Оборудование для улавливания пыли сухим способом относятся

Защити свою планету!

Меню сайта

Классификация пылеулавливающего оборудования

Материалы студентам (рефераты, курсовые, дипломные) » Роль пылеуловителей на предприятиях промышленности » Теоретические аспекты процессов пылеулавливания » Классификация пылеулавливающего оборудования

Классификация пылеулавливающего оборудования основана на принципиальных особенностях процесса отделения твердых частиц от газовой фазы, это:

− оборудование для улавливания пыли сухим способом, к которому относятся пылеосадительные камеры, циклоны, вихревые циклоны, жалюзийные и ротационные пылеуловители, фильтры, электрофильтры;

− оборудование для улавливания пыли мокрым способом, к которому относятся скрубберы Вентури, форсуночные скрубберы, пенные аппараты и др.

Сухие механические пылеуловители. К сухим механическим пылеуловителям относятся аппараты, в которых использованы различные механизмы осаждения: гравитационный (пылеосадительные камеры), инерционный (камеры, осаждение пыли в которых происходит в результате изменения направления движения газового потока или установления на его пути препятствия) и центробежный (одиночные, групповые и батарейные циклоны, вихревые и динамические пылеуловители). Эти аппараты отличаются простотой изготовления и эксплуатации, их достаточно широко используют в промышленности. Однако эффективность улавливания в них пыли не всегда оказывается достаточной, в связи с чем, они часто выполняют роль аппаратов предварительной очистки газов.

Гравитационные пылеуловители. В пылеосадительных камерах (рис. 4, 5) используется механизм гравитационного осаждения частиц из горизонтально направленного потока газов. Пылеосадительные камеры предназначены для улавливания крупнодисперсных частиц размером 50 мкм и больше. Для получения высокой эффективности очистки необходимо, чтобы частицы находились в пылеосадительной камере как можно больше времени. Хорошую эффективность очистки имеют камеры Говарда (рис. 5), в которых поток газа разбивается на несколько параллельных секций очистки воздуха. Однако они не получили широкого распространения из-за громоздкости и трудности их очистки. Пылеосадительные камеры обычно сооружают из кирпича, сборного железобетона и др.

Рис. 4. Пылеосадительная камера Рис. 5. Осадительная камера

Жалюзийный пылеотделитель. Жалюзийные аппараты обычно применяют для улавливания пыли с размером частиц более 20 мкм. Они имеют жалюзийную решетку, состоящую из рядов пластин или колец. Очищаемый газ, проходя через решетку, делает резкие повороты. Пылевые частицы вследствие инерции стремятся сохранить первоначальное направление, что приводит к отделению крупных частиц из газового потока, которые, сталкиваясь с наклонными решетками, отражаются и отскакивают в сторону от щелей между лопастями жалюзи (рис. 6). В результате газ делится на два потока. Пыль в основном содержится в потоке, который отсасывают и направляют в циклон, где его очищают от пыли и вновь сливают с основной частью потока, прошедшего через решетку. Скорость газа перед жалюзийной решеткой должна быть достаточно высокой (до 15 м/с), чтобы достигнуть эффекта инерционного отделения пыли. На степень очистки влияет также скорость движения газов, отсасываемых в циклон. Гидравлическое сопротивление решетки составляет 100−500 Па. Основным недостатком этих аппаратов является износ пластин при высокой концентрации пыли.

Рис. 6. Жалюзийный пылеотделитель

Инерционные пылеуловители. В этих аппаратах при резком изменении направления движения газового потока частицы пыли под воздействием инерционной силы продолжают двигаться в прежнем направлении и после поворота потока газов выпадают в бункер. Наиболее простые из этого типа аппаратов являются так называемые пылевые мешки (рис. 7). Эффективность этих аппаратов низкая, а задерживают они только крупные фракции пыли.

Пылеуловители с плавным поворотом газового потока имеют меньшее гидравлическое сопротивление, чем другие аппараты. Скорость газа в сечении таких аппаратов принимают 1,0 м/с Для частиц пыли размером 25−30 мкм достигается степень улавливания 65−80 %. Такие пылеуловители применяют на заводах черной и цветной металлургии. Гидравлическое сопротивление их равно 150−390 Па. Пылеуловители этого типа обычно встраивают в газоходы.

Источник

Лекция 5, 6. ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ СУХОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВЫБРОСОВ

Классификация основных методов и оборудования для пылеулавливания на поверхностном комплексе шахт

Для улавливания из воздушных потоков и дымовых газов пыли применяют следующие методы:

По способу отделения пыли от воздушного потока перечисленные методы (за исключением гравитационного пылеулавливания) разделяются на сухие (с использованием сухой воздушной среды) и мокрые (с использованием жидкостей, смачивающих пыль). Аналогично такому разделению способов в соответствии с ГОСТ 12.2.043-80 различают два вида пылеочистного оборудования для улавливания пыли: сухим и мокрым способом.

Перечисленные методы базируются на конкретных физических принципах, а именно на выделении пыли под действием:

— осаждающего тела в виде перегородки;

— сил электростатического поля.

В зависимости от особенностей отделения твердых частиц от газовой фазы все пылеулавливающее оборудование делится на классы (рис 4.6).

Рисунок 4.6. Классификация пылеулавливающего оборудования

Выбор конкретного способа и аппарата для очистки воздушного потока от пыли осуществляют с учетом требуемой степени очистки воздуха; количества содержащейся в нем пыли; характера пыли и размеров частиц; производительности и напора установки; сопротивления и пылеемкости пылеотделителя. Важно также учитывать другие физические свойства пыли, рассмотренные выше (плотность, слипаемость и др.).

Эффективность работы установки характеризуется величиной запыленности очищенного газа и степенью улавливания пыли (к.п.д. пылеуловителя).

Количество пыли, выбрасываемое в атмосферу в единицу времени, находят по формуле (G, кг/ч):

или из выражения (G, г/с):

где z — запыленность очищенного газа, г/м 3 ;

L₀ — количество газа, выходящего из уловителя в единицу времени, м 3 /ч.

Для оценки эффективности пылеулавливания в конкретных условиях более представительным является использование общего и фракционного показателей очистки воздуха от пыли. Общий показатель (к.п.д. пылеуловителя) можно рассчитать по любой из формул:

Здесь G₁, G₂, G₃ – соответственно количество пыли, поступающей в пылеуловитель, ушедшей в атмосферу и поглощенной установкой, г.

При незначительных подсосах воздуха по тракту пылеочистки к.п.д. пылеуловителя можно определить по концентрации пыли в газе:

где z₁, z₂ – соответственно запыленность газа перед пылеуловителем и после него, г/м 3 .

При наличии в установке нескольких ступеней очистки пробы газа отбирают до и после каждой ступени. Общую эффективность пылеулавливающего устройства, состоящего из нескольких ступеней или ряда последовательно установленных уловителей, определяют по формуле:

где η₁, η₂, η₃ – соответственно эффективность каждого из пылеуловителей, выраженная в долях единицы.

Фракционный показатель эффективности пылеулавливания определяет количество осажденной пыли данной крупности из определенного объема газа по отношению к общему количеству пыли данной крупности в этом объеме газа:

, (4.8)

где α — количество пыли данной крупности, находящейся в воздухе до очистки, %;

β — количество той же по крупности пыли, оставшейся в воздухе (газах) после очистки, %.

Источник

Очистка от твердых частиц (пыли)

Очистка выбросов в атмосферу

Классификация пылеулавливающего оборудования основана на особенностях отделения твердых частиц от газовой фазы:

1.Оборудование для улавливания пыли «сухим» способом. К нему относят циклон; ротационный, вихревой и радиальный пылеуловители; жалюзийный пылеотделитель; электрофильтр и фильтр.

2.Оборудование для улавливания пли «мокрым» способом: скруббер; пенные и ударно-инерционные аппараты.

Обычно применяют пылеуловители пяти классов (табл. 6.1.).

Классы пылеуловителей и их характеристики

Класс пылеуловителя	Размеры улавливаемых частиц, мкм	Группа пыли по дисперсности	Эффективность работы аппарата, %
I	Более 0,3	V IV	80-99
II	Более 2	IV III	45-92 92-99
III	Более 4	III II	80-99
IV	Более 8	II I	95-99
V	Более 20	I

Широкое применение для сухой очистки газов получили циклоны (рис. 6.1). Газовый поток вводится в циклон через патрубок (2) по касательной к внутренней поверхности корпуса (1) 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 начало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу (3). Для нормальной работы циклона необходима герметичность. Производительность аппарата прямо пропорциональна его внутреннему диаметру.

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.

Рис.6.1. Циклон. 1-корпус; 2- патрубок для ввода загрязненного газа; 3-выходная труба; 4-бункер для сбора пыли.

Ротационные пылеуловители (рис. 6.2) относят к аппаратам центробежного действия, которые одновременно с перемещением воздуха очищают его от фракций пыли крупнее 5 мкм. Они обладают большой компактностью, так как вентилятор и пылеуловитель совмещены в одном агрегате. При работе вентиляторного колеса (1) частицы пыли за счет центробежных сил отбрасываются к стенке спиралеобразного кожуха (2) и движутся по ней в направлении выхлопного отверстия (3). Газ, обогащенный пылью, через выхлопное отверстие отводится в пылевой бункер, а очищенный газ поступает в выхлопную трубу (4). Ротационные пылеуловители обеспечивают высокую эффективность очистки воздуха при улавливании сравнительно крупных частиц пыли (свыше 20-40 мкм).

Рис.6.2. Пылеуловитель ротационного типа. 1-вентиляторное колесо; 2-кожух; 3-пылеприемное отверстие; 4-выхлопная труба.

Вихревые пылеуловители (ВПУ) также относят к аппаратам центробежного действия. Отличительная особенность ВПУ – высокая эффективность очистки газа от тончайших фракций пыли (

В радиальных пылеуловителях (рис. 6.4.) отделение твердых частиц от газового потока происходит при совместном действии гравитационных и инерционных сил. Инерционные силы возникают при повороте газового потока на 180 ° за срезом входной трубы (2). Средняя скорость подъема газа w_г в корпусе (1) обычно не более 1 м/с, при этом для оседающих частиц должно выполняться условие w_в > w_г, где w_в – скорость витания частиц. Эффективность очистки газа от частиц размером 25-30 мкм обычно составляет 65-85 %. Из-за малой эффективности радиальные пылеуловители не применяют для очистки от мелкодисперсной пыли.

Рис. 6.4. Радиальный пылеуловитель. 1-корпус аппарата; 2- входная труба для очищаемого газа.

Для разделения газового потока на очищенный газ и газ, обогащенный пылью, используют жалюзийный пылеотделитель (рис. 6.5). На жалюзийной решетке (1) газовый поток расходом Q разделяется на два потока расходом Q₁ (80-90 % основного потока) и Q₂ (10-20 % основного потока). Отделение частиц пыли от основного газового потока на жалюзийной решетке происходит под действием инерционных сил, возникающих при повороте газового потока на входе в жалюзийную решетку, а также за счет эффекта отражения частиц от поверхности решетки при соударении. Жалюзийные пылеотделители отличаются простотой конструкции и располагаются в газоходах, обеспечивая эффективность очистки 80 % и более для частиц размером более 20 мкм. Они применяются для очистки дымовых газов от крупнодисперсной пыли при температуре 450 – 600 °С.

Рис. 6.5.Жалюзийный пылеотделитель. 1- жалюзийная решетка.

Электрофильтры. Электрическая очистка – это процесс, основанный на ударной ионизации газа в зоне электрического разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на электродах.

Загрязненные газы, поступающие в электрофильтр, частично ионизированы за счет различных внешних воздействий (нагрев газа, рентгеновские, космические лучи, радиоактивное излучение), поэтому они способны проводить ток, попадая в пространство между двумя электродами.

Рис. 6.6. Схема электрофильтра. 1-коронирующий электрод; 2-осадительный электрод; 3-силовые линии электрического поля.

В зазоре между коронирующим (1) и осадительным (2) электродами (рис.6.6) создается электрическое поле убывающей напряженности с силовыми линиями (3), направленными от осадительного к коронирующему электроду или наоборот. Напряжение к электродам подается от выпрямителя. Аэрозольные частицы, поступающие в зону между коронирующим и осадительным электродами, адсорбируют на своей поверхности ионы, приобретая электрический заряд, и получают тем самым ускорение, направленное в сторону электрода с зарядом противоположного знака. Учитывая, что в воздухе и дымовых газах подвижность отрицательных ионов выше, чем положительных, электрофильтры обычно делают с короной отрицательной полярности. Движение заряженных частиц к осадительному электроду происходит под действием аэродинамических сил, силы взаимодействия электрического поля и заряда частицы, силы тяжести.

Объем внешней зоны коронного разряда во много раз больше объема внутренней зоны, поэтому большинство частиц пыли получает заряд отрицательного знака. Поэтому основная масса пыли осаждается на положительном электроде, относительно небольшая – на отрицательном.

Фильтрышироко используются для тонкой очистки газовых выбросов от примесей с концентрацией не более 50 мг/м 3 .

Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении через них дисперсных сред. Принципиальная схема процесса фильтрования показана на рис. 6.7. Фильтр представляет 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 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 газа. Осаждение частиц на поверхность пор фильтра происходит в результате совокупного действия эффекта касания, диффузионного, инерционного и гравитационного процессов.

Рис. 6.7. Схема процесса фильтрования. 1-корпус фильтра; 2-филтроэлемент; 3-слой пыли.

По типу перегородки фильтры подразделяются на следующие группы:

1.С зернистыми слоями (неподвижные свободно насыпанные зернистые материалы).

2.С гибкими пористыми перегородками (ткани, войлоки, губчатая резина, пенополиуретан).

3.С полужесткими пористыми перегородками (вязаные и тканые сетки, прессованные спираль или стружка и др.).

4.С жесткими пористыми перегородками (пористая керамика и пористые металлы).

Перегородки фильтров, выполненные из металлических материалов, имеют преимущества: они могут использоваться для очистки горячих газов (до 800 °С).

Рис. 6.8 Скруббер Вентури.1-центробежные форсунки; 2-сопло; 3-каплеуловитель.

Аппараты “мокрой” очистки газов имеют широкое распространение, так как характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкодисперсной пыли с размером частиц 0,3-1,0 мкм, а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов. Однако «мокрые» пылеуловители обладают рядом недостатков, ограничивающих область их применения: образование в процессе очистки шлама, что требует специальных систем его переработки; вынос влаги в атмосферу и образование отложений в отводящих газоходах при охлаждении газов до температуры точки росы; необходимость оборотных систем подачи воды в пылеуловитель.

Аппараты «мокрой» очистки работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность либо капель жидкости, либо на поверхность пленки жидкости. Осаждение частиц пыли на жидкость происходит под действием сил инерции, броуновского движения диффузии, при взаимодействии электрически заряженных частиц, на процесс влияет также испарение и конденсация. Конструктивно данные аппараты разделяют на скрубберы Вентури, аппараты ударно-инерционного типа, барботажно-пенные аппараты. Наибольшее применение находят скрубберы.

Основная часть скруббера Вентури (рис. 6.8) сопло (2), в конфузорную часть которого вводится запыленный поток газа и через центробежные форсунки (1) — жидкость на орошение. В конфузорной части сопла происходит разгон газа до скорости 200 м/с. Процесс осаждения частиц пыли на капли жидкости обусловлен массой жидкости, развитой поверхностью капель и высокой скоростью частиц жидкости и пыли в конфузорной части сопла. В диффузорной части сопла поток тормозится до скорости 20 м/с и подается в каплеуловитель (3). Каплеуловитель обычно выполняют в виде прямоточного циклона. Скрубберы Вентури обеспечивают высокую эффективность очистки аэрозолей со средним размером частиц 1-2 мкм при начальной концентрации примесей до 100 г/м 3 . Удельный расход воды на орошение при этом составляет 0,1-6,0 л/м 3 .

Рис. 6.9. Аппарат ударно-инерционного типа. 1-корпус аппарата; 2-входная труба для очищаемого газа, 3-загрязненная жидкость.

Аппараты ударно-инерционного типа (рис. 6.9) работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхности жидкости при повороте газового потока на 180 ° при скорости 20-25 м/с. Хорошо задерживаются частицы размером более 20 мкм. Основное преимущество аппарата – малый расход воды. Устройство аналогично радиальному пылеуловителю.

Барботажно-пенные пылеуловители (рис.6.10). Это аппараты, в которые газ для очистки поступает под решетку (3), проходит через отверстия и слой жидкости и пены (2). Частицы пыли поглощаются жидкостью, а также адсорбируются на внутренней поверхности газовых пузырей. Режим работы аппарата зависит от скорости подачи воздуха под решетку. При скорости до 1,0 м/с осуществляется барботажный режим работы. Дальнейший рост скорости подачи газа под решетку до 2,0-2,5 м/с сопровождается возникновением пенного слоя, что приводит к повышению эффективности очистки.

Рис. 6.10. Барботажно-пенный пылеуловитель. 1 – корпус аппарата, 2- слой жидкости и пены, 3-решетка.

Источник