Практическая работа 9

 

АППАРАТЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

 

Цель: сформировать представление об устройстве и принципе действия аппаратов для очистки воздуха

 

План

1)       Пылеосадительная камера

2)       Циклон

3)       Рукавный фильтр

4)       Скруббер Вентури

5)       Пенный пылеулавливатель

6)       Трубчатый электрофильтр

 

1 Осаждение пыли под действием силы тяжести. Осаждение пыли под действием силы тяжести осуществляется в различных аппара­тах периодического и полунепрерывного действия, в которых про­исходит изменение направления и скорости потока газовзвеси.

Разделение пылегазовых систем в поле действия сил тяжести осуществляют в гравитационных пылеосадительных камерах, кото­рые являются аппаратами периодического действия (рис. 3.43).

nnn1.png

Рис. 3.43. Пылеосадительная камера:

1 — камера; 2 — отражательная перего­родка; 3 — полки; 4 — люки для удаления пыли

За­пыленный газ поступает в камеру 1, внутри которой установлены на расстоянии 40... 100 мм горизонтальные полки (перегородки) 3. Частицы пыли оседают на полках, а газ огибает вертикальную от­ражательную перегородку 2 и через люки 4 удаляется из камеры.

Пылеосадительные камеры предназначены для грубой (50. 100 мкм) очистки газовых потоков от пыли. Достигаемая степень очистки 40...50 %.

2 Осаждение пылегазовых неоднородных систем под действием цен­тробежной силы. Центробежное осаждение твердых частиц более эффективно, чем осаждение под действием гравитационных сил.

Циклоны обладают небольшим гидравлическим сопротив­лением и позволяют достигать относительно высокой степени очистки. Их широко применяют для разделения неоднородных систем «газ твердое тело» под действием центробежной силы, например для улавливания частиц сахара, барды сухого молока и др. Циклон (рис. 3.44) имеет цилиндрический корпус 1 с кониче­ским днищем.

  nnn2.png

Рис. 3.44. Циклон:

1-корпус; 2 входной патрубок; 3 — выходная труба;
4 — пылеотводящий патрубок

Пылегазовая система вводится в циклон тангенци­ально через патрубок 2 со значительной скоростью (20...25 м/с), при этом прямолинейное движение газового потока преобразует­ся во вращательное. Поток запыленного газа движется в циклоне вниз по спирали. Частицы пыли как более тяжелые прижимаются к внутренней поверхности циклона и сползают вниз через пыле­отводящий патрубок 4 в пылесборник, соединенный с этим пат­рубком. Газ, дойдя до конца конической части циклона и не нахо­дя выхода (пылесборник закрыт), меняет направление, закручи­вается по меньшему радиусу и выходит по выходной трубе 3

Фильтрование газов

Очистку запыленного газа можно осуществлять с помощью фильтрующих пористых перегородок, пропускающих газ и задер­живающих на своей поверхности твердые частицы.

Фильтрующие пористые перегородки бывают трех видов: мяг­кие, полужесткие и жесткие.

Фильтры с мягкими пористыми перегородками. К числу наиболее широко применяемых относятся рукавные фильтры.

Рукавные фильтры. Рукавные фильтры (рис. 3.46) используют­ся в табачной промышленности для разделения табачной пыли, в молочной промышленности в распылительных сушилках при улав­ливании частиц сухого молока.

Рукавный фильтр состоит из корпуса 7, в котором находятся тканевые мешки 2 (рукава) (обычно d = 200 мм и / = 3...8 м). Нижние открытые концы рукавов закреплены на патрубках об­щей трубной решетки б, верхние концы снабжены крышками, подвешенными к общей раме 3.

 

 

 nnn3.png

Рис. 3.46. Рукавный фильтр:

1 корпус; 2 — тканевые мешки; 2 — рама; 4 — ку-
лачковый механизм; 5— выпускная труба; 6 — решет-
ка; 7 — секторный затвор

 

Запыленный газ проходит изнутри рукавов наружу. При этом пыль осаждается на внутренней поверхности и в порах ткани, а очищенный газ удаляется через выпускную трубу 5. По мере уве­личения толщины слоя пыли сопротивление ткани возрастает. По­этому рукава периодически очищают встряхиванием мешков с по­мощью специального кулачкового механизма 4, и пыль отводится через секторный затвор 7. В некоторых фильтрах наряду с механи­ческим встряхиванием рукава продувают воздухом, пропускаемым в направлении, обратном движению очищенного газа.

Для рукавных фильтров характерна высокая степень обеспыли­вания газа (до 5 мг/м3). Их недостатками являются большой износ рукавов и высокое сопротивление по газу.

Мокрая очистка газов. Мокрую очистку применяют для тон­кой очистки газов от пыли в аппаратах, называемых скруббера­ми, в которых газы промываются водой или другой жидкостью. В этом случае используются силы поверхностного натяжения, за счет которых твердые частицы прилипают к каплям или пленке жид­кости (жидкость должна смачивать пыль).

Иногда мокрая очистка совмещается с процессом абсорбции вредных газообразных или паровых примесей, содержащихся в от­ходящих газах. Для эффективного обеспыливания необходимо обеспечить максимальную поверхность контакта промывной жид­кости с запыленным газом.

Мокрая очистка имеет ряд преимуществ перед «сухими» спо­собами (высокая степень очистки, уменьшение взрывоопасно­сти), однако большими недостатками являются коррозия кон­струкций аппаратов, необходимость организации удаления и очистки жидких стоков в условиях оборотного водоснабжения, необходимость теплоизоляции аппаратов при работе в холодном кли­мате.

4 Скруббер Вентури. Для тонкой очистки газов от пыли применя­ют скруббер Вентури (рис. 3.47), который используется для улав­ливания частиц меньше 1 мкм. Он представляет собой комбинацию центробежного скруббера и трубы Вентури. Запыленный газ поступает в конфузор 1, где ускоряется до скорости 60... 150 м/с Промывная жидкость подается в аппарат через разбрызгиватель 2 и разбрызгивается высокоскоростным потоком газа. При движе­нии по диффузору 3 скорость потока снижается, и он через тан­генциальный патрубок 4 вводится в циклонный сепаратор 5 Здесь под действием центробежной силы капли жидкости с удавленны­ми твердыми частицами отделяются от газа и в виде шлама спол­зают к коническому днищу к нижнему патрубку и выводятся че- рез него. Очищенный газ выбрасывается в атмосферу. Степень очистки 2 200     12 800 гидравлическое сопротивление очень велико -

 nnn4.png

Рис. 3.47. Скруббер Вентури:

1 — конфузор; 2 — разбрызгиватель; 3 — диф-
фузор;
4 — патрубок; 5 — циклонный сепаратор

 

 

5 Пенный пылеуловитель.

 

Для очистки сильно запыленных газов используют барботажные (пенные) пылеуловители.

Высокая степень очистки газов, содержа­щих до 300 г/м3 растворенных в воде веществ, достигается в пенном пылеуловителе (рис. 3.48), разработанном М.Е.Позиным. В дан­ном аппарате проходящая по решеткам 1 вода взаимодействует с барботирующим через нее газом и превращается в слой подвижной пены, что обеспечивает большую поверхность контакта фаз, а следовательно, и высокую степень очистки газа от пыли. Избыток пены и жидкости с каждой тарелки, пере­ливаясь через сливной порог 2, проходит через гидравлический затвор 3 на последующую тарелку, а образующаяся при этом сус­пензия отводится через патрубок снизу. При скорости воздуха 2,5...3,0 м/с, высоте слоя пены 150...200 мм и наличии в аппарате не менее двух тарелок степень очистки воздуха достигает 98... 99 %.

С увеличением скорости воздуха гидравлическое сопротивле­ние пенного слоя снижается из-за уменьшения плотности воз­душно-водяной смеси.

 

 

 nnn5.png

Рис. 3.48. Пенный пылеуловитель:

1 решетка; 2 — сливной порог; 3 — гидравлический
затвор

 

 

6 Трубчатый электрофильтр.

Запыленный газ (рис. 3.49) поступает в нижнюю часть аппарата и распределяется по трубчатым электродам (анодам) 5, внутри которых расположены корони- рующие электроды 4 (катоды) в виде стержней. Катоды подвеше­ны на общей раме 3, которая опирается на изоляторы 2. Твердые частицы, осаждающиеся на аноде, периодически встряхиваются встряхивающим устройством 1 и удаляются из пылесборника 7, расположенного в нижней части аппарата.

 

nnn6.png

Рис. 3.49. Трубчатый электрофильтр:

1 — встряхивающее устройство; 2 — изолятор; 3 — рама; 4 — корониру- ющий электрод (катод); 5 — трубча­тый электрод (анод); 6 решетка; 7 — пылесборник

 

 

 

Скорость газа в трубчатом электрофильтре составляет 0 75... 1,э м/с.

После очистки промышленных газов собранную пыль необхо­димо утилизировать или вывозить на свалку.

 

Контрольные вопросы

1 Какой аппарат используют для тонкой очистки газов от пыли?

2 На чем оседают частицы пыли в трубчатом электрофильтре?

3 В чем заключается принцип мокрой очистки?

4 В каких отраслях применяются рукавные фильтры?

5 Под действием каких сил осуществляется процесс очистки в пылеосадительной камере и циклоне?