3– среднедисперсная (10-40 мкм),
4– мелкодисперсная (1-10 мкм),
5– очень мелкодисперсная (менее 1мкм).
Различают истинную и кажущуюся и истинную плотность пыли, а также насыпную плотность. Слипаемость пыли определяется адгезионными свойствами частиц. Смачиваемость частиц влияет на работу мокрых пылеуловителей, а их электрозаряженность – на поведение в пылеуловителях и газоходах.
Сухие пылеуловители
Классификация пылеулавливающего оборудования основана на принципиальных особенностях процесса отделения твердых частиц от газовой фазы. Различают:
- оборудование для улавливания пыли сухим способом, к которому относятся циклоны, пылеосадительные камеры, вихревые циклоны,
жалюзийные и ротационные пылеуловители, электрофильтры, фильтры;
- оборудование для улавливания пыли мокрым способом, к которому относятся скрубберы Вентури, форсуночные скрубберы, пенные аппараты и др.
Циклоны. Газовый поток вводится в циклон через патрубок по касательной к внутренней поверхности корпуса и совершает вращательно – поступательное движение вдоль корпуса к бункеру. Отделение частиц пыли происходит при повороте газового потока в бункере на 180 градусов.
Освободившись от пыли, газовый поток образует вихрь и выходит из бункера,
давая начало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу. Для нормальной работы циклона необходима герметичность бункера. Избыточное давление газов в циклоне не должно превышать 2.5 кПа.
Для очистки больших масс газов применяют батарейные циклоны,
состоящие из большего числа параллельно установленных циклонных эле-
ментов. Конструктивно они объединяются в один корпус и имеют общий
151
подвод и отвод газа.
Ротационные пылеуловители относят к аппаратам центробежного действия, которые одновременно с перемещением воздуха очищают его от фракции пыли крупнее 5 мкм. Они обладают большой компактностью, т.к.
вентилятор и пылеуловитель обычно совмещены в одном агрегате.
При работе вентиляторного колеса частицы пыли за счет центробежных сил отбрасываются к стенке спиралеобразного кожуха и движутся по ней в направлении выхлопного отверстия. Газ, обогащенный пылью. через специальное пылеприемное отверстие отводится в пылевой бункер, а
очищенный газ поступает в выхлопную трубу.
Более перспективными пылеотделителями ротационного типа ( > 5 мкм )
являются ПРП - противопоточные ротационные пылеотделители.
Пылеотделитель состоит из встроенного в кожух полого ротора с перфорированной поверхностью и колеса вентилятора. Ротор и колесо насажены на общий вал. При работе запыленный воздух поступает внутрь кожуха, где закручивается вокруг ротора. В результате вращения пылевого потока возникают центробежные силы, под действием которых частицы пыли стремятся в радиальном направлении выделиться из потока. Одновременно в противоположном направлении на них действуют силы аэродинамического сопротивления. Частицы, центробежная сила которых больше силы аэродинамического сопротивления. отбрасываются к стенкам кожуха и поступают в бункер. Очищенный воздух через перфорацию ротора всасывается в вентилятор и затем выводится наружу. Вихревые пылеуловители
(ВПУ) также относят к аппаратам центробежного действия. Отличительная особенность ВПУ – высокая эффективность очистки газа от мельчайших фракций, что позволяет им в отдельных случаях конкурировать с фильтрами.
Запыленный газ поступает в камеру через изогнутый патрубок. Для предварительного закручивания газа в камеру встроен лопаточный завихритель типа «розетки». В ходе своего движения к выходному патрубку газовый поток подвергается воздействию вытекающих из завихрителя струй вторичного
152
воздуха, которые придают потоку вращательное движение. Под действием центробежных сил частицы пыли устремляются к его периферии, откуда спиральными струями вторичного потока перемещаются к низу аппарата в кольцевое межтрубное пространство. Безвозвратный спуск пыли в бункер обеспечивается подпорной шайбой. Вторичный воздух в ходе спирального обтекания потока очищаемого газа постепенно проникает в него.
В радиальных пылеуловителях отделение твердых частиц от газового потока происходит при совместном действии гравитационных и инерционных сил. Последние возникают при повороте газового потока за срезом входной трубы на 180 градусов.
Для разделения газового потока на очищенный газ и обогащенный пылью используют жалюзийный пылеотделитель. На жалюзийной решетке газовый поток расходом Q разделяется на два потока Q1 и Q2, причем Q1=(0.8…0.9)Q (очищенный газ). Отделение частиц на жалюзийной решетке производится под действием инерционных сил, возникающих при повороте газового потока на входе в жалюзийную решетку, а также за счет соударения частиц с поверхностью и их отражения.
Электрофильтры. Электрическая очистка - один из наиболее совер-
шенных видов очистки газа от взвешенных частиц пыли и тумана. Процесс основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждения последних на осадительных и коронирующих электродах. В зазоре между коронирующим и осадительным электродами создается электрическое поде убывающей напряженности.
Напряжение к электродам подается от выпрямителя.
В промышленности используют несколько типовых конструкций сухих и мокрых электрофильтров, применяемых для очистки технологических выбросов.
Для тонкой очистки газов от пыли различных видов рекомендуется применять сухие электрофильтры типа УГМ (унифицированные горизон-
тальные малогабаритные). Равномерный подвод газа к электродам достигается
153
установкой распределительной решетки на входе в фильтр.
Мокрый электрофильтр типа С. В корпусе установлены коронирующие и осадительные электроды, к которым подводится газ через распределительные решетки. В верхней части фильтра установлены смолоулавливающие зонты.
Уловленная смола стекает в бункер и через гидрозатвор выводится из аппарата.
При загустении смолы аппарат разогревают паром.
Для очистки вентиляционных выбросов от пыдей с малой концентрацией загрязнений применяются двухзонные электрофильтры типа ФЭ, РИОН и др.
Поток воздуха в таком фильтре проходит последовательно зоны ионизации и осаждения, а также противоуносный пористый фильтр. Накопленная пыль периодически смывается водой.
Для очистки от пыли, туманов, масел и т.п. применяют электрические туманоуловитеди УУП. В корпусе установлен электрический туманоуловитель типа ФЭ, который питается от источника напряжением 13 кВ. Загрязненный воздух через входной патрубок, распределительную решетку и сетку поступает к туманоуловитедю, очищается от примесей и, пройдя каплеуловитель, подается на выход УПП.
Фильтры широко используют для тонкой очистки газовых выбросов от примесей. Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении через них дисперсных сред
Фильтр представляет собой корпус» разделенный пористой перего-
родкой (фильтроэлементом) на две полости. Частицы примесей оседают на входной части пористой перегородки и задерживаются в порах, образуя на поверхности перегородки сдой, и таким образом становятся для вновь поступающих частиц частью фильтровой перегородки. Осаждение частиц на поверхность пор фильтроэлемента происходит в результате совокупного действия эффекта касания, а также диффузионного. инерционного и гравитационного процессов.
Расчет фильтров сводится к определению площади фильтровальных элементов, гидравлического сопротивления фильтровального элемента и
154
фильтра, продолжительности работы фильтра до регенерации фильтровальных элементов и мощности привода вентилятора.
Одним из распространенных фильтрующих материалов служат прово-
лочные сетки, изготовленные из низкоуглеродистых или высоколегированных сталей, меди, латуни, бронзы, никеля и др.
Во всех технически развитых странах ведутся работы по созданию фильтрующих элементов из пористой керамики и пористых металлов раз-
личных типов.
Мокрые пылеуловители.
Характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкодисперсных пылей с диаметром частиц более 0,3 - 1 мкм, а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов. Работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность либо капель жидкости, 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 по-
верхность капель на практике более применимы скрубберы Вентури. Кроме того, конструктивно мокрые пылеуловители разделяют на форсуночные и центробежные скрубберы, аппараты ударно-инерционного типа, барботажно-
пенные аппараты и др.
Основная часть скруббера - сопло Вентури, в конфузорную часть которого подводится запыленный поток газа и через центробежные форсунки -
жидкость на орошение. В диффузорной части сопла поток тормозится и подается в каплеуловитель. Каплеуловитель обычно выполняют в виде прямоточного циклона.
Разновидностью аппаратов для улавливания пыли осаждением частиц на каплях жидкости являются форсуночные скрубберы. Запыленный газовый поток поступает в скруббер по патрубку и направляется на зеркало воды, где осаждаются наиболее крупные частицы пыли. Газовый поток и мелкодисперсная пыль, распределяясь по всему сечению корпуса, поднимаются
155