- •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
§5. Очистка газов в мокрых пылеуловителях
Достоинства мокрых пылеуловителей:
-
более высокая эффективность улавливания взвешенных частиц;
-
улавливание мелких частиц размером до 0,1 мкм;
-
возможность очистки газа при высокой температуре и повышенной влажности, при опасности возгорания или взрыва очищенного газа и уловленной пыли;
-
возможность наряду с пылями улавливать парообразные и газообразные компоненты.
Недостатки мокрых пылеуловителей:
-
выделение уловленной пыли в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод;
-
возможность уноса капель жидкости и осаждения их с пылью в газоходах;
-
необходимость защиты аппаратуры и коммуникаций антикоррозионными материалами в случаях очистки агрессивных газов.
В качестве орошающей жидкости в мокрых пылеуловителях чаще всего используется вода. В зависимости от характера поверхности контакта фаз или по способу действия их подразделяют на 8 видов:
1) полые газопромыватели;
2) насадочные скрубберы;
3) тарельчатые (барботажные и пенные);
4) с подвижной насадкой;
5) ударно-инерционного действия (ротоклоны);
6) центробежного действия;
7) механические газопромыватели (практически не используются);
8) скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури и эжекторные скрубберы).
Характерной конструкцией полого газопромывателя является форсуночный скруббер, изображенный на рис. 42.
Он представляет собой колонну круглого или прямоугольного сечения, в которой осуществляется контакт между газом и каплями жидкости.
По направлению движения газа и жидкости полые скрубберы делят на противоточные, прямоточные и скрубберы с поперечным подводом жидкости.
Скорость газа в полых скрубберах 0,6...1,2 м/с, аэродинамическое сопротивление не более 250 Па. Удельный расход жидкости на орошение m = 0,5...8 л на 1 м3 газа.
Насадочные скрубберы представляют собой колонны с насадкой определенной толщины, перекрывающей все поперечное сечение аппарата. Их используют для улавливания хорошо смачиваемой пыли при невысокой ее концентрации. Из-за частой забивки насадки такие газопромыватели используются мало.
К тарельчатым газопромывателям относятся барботажные и пенные аппараты. Наиболее распространены пенные газопромыватели с провальными тарелками и тарелками с переливом. Тарелки с переливом имеют отверстия диаметром 3-8 мм и свободное сечение 0,15...0,25 м2/м2. Провальные тарелки могут быть дырчатыми, щелевыми, трубчатыми и колосниковыми. Дырчатые тарелки имеют отверстия диаметром 4-8 мм. Ширина щелей у остальных конструкций тарелок равна 4-5 мм.
Очищенный газ
Вода Вода
Запыленный
газ
Шлам
Рис. 42. Полый форсуночный скруббер
Пример конструкции пенного пылеуловителя показан на рис. 43. Пыль в данном аппарате улавливается пенным слоем, который образуется при взаимодействии газа и жидкости. Удельный расход орошающей жидкости m = 0,4...0,6 л/м3.
Пенный слой
Приемная коробка Сливная коробка
Вода
Шлам
Шлам
Рис. 43. Пылеуловитель с пенным слоем
Большое распространение в пылеулавливании имеют газопромыватели с подвижной насадкой (рис. 44).
В качестве насадки используются шары из полимерных материалов, стекла или пористой резины. Плотность шаров насадки не должна превышать плотности жидкости.
Вода
Подвижные шарообразные
элементы
Загрязненный
газ
Шлам
Рис. 44. Газопромыватель с подвижной шаровой насадкой
Оптимальные параметры процесса пылеулавливания: скорость газа 5-6 м/с, удельное орошение 0,5...0,7 л/м3; диаметр шаров 20...40 мм.
В газопромывателях ударно-инерционного действия контакт газов с жидкостью осуществляется за счет удара газового потока о поверхность жидкости с последующим пропусканием газожидкостной взвеси через отверстия различной конфигурации или непосредственным отводом взвеси в сепаратор жидкой фазы.
Наиболее простым по конструкции является аппарат, показанный на рисунке 45.
1
1 - входной патрубок;
2 - резервуар с жидкостью;
3 - смывное сопло
3 2
Рис. 45. Скруббер ударно-инерционного действия
Газ с большой скоростью входит в колонну. При повороте на 1800 происходит инерционное осаждение частиц пыли на поверхности жидкости. В основе процесса лежит «механизм удара».
Газопромыватели центробежного действия - одни из наиболее распространенных скрубберов (рис. 46). По конструктивному признаку их делят на 2 вида:
1) аппараты с центральной лопастной закруткой газового потока;
2) аппараты с тангенциальным или улиточным подводом газа.
Большинство отечественных скрубберов имеют тангенциальный подвод газа и пленочное орошение (жидкость стекает по внутренней поверхности стенки аппарата).
2
3 1 - входной патрубок;
4 2 - выходной патрубок;
3 - кольцевой коллектор;
1 4 - сопло
Рис. 46. Циклон с водяной пленкой
Центробежные газопромыватели используются для очистки газа от любых видов нецементирующейся пыли.
Основной частью скоростных газопромывателей (скрубберов Вентури) является труба-распылитель, в которой обеспечивается интенсивное дробление жидкости газовым потоком, движущимся со скоростью 40...150 м/с (рис. 47).
Очищенный газ
Вода
1 - труба-распылитель,
2 2 - циклон-каплеуловитель
1
Шлам
Рис. 47. Скруббер Вентури
Эффективность пылеулавливания в скоростных газопромывателях зависит от скорости газа и удельного орошения. Обычно удельное орошение m = 0,1...1,5 л/м3 газа.