0_Ecology

Недостатки мокрых пылеуловителей

•значительные затраты энергии при высоких степенях очистки;

•получение улавливаемого продукта в виде шлама40, что затрудняет и удорожает его последующее использование;

•необходимость организации оборотного цикла водоснабжения, то есть отстойников и перекачивающих насосов;

•образование отложений в оборудовании и газопроводах;

•коррозионный износ оборудования и газопроводов при очистке газов, содержащих агрессивные контоненты.

40Шлам — осадок в виде мелких частиц.

30

Фильтры

Фильтрация — процесс очистки газов от твёрдых или жидких частиц с помощью

пористых сред.

Типы механических фильтров

•волокнистые;

•тканевые;

•зернистые.

Волокнистыми фильтрами называют пористые перегородки, составленные из беспорядочно расположенных, однако более или менее равномерно распределённых по объёму волокон, каждое из которых принимает участие в осаждении аэрозольных частиц. Волокнистые фильтры — объёмного действия и рассчитаны на улавливание и накапливание частиц, преимущественно по всей своей глубине. Волокнистые фильтры используют, когда концентрация частиц меньше 2 г/м3 и при этом фильтр может прослужить достаточно долго.

Тканевые фильтры используются при необходимости достижения высокой эффективности и где условия позволяют использовать оборудование без повреждения. Применение фильтров ограничено температурой (500–600 К), при которой разрушается ткань, а также агрессивным составом газа.

Наиболее распространённым тканевым фильтром является рукавный фильтр, рукав которого изготавливается из фильтровальной ткани. Корпус фильтра разделён на несколько камер, в каждой из которых размещено по несколько рукавов. Фильтруясь через ткань, газ проходит в камеру, откуда через открытый пропускной клапан поступает в газопровод чистый газ. Частицы пыли, содержащиеся в неочищенном газе оседают на внутренней поверхности рукава. В результате сопротивление рукава газу увеличивается.

Рис. 5: Рукавный фильтр

31

Зернистые фильтры — насыпные фильтры, улавливающие элементы в которых — гранулы, кусочки материалов, не связанные жёстко друг с другом. В качестве насадки на фильтры используют песок, гальку, шлак41, дроблёные горные породы, древесные опилки, кокс42, крошки резины, пластмасс. Жёсткие пористые фильтры — такие фильтры, в которых зёрна прочно связаны друг с другом. В результате спекания, прессования или скреивания они образуют прочную неподвижную систему. К ним относятся: пористая керамика43, пористые металлы, пористые пластмассы. Фильтрация имеет исключительно высокую эффективность улавливания очень мелких частиц (менее 1 мкн) и, главное, ценой умеренных затрат. Для первичной фильтрации при температурах выше 500–600 К используют гравийные фильтры — очень громоздкие, тяжёлые фильтры.

Достоинства зернистых фильтров

•сравнительно низкая стоимость оборудования (за исключением металло-керамических фильтров);

•высокая эффективность тонкой очистки.

Недостатки зернистых фильтров

•высокое гидравлическое сопротивление;

•быстрое забивание фильтрующего материала пылью.

Электрофильтры

Электрофильтры — это аппараты, в которых используется электричество для отделения взвешенных частиц от газа. Сущность процесса состоит в следующем: газ, содержащий взвешенные частицы проходит через систему, состоящую из заземлённых осадительных электродов, и размещённых на некотором расстоянии, называемом межэлектродным промежутком, коронирующих электродов (1), к которым подводится выпрямленный ток высокого напряжения, и осадительного электрода (2). Силовые линии электрополя убывающей напряжённости показаны цифрой (3). При достаточно большом приложенном напряжении происходит интенсивная ударная ионизация газа, сопровождающаяся возникновением коронного

41Шлак — расплав (после затвердевания — стекловидная масса) в металлургических, плавильных процессах, покрывающий поверхность жидкого металла, состоит из всплывших продуктов пустой породы с флюсами — неорганическими веществами, которых добавляют к руде при выплавке металлов, чтобы снизить температуру плавления и легче отделить металл от пустой породы.

42Коксование — процесс переработки жидкого и твёрдого топлива нагреванием без доступа кислорода.

43Керамика — изделия из неорганических, неметаллических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, изготовляемые под воздействием высокой температуры с последующим охлаждением.

32

разряда, который на весь межэлектродный промежуток не распространяется и затухает по мере уменьшения напряжённости электрополя в направлении осадительного электрода. Газовые ионы различной полярности, образующиеся под действием сил электрического поля, движутся к разноимённым электродам, вследствие чего в межэлектродном промежутке возникает электрический ток, называемый током короны. Частицы пыли из-за адсорбции44 на их поверхности ионов приобретают в межэлектродном промежутке электрический заряд и под влиянием сил электрополя движутся к электродам, осаждаясь на них. Основное количество частиц осаждается на развитой поверхности осадительных электродов, меньшая часть попадает на коронирующие электроды. По мере накопления на электродах осаждённые чатицы удаляются встряхиванием или промывкой электродов. Преимущественной областью применения электрофильтров являются большие объёмы очистки газов.

Рис. 6: Электрофильтр

Достоинства электрофильтров

•универсальность;

•высокая степень очистки (до 99%) при сравнительно низких энергозатратах;

•улавливаются частицы всех размеров;

•возможность применения при высокой температуре и в коррозионной среде;

•системы пылеулавливания с применением электрофильтров могут быть полностью автоматизированы;

•низкие эксплуатационные затраты.

44Адсорбция — физическое сцепление ионов и молекул на поверхности тела другого состояния.

33

Недостатки электрофильтров

•капитальные затраты на сооружения;

•высокая чувствительность процесса очистки к отклонением от заданной точности, а также к незначительным механическим дефектам внутреннего оборудования;

•их не применяют, если очищаемый газ представляет собой взрывоопасную смесь.

34