Остроушко А.А. Защита атмосферы от выбросов токсичных веществ

Подождите немного. Документ загружается.

Рис.5.

Таблица 2

Характеристики сухих пылеуловителей

Тип пылеуловителя

Максимальн

ая

производите

ль-ность,

/ч

Эффектив-

ность пыле-

улавливания

частиц раз-

личных

разме-ров, %

Гидравличес

-кое

сопротив-

ление, Па

Верхний

пре-дел

темпера-

туры газов,

Осадительная

камера

80-90 (50

мкм)

50-130 350-550

Циклон 85000

50-80 (10

мкм)

250-1500 350-550

Вихревой пылеуло-

витель

30000 90 (2 мкм) До 2000 До 250

Батарейный циклон 170000 90 (5 мкм) 750-1500 350-550

Инерционный

пылеуловитель

127000 90 (2 мкм) 750-1500 До 400

Динамический

пылеуловитель

42500 90 (2 мкм) 750-1500 До 400

– определяется имеющейся площадью для размещения.

Рис. 6.

Для очистки газов от пыли используются также пористые фильтры

различных видов, в основном состоящие из волокнистых или зернистых

материалов, регенерируемые и нерегенерируемые. Условно фильтрующие

элементы можно разделить на следующие типы:

- гибкие пористые перегородки из тканей, нетканных волокнистых материалов,

войлока, бумаги, картона, иглопробивных и ячеистых материалов, типа

пористой резины

, различные мембраны;

- полужесткие пористые перегородки из волокон, стружек, сеток,

удерживаемых опроными устройствами;

- жесткие пористые перегородки из зернистых материалов (пористая

керамика, пластики, спеченные или прессованые металлические, стеклянные,

углеграфитовые и другие гранулированные массы), волокнистые материалы

(слои из стеклянных, металлических и других волокон), металлические сетки и

перфорированные листы.

Существуют нерегенерируемые фильтры тонкой очистки для

улавливания не менее 99 % субмикронных частиц особотоксичных веществ.

Очистке подвергаются газы с невысокой запыленностью (не более 1 мг/м

скорость протока газов не более 10 см/с. Воздушные регенерируемые и

нерегенерируемые фильтры обеспечивают очистку при содержании пыли до 50

мг/м

, скорости до 50 м/с. Промышленные фильтры работают при содержании

пыли до 60 г/м

. Для повышения эффективности фильтров они периодически

очищаются путем продувания воздухом в обратном направлении, пропускание

пара, встряхиванием, или вибрацией, непрерывным или периодическим

орошением водой и другими жидкостями, промывкой потоком жидкости.

Мокрые пылеуловители чаще всего более эффективны по сравнению с

сухими, они дают возможность улавливать частицы до 0,1 мкм, снижают

опасность взрывов и

возгораний, наряду с пылью могут поглощать

газообразные вещества. Однако у них имеются и некоторые недостатки:

необходимость переработки полученных шламов (например, очистки воды от

взвесей), возможность уноса капель жидкости с захваченными твердыми

частицами. В мокрых пылеуловителях пыль улавливается на межфазных

границах, которые реализуются при возникновении газовых пузырьков, струй,

а также струй,

капель и пленок жидкости. Существуют полые и насадочные

прямоточные и противоточные газопромыватели (скрубберы), где

проходящий через контактный аппарат газ орошается жидкостью из форсунок.

Насадка может быть как подвижной, так и неподвижной. Применяются также

тарельчатые (барботажные, пенные) пылеуловители с переливными или

провальными тарелками (жидкость, подаваемая снизу переливается через

пороги или орошает тарелки сверху). В подобных пылеуловителях пыль

поглощается по двум основным механизмам. Первый и преобладающий для

частиц более 10 мкм – механизм удара, т.е. инерционное осаждение в

порешеточном слое; второй – инерционно-турбулентное осаждение на

поверхности пены, возникающей при контакте жидкости и газа. Для

стабилизации пенного слоя применяются сотовые конструкции из вертикально

расположенных пластин. В пылеуловителях ударно-инерционного действия

(рис. 7) создаются газожидкостные взвеси, которые пропускаются через

отверстия заданного размера для отделения капель или для этого используется

отдельный аппарат для серарации жидкости. Один из вариантов такого

пылеуловителя – скруббер Дойля (рис.8). Газопромыватели цетробежного

действия работают

по принципу сходному с действием циклонов, для

повышения их эффективности стенки аппарата имеют пленочное орошение.

Они используются для очистки газов от нецементирующейся пыли при ее

содержании до 2 г/м

. При большей запыленности могут быть применены

скоростные газопромыватели, например, скрубберы Вентури, где струя

орошающей жидкости интенсивно дробится газовым потоком, который

двигается со скоростью 40-150 м/с.

Рис. 7.

Рис.8.

Рис.9.

В электрофильтрах в процессе ионизации газов электрическим разрядом

происходит заряжение пылевых частиц (коронирующий электрод). Ионы

взаимодействуют с поверхностью частиц, сообщая им заряд, после чего

частицы под действием градиента электрического поля перемещаются к

осадительным электродам и разряжаются на них. Зарядка частиц происходит

благодаря двум основным механизмам: воздействию электрического поля

(бомбардировке ионами, движущимися в направлении его силовых полей) и

диффузии ионов. Первый механизм более существенное действие оказывает на

частицы более 0,5 мкм, второй – менее 0,2 мкм. Для частиц промежуточных

размеров действенны оба механизма. После накопления слоя

пыли он

стряхивается в приемный бункер. Существуют различные модификации

электрофильтров: с вертикальным и горизонтальным потоком газа; с

трубчатыми, пластинчатыми, шестигранными и другими осадительными

электродами; игольчатыми, круглыми, штыковыми коронирующими

электродами; одно- и многопольные (по числу последовательно

расположенных градиентных зон электрического поля); одно- и двухзонные (по

числу зон зарядки и осаждения); одно- и

многосекционные с параллельно

работающими секциями. Схема устройства одного из типов электрофильтров

приведена на рис.9. Электрофильтрами очищают большие объемы газов с

частицами 0,01-100 мкм при температурах до 400-450

С.

Для улавливания туманов используют волокнистые и сеточные фильтры,

мокрые электрофильтры. На фильтрах туманоуловителях происходит

коалесценция взвешенных частиц, образующаяся пленка движется внутри слоя

волокон, и затем жидкость стекает в виде капель в приемник. Мокрые

электрофильтры по принципу действия не отличаются от сухих аналогов.

Улавливание туманов используется в производстве серной, фосфорной

кислоты, при концентрировании разных кислот и солей, например соединений

хрома, при испарении масел и т.д. В сернокислотном производстве

применяются электрофильтры. Содержащие, в частности. по 144

коронирующих и осадительных электродов.

Извлеченные из газовых потоков пыли и жидкости в зависимости от их

состава, токсичности, физико-химических характеристик и других параметров

подлежат ликвидации

или изоляции. Конечно, самым рациональным путем

является рекуперация этих материалов. Они в ряде случаев могут быть

направлены непосредственно в основное производство с возвратом на одну из

его стадий, могут служить сырьем для других производств. Существуют

производства, где пыль используется непосредственно в качестве целевого

продукта, как при получении форсуночной сажи путем сжигания при

недостатке воздуха нефтепродуктов или горючих газов.

10.

11.

12.

13. 14.

15.

5. Обзор методов очистки газов от различных видов газообразных

токсичных веществ.

5.1. Денитрификация.

Адсорбционные методы.

Адсорбция активными углями.

Поглощение протекает достаточно эффективно,

однако считается, что возможен значительный разогрев, приводящий к

возгоранию угля или даже взрыву. Сильнее сорбируется диоксид азота, а уголь

способен создавать восстановительную среду и восстанавливать NO

до NO.

Кроме того угли характеризуются низкой механической прочностью.

Адсорбция силикагелями и алюмогелями.

Адсорбционная способность по NO

силикагелей несколько ниже, чем у углей, однако они свободны от

недостатков, указанных выше для активных углей. Может быть достигнута

остаточная концентрация NO

до 0,005 %.

Поглотительная способность высококремнеземистых кислотостойких

цеолитов (на основе морденита) в активированном состоянии при малых

парциальных давлениях NO

на 1-2 порядка выше, чем у силикагелей. Емкость

этих молекулярных сит по NO

в зависимости от условий находится в пределах

2-10%. Процессы поглощения могут сопровождаться диспропорционированием

на NO

и N

O, последний присутствует в газах, прошедших очистку.

Адсорбция анионитами.

Процесс поглощения NO

низкоэффективен, т.к.

образуется NO и кислота за счет присутствующей влаги, а данные материалы

имеют малую кислотоустойчивость.

Окисление NO

до NO

кислородом воздуха способствует повышению

эффективности адсорбции. Молекулярные сита (цеолиты) способствуют

окислению нитрозных газов, как катализаторы.

Торфощелочные сорбенты.

Смесь торфа и извести-пушенки – дешевый и

доступный сорбент, может использоваться в аппаратах кипящего слоя. При