ТРАДИЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ГАЗО-ПЫЛЕВЫХ СРЕД

Цели, которые надо достигнуть для сохранения окружающей среды:

-предотвратить доставку не свойственных экосистеме веществ;

-вернуть к исходному состоянию то, что уже испорчено.

В настоящее время:

• Мазо А. А.: «Любая очистка – это перенос грязи из одного места в другое»… (новые проблемы с утилизацией отходов после очистки).

• Применение очистки неизбежно ведет к удорожанию основной продукции.

Чтобы выполнить эти законы, необходимо:

а) создавать ресурсо- и энергосберегающие технологии (используется непрерывный круговорот веществ, имитирующий модели природной системы);

б) разрабатывать методы очистки, не приводящие к вторичным загрязнениям (в технологиях нет потоков, которые выводятся из системы с необходимостью последующей очистки или утилизации).

Рассмотрим вначале традиционные методы очистки, так как многие из них применяются сейчас в комбинации с мембранными технологиями.

главное условие экологизации производства – рециркуляция, за счет которой увеличивается количество возвращенного в цикл компонента (воды, воздуха) и сокращается потребление потока В (воды, воздуха и т.д.).

Важнейшие типовые экозащитные процессы

При разработке технологической схемы экозащитного процесса необходимо проанализировать пять технологических принципов:

• наилучшего использования движущих сил,

• наилучшего использования сырья,

• наилучшего использования оборудования,

• наилучшего использования энергии

• технологической соразмерности.

Для того, чтобы экозащитный процесс был эффективен и наиболее экономичен, он должен протекать:

• с возможно большей скоростью,

• при максимальном использовании сырья (обезвреживаемых токсичных компонентов),

• минимальных затратах энергии;

• как можно более высоком выходе обезвреженных продуктов с единицы объема оборудования.

На практике, при разработке технологической схемы экозащитного процесса, в первую очередь учитывают химические и экологические факторы, а затем схему детализируют с учетом технологических факторов.

Последовательность стадий разработки процесса очистки

Основные направления и приемы создания малоотходных производств представлены в виде таблицы.

Газо-пылевые смеси Очистка воздуха от пылей

Очистка воздуха от пыли может быть грубой, средней и тонкой. При грубой очистке задерживается крупная пыль (размером частиц более 100 микрометров (мкм), при средней - до 100 мкм, при тонкой до 10 мкм.

Аппаратурное оформление и основные принципы очистки воздуха от взвешенных частиц

Механические пылеуловители

применяются для грубой очистки газов от частиц более 15-20 мкм. Пылеосадительные камеры: отделение частиц от газов происходит за счет воздействия на частицы силы тяжести Земли. движение воздуха.

В пылеосадительных камерах (рис.) скорость воздуха снижается до 0.05 м/с. Эффективность процесса увеличивают за счет увеличения длины камер, уменьшения их высоты, снижения кинетической энергии частиц перегородками или путем изменения направления движения газового потока (лабиринт). Увеличение эффективности достигается ростом аэродинамического сопротивления, что влечет рост энергозатрат на процесс.

Продолжительность прохождения (с) газами осадительной камеры при равномерном распределении газового потока по ее сечению составляет:

где V_k, - объем камеры, м³;

V_Г- объемный расход газов, м³/с;

L - длина камеры, м;

В- ширина камеры, м;

Н- высота камеры, м.

ЖАЛЮЗИЙНЫЕ пылеотделители (рис.) применяются для грубой очистки ( частицы до 20 мкм). Отделение частиц происходит под действием инерционных сил, возникающих при повороте газового потока на входе в жалюзийную решетку.

В циклонах для очистки воздуха используется центро-бежная сила. Воздуху придается вращательно-нис-ходящее движение, отчего частицы пыли отбрасываются к стенкам и опускаются ко дну циклона, откуда удаляются в пылесборник. Циклоны задер-живают частицы более 10 мкм и применяются в качестве предварительной ступени очи-стки, их эффективность 85-95 %.

Недостатком циклонов является их малая долговечность при пыли с абразивными свойствами. Например, циклон из 10 мм стального листа из СТ-3 при литейной пыли служит полгода, а при футеровке каменным литьем - 1,5 года.

Одной из разновидностей циклонов являются ПРЯМОТОЧНЫЕ циклоны (газ проходит не по спирали). Они обладают меньшим гидравлическим сопротивлением, меньшими габаритами, но и меньшей эффективностью очистки. Они применяются для очистки газового потока от крупнозернистой пыли.

Для очистки больших масс газов (дымовые газы, пыль сушилок) применяют БАТАРЕЙНЫЕ циклоны, состоящие из большого числа циклонных элементов.

Применяются для сухого пылеулавливания РОТАЦИОННЫЕ пылеуловители (рис.) - аппарат центробежного действия, который одновременно с перемещением воздуха очищает его от относительно крупных (более 5-8 мкм) фракций пыли; обычно совмещаются с вентилятором - требуют меньших площадей для их размещения.

Рисунок – Пылеуловители ротационного типа

В ротационных пылеуловителях отделение твердых частиц от газового потока происходит за счет совместного действия гравитационных и инерционных сил; последние возникают при повороте газового потока на 180 град за срезом входной трубы. Эффективность очистки 0,65 крупной фракции.

К аппаратам цент-робежного действия относятся ВИХРЕВЫЕ пылеуловители соп-лового и лопаточного типа. Основным отличием вихревых пылеулови-телей от циклонов является наличие вспомогательного за-кручивающего потока.

Рисунок – ВИХРЕВЫЕ пылеуловители соплового и лопаточного типа

Существует 2 конструктивные разновидности ВПУ: сопловые и лопаточные. Сопловый газ поступает через камеру 5 через изогнутый патрубок 4. Для предварительного закручивания запыленного газа в камеру 5 встроен лопаточный завихритель типа «розетка» 2. При движении вверх к выхлопному патрубку 6 газовый поток подвергается воздействию вытекающих из завихрителя 1 струй вторичного воздуха, которые придают потоку вращательное движение. Под действием центробежных сил, возникающих при закручивании потока, частицы пыли устремляются к его периферии, откуда спиральными струями вторичного потока перемещаются к низу аппарата. Безвозвратный спуск пыли в бункер обеспечивается подпорной шайбой 3.

В качестве вторичного газового потока используется наименьшая очищенная часть (у периферии потока) газа. Эффективность очистки 0,86-0,96.