Оценка эффективности систем пылегазоочистки

Проводится с использованием следующих показателей:

Степень или эффективность очистки газов — это отношение количества уловленного загрязняющего вещества к количеству, поступающему в аппарат, определяется по формуле:

где:

М_ул, М_вх, М_вых — соответственно количество уловленного в аппарате, входящего и выходящего из аппарата загрязняющего вещества, кг/с;

С_вх, С_вых — концентрация загрязняющего вещества в единице объема сухого газа соответственно на входе и выходе из аппарата, г/м³;

Q_вх, Q_вых — расход газа соответственно на входе и выходе из аппарата, м^3.

При работе газоочистного аппарата без утечек и подсосов воздуха, существенного изменения температуры, давления и влажности очищаемого газа степень очистки определяется следующим образом:

Степень (эффективность) очистки и коэффициент проскока выражаются в долях единицы или в %.

Эффективность улавливания частиц пыли (степень очистки) зависит от ее дисперсного состава.

В первую очередь улавливаются крупные частицы пыли. Эффективность пылеулавливающего оборудования характеризуется достигаемой фракционной или парциальной степенью очистки.

Фракционная степень очистки — отношение количества пыли данной фракции, уловленной в аппарате, к количеству входящей пыли той же фракции.
Парциальная степень очистки — отношение количества частиц данного размера, уловленных в аппарате, к количеству частиц данного размера на входе в аппарат.

Наиболее широко в практике применяются аппараты сухой инерционной очистки газов. Принцип действия этих аппаратов состоит в осаждении пыли в результате изменения направления и скорости движения счищаемого газового потока и ударения частиц пыли о стенки и поперечные преграды. Эти аппараты отличаются простотой конструкции и изготовления.

Простейшими установками для улавливания крупнодисперсной пыли, работающими по принципу гравитационного осаждения, являются пылеосадительные камеры. Они используются в качестве первой ступени очистки газов для улавливания наиболее крупных частиц (30 - 100 мкм), позволяют избежать осаждения пыли в газоходах и снижают нагрузку на последующие ступени очистки.

Коэффициент проскока — отношение количества загрязняющего вещества, выходящего с выбросами из аппарата пылегазоочистки, к количеству, поступившему в него:

Устройство и принцип действия пылеосадительной камеры показаны на рисунке 4.7. Степень очистки зависит от времени пребывания частиц в камере. Частицы, движущиеся в газовом потоке, опускаются под действием силы тяжести на дно бункера. Скорость газового потока в пылеосадительной камере не должна вызывать уноса осевших частиц пыли. В зависимости от плотности, формы и размера частиц она составляет 1,7 - 7,0 м/с.

Рисунок. 4.7. Пылеосадительная камера:

1 — входной патрубок; 2 — корпус; 3 — выходной патрубок; 4 — бункера для пыли.

Более наглядно в видео.

К числу сухих инерционных пылеуловителей относятся жалюзийные, вентиляторные и радиальные пылеуловители. Они эффективно улавливают частицы размером от 20 - 30 мкм. Более тонкая очистка от пыли обеспечивается с помощью циклонов. Циклон — один из широко распространенных пылеулавливающих аппаратов, предназначенный для улавливания частиц размером 5 - 20 мкм и более.

Рисунок. Устройство и принцип действия циклона.

1 — входной патрубок; 2 — цилиндрическая часть корпуса; 3 — коническая часть корпуса; 4 — пылевыпускное отверстие; 5 — бункер для пыли; 6 — пылевой затвор; 7 — выхлопная труба; 8 — раскручивающая улитка; 9 — выходной патрубок; 10 — наклонная крышка.

Вращение газового потока достигается путем его тангенсиального ввода в циклон или путем использования специального завихрителя. В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные в потоке газа, отбрасываются на стенки корпуса циклона и выпадают из потока. Очищаемый поток газа, освобожденный от пыли, продолжая вращаться, изменяет направление движения на 180° и выходит из циклона через расположенную на оси выхлопную трубу. Частицы пыли, достигшие стенок корпуса, опускаются под действием силы тяжести и поступают в бункер. По мере наполнения бункера пыль через пылевой затвор отгружается на утилизацию или захоронение. Очищенный воздух через выходной патрубок отводится из циклона.

Рекомендуемая скорость газа в цилиндрической части циклона — 2,5 - 4,5 м/с.

Диаметр циклона не следует задавать более 1000 мм. Для повышения эффективности очистки циклоны компонуют в группы с общим подводом и отводом очищаемого воздуха. Такие циклоны называют батарейными. Этим достигается существенная экономия капитальных и эксплуатационных затрат.

К высокоэффективным типам аппаратов сухой очистки газов относятся фильтры.

В основе работы фильтров всех видов лежит фильтрация запыленного воздуха через пористую перегородку, в процессе которой частицы пыли, взвешенные в газе, задерживаются перегородкой, а газ беспрепятственно проходит через нее.

Пористые перегородки могут представлять собой ткани, бумагу, волокнистые материалы, керамику, металлические сетки, зернистые слои. В отличие от аппаратов инерционной очистки фильтры могут с достаточной эффективностью задерживать частицы любого размера. Наиболее целесообразно использовать фильтры для улавливания частиц пыли размером менее 5 мкм.

Скорость процесса фильтрования определяется перепадом давления на пористой перегородке.

По мере накопления на фильтре частиц пыли скорость прохождения газа постепенно снижается. Перегородку необходимо периодически подвергать регенерации путем освобождения от уловленной пыли. Это существенно осложняет эксплуатацию фильтров.

Степень очистки газа в фильтре зависит от пористости фильтрующего материала, толщины фильтрующего слоя, объема фильтровального материала в единице объема фильтра и суммарного коэффициента захвата частицы пыли фильтрующим волокном, величина которого в свою очередь зависит от механизма процесса фильтрования.

Тканевые фильтры предназначены для очистки их от твердых частиц отходящих газов плавильных печей предприятий черной и цветной металлургии, печей обжига в стекольной и керамической промышленности и котельных. В качестве фильтрующего материала применяют бельтинг, лавсан, капрон и др. Наиболее распространенным типом тканевого фильтра является рукавный фильтр (рисунок 4.9).

Рисунок 4.9. Рукавный фильтр.

1 — вход запыленного газа; 2 — рукава; 3 — корпус фильтра; 4 — воздуховод очищенного газа; 5 — воздуховод продувочного воздуха; 6 — механизм встряхивания; 7 — клапаны; 8 — бункер для сбора пыли

Запыленный газ, поступающий через входной патрубок в нижнюю часть корпуса фильтра, подводится внутрь рукавов. После прохождения через фильтрующую ткань очищенный воздух удаляется из аппарата.

Частицы пыли оседают на фильтрующей поверхности рукава, в результате чего его сопротивление постепенно увеличивается.

Когда оно достигает некоторого предельного значения, фильтр переводится в режим регенерации. Наиболее часто регенерация осуществляется обратной продувкой. Для повышения эффективности регенерации рукавов их могут встряхивать при помощи специальных механизмов.

Камеры фильтра переводят в режим регенерации по очереди и таким образом обеспечивают его непрерывную работу. Степень очистки от мелкодисперсной пыли в рукавном фильтре может достигать 99,9%. Скорость прохождения очищаемого газа через фильтрующую ткань составляет 0,5 - 1 м/с.