- •Б.И.Дегтерев
- •Ученым советом ВятГту
- •Киров 1998
- •Введение
- •Глава 1. Предмет и задачи экологии §1. История развития экологической науки
- •§2. Структура современной экологии
- •§3. Основные задачи экологии
- •§2. Роль магнитного поля Земли
- •§3. Функции живого вещества биосферы
- •§4. Этапы эволюционного развития биосферы
- •§5. Этапы взаимодействия человечества с биосферой
- •Глава 3. Экологические факторы среды §1. Классификация экологических факторов
- •§2. Абиотические факторы
- •§3. Биотические факторы
- •§4. Фундаментальный биологический принцип
- •§5. Закон минимума Либиха
- •§6. Ареал обитания и экологическая ниша. Адаптации
- •§7. Экологическая система и биогеоценоз
- •Глава 4. Принципы функционирования экосистем §1. Движение вещества и энергии по пищевым цепям
- •§2. Круговорот элементов
- •Круговорот углерода
- •Круговорот фосфора
- •§3. Источник энергии для экосистем. Пирамида биомассы
- •Глава 5. Антропогенные воздействия на природу §1. Классификация антропогенных воздействий
- •§2. Виды воздействий на литосферу.
- •§3. Загрязнение литосферы
- •§4. Загрязнение гидросферы. Водопользование и водопотребление
- •§5. Загрязнение атмосферы
- •§6. Воздействие атмосферных выбросов на почвы и живые организмы
- •§7. Взаимодействие и трансформация загрязнений в атмосфере. Вторичные явления
- •§8. Энергетические загрязнения природных сред
- •§9. Проблемы околоземного пространства
- •Глава 6. Инженерная защита литосферы §1. Основные пути решения проблемы
- •§2. Противоэрозионные мероприятия. Рекультивация земель
- •§3. Использование вторичных ресурсов
- •§4. Методы подготовки и переработки твердых отходов
- •Классификация и сортировка
- •Укрупнение частиц
- •Физико-химическое выделение компонентов при участии жидкой фазы
- •Термическая обработка
- •§5. Сохранение поверхности земли и рельефа при строительстве
- •Глава 7. Инженерная защита гидросферы §1. Контроль качества водных ресурсов
- •§2. Нормирование сбросов загрязняющих веществ в водные объекты
- •Экологическое состояние водных объектов Кировской области
- •§3. Условия выпуска сточных вод в водоемы
- •§4. Мероприятия по сохранению и восстановлению чистоты водоемов
- •§5. Вопросы охраны водных ресурсов при проектировании
- •§6. Очистка сточных вод
- •Глава 8. Инженерная защита атмосферы §1. Контроль качества атмосферного воздуха
- •§2. Защита атмосферы от промышленных загрязнений
- •§3. Гравитационные, инерционные и центробежные пылеуловители
- •§4. Очистка газов в фильтрах
- •§5. Очистка газов в мокрых пылеуловителях
- •§6. Электрическая очистка газов
- •Глава 9. Нетрадиционные источники энергии §1. Причины повышенного интереса к нетрадиционным энергоисточникам
- •§2. Солнечная энергетика
- •Тепловые стационарные устройства
- •Фотоэлектрическая солнечная электростанция
- •§3. Энергия атмосферных источников
- •Энергия атмосферного электричества
- •§4. Энергия океана
- •Энергия волн
- •Энергия приливов
- •Энергия океанских течений
- •Тепловая энергия океана
- •§5. Энергия литосферы
- •§6. Биологические источники энергии
- •Строительная площадка
- •Автодороги
- •§2. Уровни биопозитивности
- •Шумозащитные стены и здания
- •§3. Энергоактивные здания
- •Гелиоэнергоактивные здания
- •Ветроэнергоактивные здания
- •Биоэнергоактивные здания
- •Литература
- •Оглавление
§4. Очистка газов в фильтрах
В основе работы пористых фильтров лежит процесс фильтрации газов через пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее.
Фильтрующие перегородки состоят из волокнистых или зернистых элементов и условно подразделяются на следующие типы:
1 - гибкие пористые перегородки (тканевые материалы из природных, синтетических или минеральных волокон; нетканые волокнистые материалы - войлоки, иглопробивные материалы, бумага, картон; ячеистые листы - пенополиуретан, ячеистая резина);
2 - полужесткие пористые перегородки (слои волокон, стружка, вязаные сетки, расположенные на опорных устройствах или зажатые между ними);
3 - жесткие пористые перегородки (зернистые материалы - пористая керамика или пластмасса, спеченые или спрессованные порошки металлов, пористые стекла; волокнистые материалы - сформированные слои из стеклянных или металлических волокон; металлические сетки и перфорированные листы).
В зависимости от назначения, а также величины входной и выходной концентрации загрязнений фильтры условно разделяют на 3 класса:
1 - фильтры тонкой очистки (высокоэффективные или абсолютные фильтры) - предназначены для улавливания субмикронных частиц с очень высокой эффективностью (более 99%) из промышленных газов с низкой входной концентрацией (менее 1 мг/м3) и скоростью фильтрования менее 10 см/с. Фильтры применяются для улавливания особо токсичных веществ. Они не подвергаются регенерации.
2 - воздушные фильтры - используются в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. Работают при концентрации пыли не менее 50 мг/м3, при высокой скорости фильтрации - до 3 м/с. Фильтры могут быть нерегенерируемыми и регенерируемыми.
3 - промышленные фильтры - тканевые, волокнистые, зернистые - применяются для очистки промышленных газов с концентрацией загрязнений до 60 г/м3. Фильтры как регенерируются, так и не регенерируются.
Рассмотрим подробнее конструкции фильтров 3 класса - промышленных фильтров.
Наибольшее распространение имеют тканевые фильтры, например, рукавные фильтры (рис. 41).
Корпус фильтра представляет собой металлический шкаф, разделенный вертикальными перегородками на секции, в каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, соединенной с встряхивающим механизмом. Внизу имеется бункер для пыли со шнеком для ее выгрузки. Встряхивание рукавов в каждой секции производится поочередно.
Различают рукавные фильтры всасывающего и напорного типов. В качестве фильтрующих применяют материалы двух типов: обычные ткани и войлоки.
К тканям предъявляются следующие основные требования:
-
высокая пылеемкость и механическая прочность;
-
способность сохранять оптимальную воздухопроницаемость.
1 - корпус 2
2 - встряхивающее устройство 1
3 - рукав 3
4 – распределительная решетка 4
Рис. 41. Конструкция рукавного фильтра
Фильтрующий элемент волокнистых фильтров состоит из одного или нескольких слоев, в которых однородно распределены волокна. Это фильтры объемного действия, т.к. они рассчитаны на улавливание и накопление частиц по всей глубине слоя. Для фильтров используются естественные или искусственные волокна толщиной от 0,01 до 100 мкм.
Толщина фильтрующих сред - от десятых долей миллиметра (бумага) до 2 м (многослойные глубокие насадочные фильтры долговременного использования).
Из сухих промышленных волокнистых фильтров можно выделить:
а) тонковолокнистые фильтры;
б) глубокие фильтры;
в) предфильтры.
Тонковолокнистые фильтры применяются для улавливания высокодисперсных аэрозолей с эффективностью не менее 99%. Скорость фильтрации 0,01...0,1 м/с. Сопротивление чистых фильтров 200...300 Па, забитых пылью фильтров - до 1500 Па. Регенерацию после забивания пылью не осуществляют.
Глубокие фильтры - многослойные. Они используются для очистки вентиляционного воздуха и технологического газа от радиоактивных частиц. Фильтры рассчитаны на работу в течение 10-20 лет. После этого их захороняют с цементированием.
Предфильтры (фильтры грубой очистки) предназначены для снижения начальной концентрации частиц перед фильтрами тонкой очистки.
Существуют также мокрые промышленные волокнистые фильтры: сеточные, самоочищающиеся, с периодическим или непрерывным орошением.
Зернистые фильтры применяются для очистки газов реже, чем волокнистые фильтры. Достоинства зернистых фильтров:
а) доступность материала;
б) возможность работы при высоких температурах и в условиях агрессивной среды;
в) возможность выдерживать большие механические нагрузки и перепады давлений, резкие изменения температуры.
Различают насадочные и жесткие зернистые фильтры.
Насадочные (насыпные) фильтры включают в себя улавливающие элементы, не связанные друг с другом. В качестве насадки в них используется песок, галька, шлак, дробленые горные породы, кокс и другие материалы. Высота слоя на сетках фильтра 0,1...0,15 м.
В жестких зернистых фильтрах зерна прочно связаны друг с другом в результате спекания, прессования или склеивания. При этом они образуют прочную неподвижную систему. К материалам, используемым в жестких зернистых фильтрах, относятся: пористая керамика, пористые металлы, пористые пластмассы.