яя я яяя я яяя я я яяя я ввввв яяяя ввввв яяяяя в ввя 18 страница

Аппараты мокрой очистки газов — мокрые пылеуловители — имеют широ­кое распространение, так как характери­зуются высокой эффективностью очист­ки от мелкодисперсных пыл ей с d₄ > 0,3 мкм, а также возможностью очистки от пыли нагретых и взрывоопасных газов. Однако мокрые пылеуловители облада­ют рядом недостатков, ограничивающих область их применения: образование в процессе очистки шлама, что требует специальных систем для его переработ­ки; 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 Венту- ри (рис. 10.9). Основная часть скруббера — сопло Вентури 2. В его конфузорную часть подводится запыленный поток газа и через цен­тробежные форсунки 7 жидкость на орошение. В конфузорной части сопла происходит разгон газа от входной скорости (W_T= 15...20 м/с)

Очищенный газ 1 2 Газ t Вода Рис. 10.9. Схема скруббе­ра Вентури

до скорости в узком сечении сопла 80...200 м/с и более. Процесс осаждения пыли на ка­пли жидкости обусловлен массой жидкости, развитой поверхностью капель и высокой от­носительной скоростью частиц жидкости и пыли в конфузорной части сопла. Эффек­тивность очистки в значительной степени за­висит от равномерности распределения жид­кости по сечению конфузорной части сопла. В диффугорной части сопла поток тормозит­ся до скорости 15...20 м/с и подается в капле- уловитель 3. Каплеуловитель обычно выпол­няют в виде прямоточного циклона.

Скрубберы Вентури обеспечивают высокую эффективность очи­стки аэрозолей при начальной концентрации примесей до 100 г/м³. Если удельный расход воды на орошение составляет 0,1...6,0 л/м³, то эффективность очистки равна:

d₄, мкм.................... 1 5 10

г|............................... 0,70...0,90 0,90...0,98 0,94...0,99

Скрубберы Вентури широко используют в системах очистки газов от туманов. Эффективность очистки воздуха от тумана со средним размером частиц более 0,3 мкм достигает 0,999, что вполне сравнимо с высокоэффективными фильтрами.

Очищенный газ Туман Рис. 10.11. Схема фильт­рующего элемента низ­коскоростного тумано- уловителя

Очищенный газ Очищенный газ Вода Газ, Слив Рис. 10.10. Схема барботажно-пенного пылеулови­теля с провальной (а) и переливной (б) решетками

К мокрым пылеуловителям относят барботажно-пенные пыле­уловители с провальной (рис. 10.10, а) и переливной решетками (рис. 10.10, б). В таких аппаратах газ на очистку поступает под решетку J, проходит через отверстия в решетке и, барботируя через слой жидко­сти и пены 2, очищается от пыли путем осаждения частиц на внутрен­ней поверхности газовых пузырей. Режим работы аппаратов зависит от скорости подачи воздуха под решетку. При скорости до 1 м/с на­блюдается барботажный режим работы аппарата. Дальнейший рост скорости газа в корпусе 1 аппарата до 2...2,5 м/с сопровождается воз­никновением пенного слоя над жидкостью, что приводит к повыше­нию эффективности очистки газа и брызгоуноса из аппарата. Совре­менные барботажно-пенные аппараты обеспечивают эффективность очистки газа от мелкодисперсной пыли - 0,95...0,96 при удельных расходах воды 0,4...0,5 л/м³. Практика эксплуатации этих аппаратов показывает, что они весьма чувствительны к неравномерности пода^ чи газа под провальные решетки. Неравномерная подача газа приво- дит к местному сдуву пленки жидкости с решетки. Кроме того, решет­ки аппаратов склонны к засорению.

Для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры — туманоуловители. Принцип их действия основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим стеканием жидкости по волокнам в нижнюю часть туманоуловителя. Осаждение капель жидкости происходит под действием броуновской диффузии или инерционного механиз­ма отделения частиц загрязнителя от газовой фазы на фильтроэле- ментах в зависимости от скорости фильтрации Щ. Туманоуловите- лиделят на низкоскоростные(Щ, < 0,15 м/с), в которых преобладает механизм диффузного осаждения капель, и высокоскоростные (Иф = 2...2,5 м/с), где осаждение происходит главным образом под воздействием инерционных сил.

Фильтрующий элемент низкоскоростного туманоуловителя по­казан на рис. 10.11. В пространство между двумя цилиндрами J, изго­товленными из сеток, помещают волокнистый фильтроэлемент 4, ко­торый крепится с помощью фланца 2 к корпусу туманоуловителя 1.

Рис. 10.12. Схема высокоскоростного туманоуловителя

Жидкость, осевшая на фильтроэлементе, стекает на нижний фланец 5 и через трубку гидрозатвора 6 и стакан 7сливается из фильтра. Волок­нистые низкоскоростные туманоуловители обеспечивают высокую эффективность очистки газа (до 0,999) от частиц размером менее 3 мкм и полностью улавливают частицы большего размера. Волокни­стые слои формируются из стекловолокна диаметром 7...40 мкм. Тол­щина слоя составляет 5... 15 см, гидравлическое сопротивление сухих фильтроэлементов — 200... 1000 Па.

Высокоскоростные туманоуловители имеют меньшие разме­ры и обеспечивают эффективность очистки, равную 0,9...0,98 при Ар = 1500...2000 Па, от тумана с частицами 3 мкм. В качестве фильт­рующей набивки в таких туманоуловителях используют войлоки из полипропиленовых волокон, которые успешно работают в среде раз­бавленных и концентрированных кислот и щелочей.

В тех случаях, когда диаметры капель тумана составляют 0,6...0,7 мкм и менее, для достижения приемлемой эффективности очистки приходится увеличивать скорость фильтрации до 4,5...5 м/с, что приводит к заметному брызгоуносу с выходной стороны фильтро- элемента (брызгоунос обычно возникает при скоростях 1,7...2,5 м/с). Значительно уменьшить брызгоунос можно применением брызго- уловителей в конструкции туманоуловителя. Для улавливания жид­ких частиц размером более 5 мкм применяют брызгоуловители из па­кетов сеток, где захват частиц жидкости происходит за счет эффектов касания и инерционных сил. Скорость фильтрации в брызгоуловите- лях не должна превышать 6 м/с.

Рис. 10.13. Схема насадочной башни: 1 — насадка;2 — раз­брызгиватель

На рис. 10.12 показана схема высокоскоростного волокнистого туманоуловителя с цилиндрическим фильтрующим элементом J, ко­торый представляет собой перфорированный барабан с глухой крыш­кой. В барабане установлен грубоволокнистый войлок 2 толщинрц 3...5 мм. Вокруг барабана по его внешней стороне расположен брыз- гоуловитель 7, представляющий собой набор пер­форированных плоских и гофрированных слоев ви- нилпластовых лент. Брызгоуловитель и фильтро- элемент нижней частью установлены в слой жидко­сти.

Для очистки аспирационного воздуха ванн хро­мирования, содержащего туман и брызги хромовой и серной кислот, применяют волокнистые фильтры типа ФВГ-Т. В корпусе размещена кассета с фильт­рующим материалом — иглопробивным войлоком, состоящим из волокон диаметром 70 мкм, толщи­ной слоя 4...5 мм.

Метод абсорбции — очистка газовых выбросов от газов и паров — основан на поглощении послед­них жидкостью. Для этого используют абсорберы. Решающим условием для применения метода аб­сорбции является растворимость паров или газов в абсорбенте. Так, для удаления из технологических выбросов аммиака, хлоро- или фто- роводорода целесообразно применять в качестве абсорбента воду. Для высокоэффективного протекания процесса абсорбции необхо­димы специальные конструктивные решения. Они реализуются в виде насадочных башен (рис. 10.13), форсуночных барботажно-пен- ных и других скрубберов.

Работа хемосорберов основана на поглощении газов и паров жид­кими или твердыми поглотителями с образованием малораствори­мых или малолетучих химических соединений. Основными аппара­тами для реализации процесса являются насадочные башни, барбо­тажно-пенные аппараты, скрубберы Вентури и т. п. Хемосорб- ция — один из распространенных методов очистки отходящих газов от оксидов азота и паров кислот. Эффективность очистки от оксидов азота составляет 0,17...0,86 и от паров кислот — 0,95.

Метод адсорбции основан на способности некоторых тонкодис­персных твердых тел селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты газовой смеси. Для этого метода используют адсорбенты. В качестве адсорбентов, или поглоти­телей, применяют вещества, имеющие большую площадь поверхно­сти на единицу массы. Так, удельная поверхность активированных углей достигает 10⁵...10⁶ м²/кг. Их применяют для очистки газов от органических паров, удаления неприятных запахов и газообразных Примесей, содержащихся в незначительных количествах в промыш­ленных выбросах, а также летучих растворителей и целого ряда дру- гих газов. В качестве адсорбентов применяют также простые и ком­плексные оксиды (активированный глинозем, силикагель, активи­рованный оксид алюминия, синтетические цеолиты или молекуляр­ные сита), которые обладают большей селективной способностью, чем активированные угли.

Конструктивно адсорберы выполняют в виде емкостей, запол­ненных пористым адсорбентом, через который фильтруется поток очищаемого газа. Адсорберы применяют для очистки воздуха от па­ров растворителей, эфира, ацетона, различных углеводородов и т. п.

Адсорберы нашли широкое применение в респираторах и проти­вогазах. Патроны с адсорбентом следует использовать строго в соот­ветствии с условием эксплуатации, указанным в паспорте респирато­ра или противогаза.

Несмотря на продолжающийся выпуск респираторов типа РПГ-67 [3] (ГОСТ 12.4.004—74) и большой спрос на них, они устаре­ли. К настоящему времени разработан, испытан, сертифицирован и серийно производится газозащитный респиратор РПГ-01 серии КР Сорби (ГОСТ 12.4.193—99). Он состоит из полумаски ПР—99, оголо­вья с пластмассовым наголовником и пластмассовых противогазовых фильтров. В зависимости от назначения противогазовые фильтры этого респиратора делятся на марки (обозначено буквами) и классы (обозначено цифрами) защиты (табл. 10.2).

Отбросные газы

рис. 10.14. Схема установки для тер­мического окисления:

] — входной патрубок; 2 — теплообменник; 3 — горелка; 4 — камера; 5 — выходной пат­рубок

Испытаниями (ЗАО «Сорбент — Центр Внедрение» г. Пермь) ус­тановлено, что респираторы РПГ-01 по времени защитного действия и иным показателям не уступают зарубежным аналогам.

Термическая нейтрализация основана на способности горючих га­зов и паров, входящих в состав вентиляционных или технологических выбросов, сгорать с образованием менее токсичных веществ. Для это­го метода используют нейтрализаторы. Различают три схемы терми­ческой нейтрализации: прямое сжигание; термическое окисление; каталитическое дожигание.

Прямое сжигание используют в тех случаях, когда очищаемые газы обладают значительной энергией, достаточной для поддержания горения. Примером такого процесса является факельное сжигание горючих отходов. Так нейтрализуют циановодород в вертикально на­правленных факелах на нефтехимических заводах. Разработаны схе­мы камерного сжигания отходов. Такие дожигатели можно использо­вать для нейтрализации паров токсичных горючих или окислителей при их сдувах из емкостей.

Термическое окисление находит применение в тех случаях, когда очищаемые газы имеют высокую температуру, но не содержат доста­точно кислорода или когда концентрация горючих веществ незначи­тельна и недостаточна для поддержания пламени.

В первом случае процесс термического окисления проводят в ка­мере с подачей свежего воздуха (дожигание оксида углерода и углево­дородов), а во втором — при подаче дополнительно природного газа. Схема устройства для термического окисления выбросов показана на рис. 10.14.

Каталитическое дожигание используют для превращения токсич­ных компонентов, содержащихся в отходящих газах, в нетоксичные или менее токсичные путем их контакта с катализаторами. Для реали­зации процесса необходимо кроме катализаторов поддержание таких параметров газового потока, как температура и скорость газов.

В качестве катализаторов используют платину, палладий, медь и др. Температуры начала каталитических реакций газов и паров изме-
нятся в широких пределах —200...400°С. Объемные скорости процес­са каталитического дожигания обычно устанавливают в пределах 2000...6000 ч^-1 (объемная скорость — отношение скорости движения газов к объему катализаторной массы).

Каталитические нейтрализаторы применяют для обезвреживания оксида углерода, летучих углеводородов, растворителей, отработав­ших газов и т. п.

Термокаталитические реакторы с электроподогревом типа ТКРВ разработаны Дзержинским филиалом НИИОГАЗа. Они предназна­чены для очистки газовых выбросов сушильных камер окрасочных линий от органических веществ и других технологических произ­водств.

Каталитическая нейтрализация отработавших газов ДВС на по­верхности твердого катализатора происходит за счет химических пре­вращений (реакции окисления или восстановления), в результате ко­торых образуются безвредные или менее вредные для окружающей среды и здоровья человека соединения.

Для высокоэффективной очистки выбросов необходимо приме­нять аппараты многоступенчатой очистки. В этом случае очищаемые газы последовательно проходят несколько автономных аппаратов очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки. В системе последовательно соединенных аппаратов общая эффек­тивность очистки г| = (1 - т|i)(1 - г|₂)...(1 - Лп), гдег|_ьг|2,л«— эф­фективность очистки 1, 2 и п-то аппаратов.

Такие решения находят применение при высокоэффективной очистке газов от твердых примесей; при одновременной очистке от твердых и газообразных примесей; при очистке от твердых примесей и капельной жидкости и т. п. Многоступенчатую очистку широко применяют в системах очистки воздуха с его последующим возвратом в помещение (см. рис. 10.2, а).

Производство и применение очистного оборудования. Перечень пы­ле-, газо- и туманоочистного оборудования, разработанного НИИО- ГАЗом, приведен ниже:

Очистное оборудование НИИОГАЗа

Электрофильтр ЭГВ — Для очистки от пыли невзрывоопасных технологических газов и аспирационного воздуха с температурой до 330°С.

Электрофильтр ЭГАВ СРК — Для эффективной очистки от пыли невзрывоопасных и непожароопасных дымовых газов при температу- ре от 130 до 250°С после котлоагрегатов СРК целлюлозно-бумажной промышленности.

Электрофильтр ЭВЦТ— Для очистки от пыли фосфорсодержа­щих газов с температурой от 230 до 600°С, отходящих от электротер­мических печей.

Электрофильтр ЭТМ — Для очистки газов, содержащих до 40 % туман и капли серной кислоты со следами окислов мышьяка, селена, серы и возможных примесей фтора и его соединений.

Электрофильтр ЭГАЛТ— Для очистки высокозапыленных (до 1000 г/м³) высокотемпературных (до 500°С) агрессивных газов авто­генных процессов цветной металлургии.

Электрофильтровентиляционный агрегат ЭФВА —Для отсоса и высокоэффективной очистки невзрывоопасной и непожароопасной смеси воздуха с аэрозолем, образующимся при сварке и холодной штамповке металлов при температуре очищаемой смеси до 60°С, раз­режении не более 0,6 кПа.

Рукавный фильтр ФРОС — Для очистки от пыли высокотемпера­турных газов в химической, нефтехимической и других отраслях про­мышленности.

Рукавный фильтр ФРИД-Б — Для очистки запыленных газов, не являющихся токсичными, агрессивными, пожаро- и взрывоопасными в линиях высоконапорного пневмотранспорта химической, цемент­ной и других отраслей промышленности.

Рукавный фильтр ФРИ-ЗО — Для очистки высокозапыленных газов, не являющихся токсичными, агрессивными, пожаро- и взры­воопасными, в системах аспирации и линиях пневмотранспорта хи­мической, цементной, машиностроительной и других отраслей про­мышленности.

Рукавные фильтры ФРИ-Б, ФРИ-72 — Для очистки запыленного воздуха на предприятиях мукомольной, комбикормовой, пищевой промышленности.

Рукавный фильтр ФРБИ — Для улавливания мелкодисперсных взрывоопасных красителей, пигментов и других пылей из воздуха и негорючих газов.

Рукавный фильтр ФРМ — Для очистки от пыли аспирационного воздуха технологического оборудования и дымовых газов сушильных печей на предприятиях асбестовой промышленности.

Фильтры бумажные патронные ФБПИ — Для улавливания сви- нецсодержащих аэрозолей из вентиляционных выбросов, а также для очистки неагрессивных, нетоксичных, невзрывоопасных газов от хи­мически неактивных, сухих нецементирующих пылей.

Ю—Белов 289

Волокнистый фильтр ФВГ-П— Для санитарной очистки аспира- ционного воздуха от аэрозольных растворимых в воде примесей в гальванических производствах машиностроительных предприятий.

Волокнистый фильтр ФВГ-М — Для санитарной очистки аспира- ционного воздуха от аэрозольных растворимых в воде примесей в гальванических производствах машиностроительных предприятий.

Волокнистый фильтр ФВЦ —180 — Для очистки воздуха или не­агрессивных газов от масляного тумана, выбрасываемого вакуумны­ми насосами в атмосферу.

Фильтры ротационные масляные вертикальные — Для отсоса и очистки воздуха от масляного тумана, выделяющегося при работе ме­таллообрабатывающих станков с применением минеральных масел в качестве смазочно-охлаждающих жидкостей.

Агрегат АВЦР-2000 — Для отсоса и очистки воздуха от масляного тумана в цехах, оснащенных металлообрабатывающим оборудовани­ем, работающим с применением смазочно-охлаждающих жидкостей на основе нефтяных минеральных масел.

Скруббер с шаровой насадкой СДК — Для очистки газов от фтори­стого водорода, тетрафторида кремния, фосфорного ангидрида на предприятиях по производству минеральных удобрений. Для очист­ки газов в цветной металлургии, энергетике, химической и других от­раслях промышленности.

Скруббер центробежный вертикальный полый СЦВП — Для очист­ки воздуха, удаляемого вытяжными вентиляционными системами, от пыли средней дисперсности.

Скруббер полый СП — Для очистки технологических и вентиляци­онных выбросов от пыли и газообразных соединений фтора, хлора, сернистого ангидрида.

Скруббер полый СПК-Б — Для очистки технологических и венти­ляционных выбросов производств по переработке сырья биологиче­ского происхождения от дурнопахнущих веществ, а также для улавли­вания пыли, газообразных соединений хлора, серы различных произ­водств.

Центробежный скруббер батарейного типа СЦВБ-20 — Для мок­рой очистки нетоксичных и невзрывоопасных газов от пыли в раз­личных отраслях машиностроения, например в литейных производ­ствах.

Скруббер Вентури СВ-Кк — Для охлаждения и тонкой очистки не­токсичных и невзрывоопасных газов от частиц пыли, не склонных к образованию отложений.

Труба Вентури ГВПВ — Для установки в системах охлаждения и тонкой очистки запыленных технологических газов в черной и цвет­ной металлургии, химической и нефтяной промышленности, про­мышленности строительных материалов, энергетике и др.

Каплеуловитель КЦТ— Для улавливания капель жидкости с осев­шими на них частицами пыли. Устанавливаются в технологической линии за трубами Вентури.

Конъюнктуру спроса и использования пылегазоочистного обору­дования в различных отраслях промышленности можно проследить на примере рынка США. Расход (млн дол.) компаний США на защиту атмосферного воздуха в отдельных отраслях промышленности соста­вили:

1986 г. 1988 г.

Теплоэнергетика.............................................. 1310 808

Нефтеперерабатывающая........................................... 459 656

Химическая........................................................ 320 597

Горнодобывающая........................................................ 178 57

Целлюлозно-бумажная................................................. 161 168

Металлургическая (черная и цветная).... 65 94

Автомобильная................................................................ 252 31

Машиностроение (общее)............................................ 69 88

Электротехническое машиностроение.... 111 36

Приборостроение........................................................... 20 36

10.2. ЗАЩИТА ГИДРОСФЕРЫ 10.2.1. Состав и расчет выпусков сточных вод в водоемы

Основными источниками загрязнений водоемов являются произ­водственные, бытовые и поверхностные сточные воды.

Производственные сточные воды образуются в результате ис­пользования воды в технологических процессах. Типовой состав при­месей сточных вод представлен в табл. 10.3. Сточные воды сварочных, монтажных, сборочных, испытательных цехов содержат механиче­ские примеси, маслопродукты, кислоты и тому подобные вещества в значительно меньших концентрациях, чем в рассмотренных видах цехов и участков. Наибольшую опасность в машиностроении пред­ставляют стоки гальванического производства.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: