильтрующие устройства. Скорость фильтрации (ее еще называют нагрузкой по газу) рассчитывается, как отношение объемного расхода очищаемого газа к площади фильтрующей поверхности. Аэродинамическое сопротивление определяется как разность давлений газа на входе и на выходе в очистное устройство. А пылеёмкость равна массе пыли, которая накапливается на фильтре в промежутке между очередными процессами регенерации. Регенерацию фильтра следует проводить, когда аэродинамическое сопротивление очистного устройства возрастает в 2-3 раза от начального уровня.

В публикации использованы информационные материалы компании .

Промышленная очистка воздуха на предприятиях позволяет защитить здоровье людей от вредных микрочастиц, примесей, угарного газа, которые активно попадают в воздух во время производственного процесса и оседают на оборудовании и окружающих предметах. Существенное загрязнение повлечет негативные последствия для здоровья человеческого организма. Как следствие, приведет к неэффективным показателям производства, низкому КПД и убыткам для предприятия.

Современные системы полностью нейтрализуют все продукты распада химических веществ, дыма, пыли. Позволяют сохранить свежесть, насыщают кислородом, сохраняют температуру, необходимую для рабочего процесса. Именно для защиты, сохранности здоровья и поддержания активного трудового процесса были созданы вентиляционные системы. Их выбор зависит от уровня вредности производства и финансовых возможностей.

Система вентиляции и очистка воздуха на промышленных предприятиях

Промышленные воздухоочистители станут подходящим решением проблемы и сохранят здоровье сотрудников и безопасность на производстве. В зависимости от степени загрязнения воздуха и токсичности отходов и пыли, а также от вида производства используются разные типы систем вентиляции.

ULT AG – лучшие системы фильтрации воздуха по состоянию на сегодня!

Системы фильтрации воздуха предназначены для очистки кислорода в местах его загрязнения. Например, функционирование многих предприятий связано с образованием вредных примесей. Чтобы нейтрализовать их вредоносное влияние, нужно использовать специальные приспособления. Одним из лучших производителей оборудования для фильтрации является компания ULT AG.

История бренда

Данная фирма появилась совсем недавно – в 1994 году. Несмотря на непродолжительную историю, ULT AG сумела доказать, что способна стабильно обеспечивать потребителя продукцией высокого качества, соответствующей самым строгим стандартам.

Успех компании в немалой мере обусловлен глобальным интересом к окружающей среде со стороны не только экологов, но и экспертов, общественности и политиков. Приспособления для очистки оказались необычайно востребованными, ведь без них не функционировало бы ни одно предприятие. Подобное стечение обстоятельств помогло ULT AG стать одной из самых влиятельных компаний в данной области.

Характерные черты систем фильтрации

Важнейшей особенностью является универсальность. Сложно назвать сферу, в которой данные технические приспособления не были бы уместны. Именно поэтому продукция компании пользуется повышенным спросом по всему миру.

Не менее значимым качеством является технологичность. Разработки ULT AG настолько значимы, что используются другими фирмами, производящими очистные системы. Собственные лабораторные исследования позволяют всегда оказываться на шаг впереди.

Фильтрация воздуха на производстве должна быть экономичной. Только вообразите, какими мощностями располагает любое предприятие. Чтобы избежать ненужных затрат на эксплуатацию, следует сразу позаботиться о том, чтобы оборудование не расходовало слишком много энергии. Именно такую технику предлагает своим клиентам ULT AG.

Кроме того, фильтрационные системы, выпущенные под данной торговой маркой, не создают никакой опасности для человека в процессе эксплуатации. Данный критерий необычайно важен, ведь на производстве достаточно часто возникают чрезвычайные ситуации. Снизить вероятность таких происшествий помогает применение высококачественных технических приспособлений. Этим требованиям соответствует вся продукция ULT AG.

Среди характерных свойств нужно обязательно отметить и особый подход к самому процессу очистки. Фильтрация осуществляется таким образом, что вредные вещества не успевают распространиться. Они оседают практически сразу после возникновения.

Высокое качество работы обеспечивается модульными системами, способными нейтрализовать любое загрязнение. Чтобы проиллюстрировать данный факт, скажем, что степень очистки близится к 100%. Такой результат способен приятно удивить не только рядового потребителя, но и специалиста в данной области.

Модельный ряд

ULT AG предлагает своим клиентам оборудование для фильтрации в широком ассортименте. Всю технику можно подразделить на целый ряд категорий, каждая из которых имеет немало разновидностей. Реализуемые устройства предназначены для очистки воздуха:

при резке, насыпке или спекании;
в процессе склеивания;
во время ламинирования;
при обработке металлов;
в ходе покрасочных работ;
в процессе сварки/спайки;
при литье;
во время лазерной обработки или маркировки.

Среди такого многообразия легко подобрать именно то, что нужно. На все товары распространяется гарантия. Кроме того, можно детально проконсультироваться по любому вопросу, связанному с приобретением и эксплуатацией ULT AG.

Системы очистки воздуха на производстве нацелены на удаление из выбросов пылевидной составляющей и газовых включений. Последние предполагают течение химических реакций, нейтрализующих вредные примеси. Промышленные фильтры для очистки воздуха чаще всего многоступенчатые. Каждый этап выполняет специализированное оборудование, имеющее специфические характеристики и рабочие параметры.

Очистка промышленного воздуха

Очистка воздуха на производстве состоит из двух технологических процессов (систем):

Система грубой воздухоочистки. На этом этапе удаляются крупнодисперсные твердые пылевидные примеси.
Система тонкой очистки. Производится улавливание частиц средней и мелкой дисперсии, а также нейтрализация вредных газообразных химических элементов и соединений. Отдельная категория оборудования дает возможность извлечь и утилизировать маслянистые и цементирующие вещества.

На каждом этапе газовый поток направляется в специальные фильтры, работающие по принципиально отличающимся технологиям. В качестве первой ступени используют центробежный инерционный фильтр очистки воздуха.

Сфера применения

Комплексы газоочистки требуются в различных производственных линиях:

металлургии;
газодобычи и газоподготовки;
нефтедобычи и нефтепереработки;
химической и коксохимической промышленности;
индустрии производства продуктов питания;
легкой промышленности;
металлообрабатывающих цехов;
сельскохозяйственных заготовительных комплексов;
цементных заводов;
комбинатов по выпуску строительных материалов и смесей;
горнодобычи;
обработки древесины и камня;
угледобычи и т. д.

В любом производстве, где имеются промышленные выбросы и у сотрудников есть риск заболеть силикозом легких, в производственную линию должно быть включено фильтрационное оборудование.

Фильтр грубой очистки воздуха

В отличии от гидрофильтра, циклон – это механический прибор для очистки воздуха, в котором газ подается тангенциально и раскручивается в виде вихревой воронки. Устройства, работающие без жидкости не подходят для производств, где загрязнениями являются вещества, склонные к самовоспламенению. Для взрывоопасных соединений данная категория устройств также не подходит. Механические системы очистки воздуха работают благодаря центробежным силам, отбрасывающим тяжелые твердые частицы пыли к стенкам фильтра и в пылеуловитель.

Классификация фильтров для удаления крупной пыли

Существует два вида оборудования для улова крупнодисперсионной пыли:

установки сухой очистки атмосферного воздуха на предприятиях;
промышленные системы очистки мокрого типа .

Промышленный воздухоочиститель мокрого типа отличается использованием жидкости в качестве улавливающего вещества. В блоках фильтров очистки воздуха чаще применяется техническая вода. Именно этот фактор позволяет уловить и нейтрализовать примеси из категорий взрывоопасных и воспламеняющихся.

В рабочей полости установки очистки воздуха производится водное орошение стенок резервуара системы воздухоочистки. Смачивание производится непрерывно и обильно. Вода отбирается из бака, а после окончания цикла аспирации, возвращается в резервуар для вторичного использования.

Налипшая пыль стекает с водой вниз, превращаясь в шлам. Однако, очистка воздуха в помещении, где работают люди, предполагает улавливание мелкодисперсной пыли. Для этого в состав комплекса включают фильтр тонкой очистки.

Устройство для очистки воздуха

Устройством для очистки воздуха от средне и мелкодисперсной пыли является скруббер . Это установка цилиндрической формы, в которой происходит улавливание. Она представляющий собой самостоятельный узел. Данное устройство относится к типу мокрых.

В качестве улавливающей жидкости – вода или реагент (для производств, требующих извлечение вредных газов). Схема комплекса фильтрации по пути следования воздушного потока выглядит так:

Предварительный фильтр для улова крупных пылевидных включений сухого или мокрого типа.
Проточный гидрофильтр для очистки воздуха от твердых примесей мелкого и среднего размера.

Блоки очистки воздуха включаются в комплекс последовательно. Комплекс может состоять из единственной установки, если ее характеристики полностью удовлетворяют требованиям к фильтрации.

Виды скрубберов

Промышленная схема система очистки воздуха включает в себя скруббер одного из трех видов:

Обычные полые скрубберы для очистки воздуха на предприятиях без насадки.
Промышленные установки со стационарной насадкой.
Высокоэффективные фильтры очистки воздуха с подвижной насадкой.

Такое разделение на классы позволяет подобрать оптимальный вариант по цене и эффективности. Качественным показателем работы фильтрационного оборудования является степень очистки воздуха. Современные технологии позволяют добиться 96-99,9%.

Выбор и обоснование системы аспирации

Представленные типы фильтров для очистки воздуха отличаются по цене и рабочим параметрам. Оба фактора индивидуальны, и формируются, исходя из требований производственной линии, описанных в техническом задании. Какая именно система необходима в том или ином случае, указывается в проектной документации и техническом паспорте на установку для очистки воздуха на предприятии.

Применение оборудования мокрого типа предполагает возможность увлажнить газ. Выбор системы очистки и увлажнения воздуха определяют требования производства. Конструкторы и проектировщики приступают к созданию комплекса после ознакомления с техзаданием, где указывается:

Требуемая производительность системы очистки воздуха рабочей зоны от пыли.
Качественный состав, с которым должно справиться оборудование для очистки воздуха на предприятии.
Фракционный перечень пыли, которую должен уловить водяной фильтр.
Концентрацию каждой из фракций примесей, нейтрализуемой воздушным очистителем.

В зависимости от этих показателей разрабатывается устройство фильтра.

Продукты очистного оборудования

Аспирация – главная, но не единственная задача, решаемая при помощи установок мокрого типа . Кроме этого можно:

увлажнять перерабатываемый газ;
очищать дым котельных от сажи, золы, угарного газа;
абсорбировать химические соединения;
перенаправлять тепло для дальнейшего обогрева;
вырабатывать электроэнергию.

Отопительные установки и электростанции предполагают подачу газа при высокой температуре. Современные технологии приспособлены для работы с газами +700 0 С.

Абсорбция химических выбросов

Системы газового улавливания всегда мокрого типа. Отличие и пылевых фильтров заключено в очищающей жидкости и методе нейтрализации. В скруббер ах газоочистки от химикатов, вместо технической воды, применяются реагенты. Они представляют собой водный раствор соединений, вступающих в реакцию с примесями для нейтрализации последних.

Для каждого производства требуются свой набор реагентов, который зависит от качественного состава загрязнений. Продуктами реакции также является водный раствор. В его составе находятся полученные в результате химических реакций соединения. Выбор реагента происходит по двум критериям:

Эффективность улавливания.
Возможность использования получаемых продуктов.

Так при очищении природного газа и нефти от сероводорода получаются гидрокарбонаты и другие вещества, которые можно применить в качестве сырья в процессе дальнейшей переработки.

Системы абсорбции химических загрязнений

Оборудованием данного целевого назначения является скруббер. Нисходящий поток мелкодисперсного реагента обволакивает насадку (стационарную или подвижную). Обратно направленный газ проходит сквозь секции и зоны реагентного тумана. При взаимодействии происходит реакция, результатом которой является поглощение загрязнителей водным раствором.

Последний стекает в поддон и направляется в резервуар для повторного использования. Переработанный газ до выбрасывания в атмосферу проходит контрольный узел (газоанализатор). Задача узла – установить концентрацию оставшихся вредных примесей. Если она выше установленной нормы, то требуется повторное улавливание, и газ направляется в очередной цикл. Если все требования выдержаны, происходит выбрасывание в атмосферу.

Очистка воздуха промышленных предприятий

Очистка воздуха на промышленных предприятиях производится комплексом, включающим в себя оборудование с различными показателями эффективности в аппаратах. Современные технологии абсорбции предполагают применение следующих видов фильтров:

центробежные фильтры сухого типа ;
устройства для очистки воздуха на производстве мокрого типа ;
установки очистки воздушных выбросов от мелкодисперсной пыли;
системы очистки воздуха в производственных помещениях от газообразных компонентов (такое оборудование для производства называется абсорбер и использует в качестве жидкости водные растворы реагентов);
комплексы, включающие различные комбинации перечисленных устройств.

Процесс абсорбции должен обеспечивать безопасность здоровья работников и окружающей среды. Поэтому все виды промышленных фильтров в цехах обязаны обладать высокой эффективностью. Кроме того, установки должны соответствовать действующим требованиям по охране и безопасности труда. Для этого при изготовлении систем аспирации используются материалы, устойчивые к процессам коррозии и агрессивным средам.

Для очистки запыленных воздушных потоков перед выбросом их в атмосферу применяют следующие основные способы:

осаждение под действием сил тяжести;
осаждение под действием инерционных сил, возникающих при резком изменении направления газового потока;
осаждение под действием центробежной силы, возникающей при вращательном движении потока газа;
осаждение под действием электрического поля;
фильтрация;
мокрая очистка.

Аппараты сухой очистки от пыли

Пылеосадительные камеры. Простейшим типом газоочистительных аппаратов являются пылеосадительные камеры (рис. 3.1), в которых улавливаемые частицы удаляются из потока под действием сил тяжести. Как известно, время осаждения тем меньше, чем меньше высота отстойной камеры. С целью уменьшения времени осаждения внутри аппарата на расстоянии 400 мм или несколько больше установлены горизонтальные или наклонные перегородки, которые делят весь объем камеры на систему параллельных каналов относительно небольшой высоты.

Рис. 3.1.

/ - запыленный газ; II - очищенный газ; 7 - камера; 2 - перегородка

Пылеосадительные камеры имеют сравнительно большие габариты и используются для удаления наиболее крупных частиц при предварительной очистке газа.

Инерционные пылеуловители (рис. 3.2). Поток запыленного воздуха со скоростью 10-15 м/с вводится в аппарат, внутри которого установлены лопатки жалюзи), разделяющие его рабочий объем на две

Рис. 3.2.

/ - очищаемый газ; II - очищенный газ; III - запыленный газ; 1 - корпус; 2 -

лопатки (жалюзи)

камеры: камеру запыленного газа и камеру очищенного газа. При входе в каналы между лопатками газ резко меняет свое направление и одновременно уменьшается его скорость. По инерции частицы движутся вдоль оси аппарата и, ударяясь о жалюзи, отбрасываются в сторону, а очищенный газ проходит сквозь жалюзийную решетку и выводится из аппарата.

Остальная часть газа (около 10%), содержащая основную массу пыли, выводится через другой штуцер и обычно подвергается дополнительной очистке в циклонах. Аппараты этого типа более компактны, чем пылеосадительные камеры, однако также пригодны только для грубой очистки.

(рис. 3.3). В циклон запыленный воздух вводится со скоростью 15-25 м/с тангенциально и получает вращательное движение. Частицы пыли под действием центробежной силы перемещаются к периферии и, достигнув стенки, направляются в бункер. Газ, совершив 1,5-3 оборота в циклоне, поворачивает вверх и выводится через центральную выхлопную трубу.

В циклоне центробежная сила зависит от скорости вращения газа, которую в первом приближении можно принять равной скорости газа во входном патрубке w.

Однако с постоянной линейной скоростью газ движется в циклоне лишь в течение первого оборота, а затем профиль скоростей перестраивается и газ приобретает постоянную угловую скорость со. Поскольку линейная и угловая скорости связаны соотношением w = со г, на периферии газ имеет большую линейную скорость.

Рис. 3.3.

/ - запыленный газ; II - очищенный газ; III - уловленные частицы; 1 - корпус;

2 - выхлопная труба; 3 - успокоитель; 4 - бункер; 5 - затвор

Степень очистки в циклоне сначала быстро возрастает с увеличением скорости, а затем мало изменяется. Сопротивление же при этом увеличивается пропорционально квадрату скорости. Чрезмерно большая скорость движения газа в циклоне приводит к повышению гидравлического сопротивления, уменьшению степени очистки вследствие вихреобразования и выноса уловленных частиц в поток очищенного газа.

Рукавные фильтры. Рассмотренные выше способы очистки не позволяют эффективно улавливать мелкие частицы (диаметром менее 20 мкм). Так, если КПД циклона при улавливании частиц диаметром 20 мкм составляет 90%, то частицы диаметром 10 мкм улавливаются только на 65%. Для очистки потоков от мелких частиц применяют рукавные фильтры (рис. 3.4), которые эффективно улавливают мелкие частицы и обеспечивают содержание пыли в очищенном газе менее 5 мг/м 3 .

Фильтр представляет собой группу параллельно соединенных цилиндрических тканевых рукавов диаметром 150-200 мм и длиной до 3 м, размещенных в корпусе аппарата. Для сохранения формы рукава имеют вшитые в них проволочные кольца. Верхние концы рукавов закрыты и подвешены к раме, соединенной со встряхивающим механизмом, установленным на крышке фильтра. Нижние концы рукавов закреплены замками на патрубках распределительной

Рис. 3.4.

7 - корпус; 2 - рукава; 3 - рама для подвески рукавов; 4 - встряхивающий механизм; 5 - коллектор очищенного газа; 6,7 - клапаны; 8 - бункер; 9 - разгрузочный шнек
(трубной) решетки. В верхней части аппарата находятся коллектор очищенного газа и клапаны для вывода очищенного газа 6 и для подачи продувочного воздуха 7. Запыленный воздух поступает в аппарат и распределяется по отдельным рукавам.

Частицы пыли оседают на внутренней поверхности рукавов, а очищенный газ выходит из аппарата. Поверхность фильтра очищается встряхиванием рукавов и обратной продувкой.

На время продувки встряхивавающего механизма происходит автоматическое отключение рукавов от коллектора очищенного газа (клапан 6 закрывается) и открывается клапан 7, через который в аппарат подается для продувки наружный воздух. Бункер 8 для сбора пыли снабжен шнеком для выгрузки пыли и шлюзовым затвором.

Фильтрация происходит при постоянной скорости до получения определенной величины перепада давления, равной 0,015- 0,030 МПа. Скорость фильтрации зависит от плотности ткани и составляет обычно 50-200 м 3 /(м 2 ч).

При очистке потоков, имеющих повышенную температуру (выше 100 °С), используют стеклоткань, углеродную ткань и др. При наличии химически агрессивных примесей применяют стеклоткань и различные синтетические материалы.

Недостатками рукавных фильтров для обработки больших объемов газов являются трудоемкость ухода за тканью рукавов и сравнительно большая металлоемкость. Большим достоинством этих фильтров является высокая степень очистки от тонкодисперсной пыли (до 98-99%). Очень часто для предварительной очистки от грубодисперсной пыли перед рукавным фильтром устанавливают циклон в качестве первой ступени очистки.

Электрофильтры используют для очистки запыленных потоков от наиболее мелких частиц (пыли, туманов) диаметром до 0,01 мкм. Поскольку частицы пыли обычно нейтральны, им необходимо сообщить заряд. При этом мелким частицам можно сообщить большой электрический заряд и создать благоприятные условия для их осаждения, не достижимые в поле силы тяжести или центробежной силы.

Для сообщения взвешенным в газе частицам электрического заряда газ предварительно ионизируют. С этой целью поток пропускают между двумя электродами, создающими неоднородное электрическое поле. Размеры электродов должны существенно различаться, чтобы создать значительную разность напряженностей поля. Обычно для этого один электрод выполняется в виде тонкой проволоки диаметром 1-3 мм, а второй - в виде соосного цилиндра диаметром 250-300 мм или в виде плоских параллельных пластин.

Вследствие значительной разности площадей электродов вблизи электрода малой площади возникает местный пробой газа (корона), приводящий к его ионизации. Коронирующий электрод соединен с отрицательным полюсом источника напряжения. Для воздуха критическое напряжение, при котором образуется корона, составляет около 30 кВ. Рабочее напряжение в 1,5-2,5 раза больше критического и обычно находится в пределах 40-75 кВ.

Электрофильтры работают на постоянном токе, поэтому установка для электроочистки запыленных потоков включает кроме электрофильтров подстанцию для преобразования электрического тока.

Электрофильтры с осадительными электродами из труб называются трубчатыми, а с плоскими электродами - пластинчатыми. Электроды могут быть сплошными или из металлической сетки.

Скорость движения газа в электрофильтре обычно принимают равной 0,75-1,5 м/с для трубчатых фильтров и 0,5-1,0 м/с - для пластинчатых. При таких скоростях можно достичь степени очистки, близкой к 100%. Гидравлическое сопротивление электрофильтров составляет 50-200 Па, т.е. меньше, чем циклонов и тканевых фильтров.

На рис. 3.5 представлена схема трубчатого электрофильтра. В трубчатом электрофильтре в камере 1 расположены осадительные электроды 2 высотой h = 3-6 м, выполненные из труб диаметром 150-300 мм. По осям труб натянуты коронирующие электроды 3 (диаметром 1-3 мм), которые закреплены между рамами 4 (во избежание их раскачивания). Рама 4 соединена с опорно-проходным изолятором 5. Запыленный газ входит в аппарат через распределительную решетку 6 и равномерно распределяется по трубам. Под действием электрического поля частицы пыли осаждаются на электродах 2 и периодически удаляются из аппарата.

Рис. 3.5.

7 - корпус; 2 - осадительный электрод; 3 - коронирующий электрод; 4 - рама; 5 - изолятор; 6 - распределительные решетки; 7 - заземление

В пластинчатом электрофильтре коронирующие электроды натянуты между параллельными поверхностями осадительных электродов, расстояние между которыми составляет 250-350 мм.

В большинстве случаев при удалении пыли с осадительных электродов применяют специальные встряхивающие механизмы (обычно ударного действия). С целью повышения производительности электрофильтра запыленный газ иногда увлажняют, так как при толстом слое пыли на электроде напряжение падает, что приводит к снижению производительности аппарата. Для нормальной работы электрофильтров необходимо следить за чистотой как осадительных, так и коронирующих электродов, ибо пыль, попавшая на корониру- ющий электрод, действует как изолятор и препятствует образованию коронного разряда.

Электрофильтры можно применять для различных рабочих условий (горячий газ, влажный газ, газ с химически активными примесями и т.п.), что делает этот вид газоочистного оборудования весьма эффективным при санитарной очистке.

На практике нашли применение и ультразвуковые газоочистительные установки, в которых для увеличения пылеулавливания используется укрупнение (коагуляция) частиц посредством воздействия на поток упругих акустических колебаний звуковой и ультразвуковой частоты. Эти колебания вызывают вибрацию частиц пыли, в результате чего растет число их столкновений и происходит коагуляция (слипание частиц при соприкосновении друг с другом), значительно облегчающая осаждение.

Процесс коагуляции происходит при уровне акустических колебаний не менее 145-150 дБ и частоте 2-50 кГц. Скорость пылегазового потока w при этом не должна превышать величины w , опреде- „ „ „ К Р _

ляемои силами сцепления в данной неоднородной системе. При

w > w агрегаты скоагулированных частиц разрушаются. Существуют также пределы концентраций дисперсной фазы С, при которой целесообразно вести коагуляцию в звуковом поле: при С 0,2 г/м 3 коагуляция не наблюдается; тогда как при С > 230 г/м 3 коагуляция ухудшается вследствие затухания акустических колебаний и больших потерь звуковой энергии.

Акустическая коагуляция находит промышленное применение для предварительной очистки горячих газовых потоков и при обработке газов в условиях повышенной опасности (в горнодобывающей промышленности, металлургической, газовой, химической и др.). Запыленность производственных газовых потоков, поступающих на очистку, может составлять от 0,5 до 20 г/м 3 (при дисперсности 0,5-4 мкм с преобладанием более мелкой фракции), температура газа - от 50 до 350 °С, скорость газа - 0,4-3,5 м/с, время пребывания газа в звуковом поле - от 3 до 20 с. Эффективность пылеулавливания зависит от расхода газа и времени озвучивания и достигает 96%.

На рис. 3.6 показана схема установки ультразвуковых (УЗ) сирен в аппаратах для коагуляции аэрозолей.

Рис. 3.6. Схема акустических пылеуловителей для коагуляции аэрозолей: а, б - различное расположение УЗ-сирены в аппарате