Характеристика аппаратов МП-ВТИ


Внутренний диаметр, мм Общая высота, мм Сечение входного патрубка, м² Пропускная способность, м3 Расход воды, дм³/с   Коэффициент гидравлического сопротивления (отнесенный к сечению входного патрубка)   Гидравличе-ское сопротивле-ние, н/м2  
  1,57   18,0   2,90      
  1,74   22,0   3,10      
  2,26   22,5   3,35      
  2,70   33,8   4,00      
  3,3   38,2   4,1      

 

Циклоны-промыватели СИОТ

 

В целях уменьшения уноса брызг корпус этих аппаратов выполняют коническим. Запыленный газ подводится тангенциально в нижнюю часть корпуса, куда подается и часть (20—30%) орошающей воды. Остальная вода, орошающая поверхность стенок, поступает в верхнюю часть аппарата. В нижней конической части циклона с помощью гидрозатвора поддерживается постоянный уровень воды.

Вода, подхваченная потоком газа, закручивается и отбрасывается на стенку, где образуется утолщенная пленка, улавливающая частицы пыли, отбрасываемые на нее центробежными силами. При одинаковомрасходе газа и эффективности габаритные размеры циклонов - промывателей СИОТ оказываются значительно меньшими, чем у центробежных скрубберов.

Циклоны-промыватели СИОТ нормализованы, их изготавливают на расходы газов до 50000 м3/ч.

 

Скруббер Вентури

 

Возросшие требования к степени очистки газов обусловили широкое применение высокоэффективных мокрых пылеуловителей скрубберов Вентури.

Скруббер Вентури представленный на рис. 19 состоит из орошающей форсунки, трубы Вентури и каплеуловителя. Труба Вентури состоит из сужающегося участка (конфузора), в который подаётся очищаемый газ, из расширяющегося участка (диффузора). Орошающая жидкость подаётся при помощи форсунок, распыляющих её на капли, движущиеся со скоростью 30-40 м/с. Этот поток капель увлекает очищаемые газы. В трубе Вентури происходит осаждение частиц пыли на каплях жидкости, которое зависит от поверхности капель и относительно скорости частиц жидкости и пыли в диффузорной части. Степень очистки в значительной мере зависит от равномерности распределения капель жидкости по сечению конфузорной части трубы Вентури. В диффузорной части поток тормозится до скорости 15-20 м/с и подаётся в каплеуловитель. Каплеуловитель обычно представляет собой прямоточный циклон. Скрубберы Вентури обеспечивают высокую эффективность очистки аэрозолей до 99%, со средним размером частиц 1-2 мкм при начальной концентрации примесей до 100 г/м3.

Основные преимущества скрубберов Вентури — простота изготовления и монтажа, небольшие габариты, возможность обеспечить очистку газа практически до любой остаточной концентрации улавливаемого компонента.

 

 

Рис. 19. Скруббер Вентури:

1 — орошающая форсунка; 2 — труба Вентури; 3 — каплеуловитель

 

 

Скорость газа в горловине эксплуатируемых труб Вентури лежит в интервале 30—200 м/с, удельное орошение — 0,1—6,0 кг/м3. В правильно запроектированном скруббере Вентури частицы диаметром более 10 мкм улавливаются практически полностью.

Различные компоновочные решения обусловили применение различных типов скрубберов Вентури: одиночных; групповых, включающих в себя 6—8 труб Вентури, батарейных, объединенных обычно общими камерами до и после труб и устанавливаемых в одном корпусе. Возможна также последовательная установка двух и более скрубберов Вентури.

Многоступенчатая компоновка скрубберов Вентури, с точки зрения эффективности пылеулавливания, не имеет никаких преимуществ перед одноступенчатым аппаратом, реализующим те же энергозатраты. Однако их применение целесообразно в тех случаях, когда наряду с улавливанием пыли осуществляется процесс химической очистки газа.

В этом случае первая по ходу газа труба Вентури должна работать в высоконапорном режиме, обеспечивая максимальную эффективность пылеулавливания. Режим работы второй ступени очистки, в которой осужествляется абсорбция газа, выбирается таким образом, чтобы труба Вентури работалав низконапорном режиме (со скоростью газа в горловине менее 70 м/с) при повышенных значениях удельного орошения.

Кроме того, последовательная установка скрубберов Вентури целесообразна в случае, когда температура газа колеблется в широком диапазоне.

Способ подачи орошающей жидкости в трубы Вентури и конструкция оросителя не оказывают влияния на эффективность пылеулавливания при условии достаточно равномерного распределения ее по сечению горловины.

По реализуемым энергозатратам эксплуатирующиесяв промышленности трубы Вентури можно подразделить на высоконапорные (высокоскоростные) и низконапорные (низкоскоростные). Первые применяются для тонкой очистки газов от субмикронных частиц пыли и характеризуется высоким гидравлическим сопротивлением (до 20000-30000 н/м2); вторые используются главным образом для подготовки (кондиционирования) газов перед другими пылеуловителями или для улавливания сравнительно крупных пылей, и их гидравличнеское сопротивление обычно не превышает 3000-5000 н/м2.

 

4. ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

 

Широкое применение для обеспыливания промышленных газов находят электрофильтры. Принципиальная схема электрофильтра представлена на рис. 20.

 

Рис. 20. Электрофильтр

 

Электрофильтры – это высоковольтное электротехническое оборудование, в которых используется коронный разряд для зарядки взвешенных в газе частиц и их улавливания в электрическом поле. Для этого электрофильтры питаются от повысительно-вьпрямительных агрегатов с номинальным выпрямленным напряжением 80кВ, 110кВ и 150кВ.

Электрические фильтры предназначены для высокоэффективной очистки технологических газов и аспирационного воздуха от твердых или жидких частиц, выделяющихся при технологических процессах в различных отраслях промышленности. Электрические фильтры применяют в энергетике, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности и др.

 

Основные преимущества очистки газов электрофильтрами следующие:

· электрофильтры имеют широкий диапазон производительности – от сотен до миллионов м3

· электрофильтры обеспечивают высокую степень очистки газов – до 99,95 %

· электрические фильтры имеют низкое гидравлическое сопротивление – 0,2 кПа

· Электрические фильтры могут улавливать твердые и жидкие частицы размером от 0,01 мкм (вирусы, табачный дым) до десятков мкм.

В зависимости от вида улавливаемых частиц и способа их удаления с электродов, электрофильтры подразделяются на сухие и мокрые. В сухих электрических фильтрах для очистки поверхности электродов от пыли, используются механизмы встряхивания ударно-молоткового типа. Пыль из сборных бункеров выводится в сухом виде или в виде шлама.

В мокрых электрофильтрах уловленный продукт с поверхности электродов смывается жидкостью или стекает самотеком, а из бункеров удаляется в виде жидкости или шлама.

В зависимости от направления движения газа электрические фильтры делятся на горизонтальные и вертикальные. Сухие вертикальные электрофильтры обычно используются при дефиците производственной площади.

В районах с умеренным климатом электротехническое оборудование размещают, как правило, на открытом воздухе, в суровых климатических условиях – в отапливаемых помещениях. Для устранения конденсации влаги на внутренних частях корпус электрофильтра теплоизолирован.

Высокое напряжение к электрофильтрам подводится специальным кабелем при расположении агрегатов питания в закрытых подстанциях или шинами при установке агрегатов на крышке электрофильтров.

В настоящем разделе приведены электрофильтры, которые разработаны или созданы с участием сотрудников Семибратовского филиала НИИОГАЗ, ЗАО «Кондор – Эко» и ЗАО «Управляющая компания «Кондор – Эко». Все эти электрофильтры поставляются ЗАО «Кондор – Эко».

Работа электрофильтров основана на создании сильного электрического поля при помощи выпрямленного тока высокого напряжения (до 35 кВ), подводимого к коронирующим и осадительным электродам. При прохождении запыленного воздуха через зазор между электродами происходит ионизация молекул воздуха с образованием положительных и отрицательных ионов. Ионы, адсорбируясь на частицах пыли, заряжают их положительно или отрицательно. Пыль, получившая заряд отрицательного знака, стремится осесть на положительном электроде, а положительно заряженная пыль оседает на отрицательных электродах. Эти электроды периодически встряхиваются с помощью специального механизма, пыль собирается в бункере и периодически удаляется.

Аппараты этого типа могут эффективно очищать большие объемы газов от пыли с частицами в широком диапазоне размеров (от 0,01 до 100 мкм) и отличаются наименьшим из всех известных пылеуловителей гидравлическим сопротивлением (до 150 н/м2 — 15 мм вод. ст.).

Улавливание пыли в электрофильтрах основано на известной способности разноименно заряженных тел притягиваться друг к другу.

С увеличением напряженности электрического поля и величины заряда, получаемого частицами, скорость движения заряженных частиц к электроду возрастает.

Электрофильтр будет тем лучше улавливать пыль, чем больше его длина, выше напряженность поля и меньше скорость газа в аппарате. На практике эффективность работы электрофильтров зависит от целого ряда факторов – свойств пыли и газа, скорости и равномерности распределения запыленного потока в сечении аппаратов и т. д.

По величине удельного электрического сопротивления (УЭС) промышленные пыли разделяют на три группы:

I группа – имеет УЭС 102 ОМ·м

II группа – имеет УЭС от 102 до 108 ОМ·м

III группа – имеет УЭС более 108 ОМ·м

Лучше всего улавливаются пыли, относящиеся ко второй группе. Частицы пыли первой группы на осадительных электродах быстро перезаряжаются, отталкиваются от электродов и вновь возвращаются в газовый поток. Пыль с малой электрической проводимостью (третья группа) вызывает явление обратной короны, которое сопровождается образованием положительно заряженных ионов, частично нейтрализующих отрицательный заряд пылинок, вследствие чего последние теряют способность перемещаться к осадительным электродам.

На проводимость пыли оказывает влияние состав газа и самой пыли. С повышением влажности газа УЭС пыли понижается. Наличие в очищаемых газах даже в небольшом количестве (десятые и сотые доли процента) сернистого ангидрида, аммиака и некоторых других добавок значительно улучшают электрическую проводимость пыли.

Кроме состава газа и его влажности на эффективность работы электрофильтров существенное влияние оказывает температура газа. При высоких температурах понижается электрическая прочность межэлектродного пространства. Другими словами, предельное напряжение, выше которого наступает пробой промежутка, становится меньшим, на электроды подается пониженное напряжение, а следовательно, ухудшается эффективность улавливания пыли. С повышением температуры газов возрастает их вязкость и объем, а следовательно, увеличивается скорость потока в электрофильтре, что снижает степень обеспыливания.

Для нормальной работы электрофильтров важно обеспечить чистоту осадительных и коронирующих электродов, на которых также осаждается некоторое количество пыли. Отложения проводящей пыли увеличивают диаметр провода, что требует повышения начального напряжения коронирования, а это не всегда возможно. Если пыль имеет большое электрическое сопротивление, то слой ее на электроде действует как изолятор и коронный разряд прекращается.

С увеличением скорости газового потока возрастает так называемый, вторичный унос, когда уже осевшие частицы пыли выносятся из фильтра с газом при отряхивании электродов.

Электрофильтры различаются по:

направлению хода газов – вертикальные, горизонтальные;

форме осадительных электродов – пластинчатые, S-образные, трубчатые, шестигранные;

форме коронирующих электродов – игольчатые, круглого или штыкового сечения и т. д.;

числу последовательно расположенных электрических полей – одно- и многопольные;

расположению зон зарядки и осаждения – одно- и двухзонные;

числу параллельно работающих секций – одно- и многосекционные.

По способу удаления осаждающихся на электродах частиц различают сухие и мокрые электрофильтры. В сухих электрофильтрах осевшие на электродах частицы удаляют при помощи механизмов встряхивания, и под действием сил тяжести они ссыпаются в бункер с последующим удалением из аппарата. В мокрых электрофильтрах осевшие частицы на электродах смываются водой.

Широкое применение электрофильтров для улавливания твердых и жидких частиц обусловлено их универсальностью и высокой степенью очистки газов при сравнительно низких энергозатратах. Установки электрической очистки газов способны работать с эффективностью до 99%, а в ряде случаев и до 99,9%, причем способны улавливать частицы любых размеров, включая и субмикронные, при концентрации частиц в газе до 50 г/м3 и выше.

Промышленные электрофильтры широко применяются в диапазоне температур до 400 – 425ºC, а также в условиях воздействия различных коррозионных сред.

Электрофильтры могут работать, как под разрежением, так и под давлением очищаемых газов.

Системы пыле- и золоулавливания с применением электрофильтров могут быть полностью автоматизированы.

Электрофильтры отличаются относительно низкими эксплуатационными затратами. Это объясняется тем, что гидравлическое сопротивление правильно спроектированного электрофильтра не превышает 100-150 н/м2, т.е. является минимальным по сравнению с другими газоочистными аппаратами, а затраты электроэнергии на создание электрического поля также невелики и составляют обычно 0,36 – 1,8 МДж (0,1 – 0,5 кВт-ч) на 1000 м3 газа.

Однако капитальные затраты на сооружение установок электрофильтров весьма высоки ввиду того, что эти аппараты металлоемки и занимают большую площадь, а также снабжаются специальными повысительно – выпрямительными агрегатами для электропитания. При этом с уменьшением производительности установок по газу удельные капитальные затраты сильно возрастают.

К недостаткам электрофильтров наряду с их высокой стоимостью следует отнести высокую чувствительность процесса электрической очистки газов к отклонениям от заданного технологического режима, а также к механическим дефектам внутреннего оборудования, зачастую весьма незначительным, которые могут явиться результатом недостаточно тщательного проведения монтажных работ или неквалифицированного обслуживания при эксплуатации.

В ряде случаев электрофильтры не могут быть применены в связи с тем, что свойства газопылевого потока весьма неблагоприятны для осуществления процесса электрогазоочистки. Это относится, например, к тем случаям, когда удельное электрическое сопротивление пыли чрезмерно велико.

Электрофильтры, как правило, не применяют, если очищаемый газ представляет собой взрывоопасную смесь или такая смесь может образоваться в ходе процесса в результате отклонения от нормального технологического режима, так как при работе электрофильтра неизбежно возникновение искровых разрядов.

В промышленности наиболее широко применяются следующие основные типы электрофильтров (изготовитель Семибратовский экспериментальный завод газоочистительной аппаратуры):

УГ – предназначены для сухой очистки газов, образовавшихся при разнообразных технологических процессах (сушка, обжиг, агломерация, сжигание топлива и т.д.) в различных отраслях промышленности. Многопольные односекционные аппараты прямоугольной формы со стальным корпусом. Осадительные электроды S-образные. Коронирующие – ленты с выштампованными иголками, натянутые на трубчатые рамы.

СГ – предназначены для улавливания технического углерода из взрывоопасной агрессивной саже – газовой смеси, а также для улавливания пылевидного катализатора крекинга в нефтехимической промышленности. Односекционные аппараты прямоугольной формы со стальными корпусами. Осадительные электроды изготовлены в виде пластин, набранных из стальных прутков диаметром 10 мм. Расстояние между пластинами 300 мм. Коронирующие – из нихромовой проволоки диаметром – 2 – 2,5 мм.

ОГП (ОГ) – предназначены для очистки обжиговых газов сернокислотных производств, а также для улавливания пылевидного катализатора в нефтехимии. Многопольные односекционные аппараты прямоугольного сечения со стальным корпусом. Осадительные электроды в виде пластин, набранных из стальных прутков диаметром 8 мм. Коронирующие – изготавливаются из нихромовой проволоки диаметром 2 – 2,5 мм.

ПГ – предназначен для очистки газов от пыли и смолы в тех случаях, когда требуется горячий газ, содержащий не более 5 мг/м3 пыли, при отношении пыли к смоле в очищаемых газах свыше 1:3. Вертикальный, однопольный, односекционный аппарат со стальным корпусом цилиндрической формы. Уловленную пыль с электродов периодически смывают водой.

СМС – предназначены для очистки от пыли неагрессивных и невзрывоопасных газов известково–обжиговых печей. Вертикальные односекционные аппараты со стальным корпусом цилиндрической формы. В нижней скрубберной части размещена в два яруса деревянная хордовая насадка, орошаемая из брызгал, расположенных над верхним ярусом насадки. Осадительные электроды – стальные цельнотянутые трубы диаметром 250 мм. По осям осадительных труб проходят свободновисящие нихромовые коронирующие провода диаметром 2-2,5 мм. Уловленную пыль смывают водой.

С – предназначены для очистки от смолы, масляных туманов и пыли генераторных и коксохимических газов в производстве электродов и др. Вертикальные однопольные, односекционные аппараты со стальным корпусом цилиндрической формы. Осадительные электроды изготовлены из стальных цельнотянутых труб диаметром 250 мм. По осям осадительных электродов проходят свободновисящие стальные коронирующие провода диаметром 3 мм.

ДВПН – вертикальные, пластинчатые, сухие предназначены для очистки дымовых газов при температуре до 250ºC. Однопольные многосекционные. Осадительные электроды коробчатые со встряхиванием путем соударения элементов. Коронирующие – рамные с верхним подвесом и молотковым встряхиванием, из проволоки штыкового сечения.

ДВПИ – то же. Коронирующие электроды игольчатого типа.

УВ, УВВ – унифицированные вертикальные (для взрывоопасных сред). Однопольные многосекционные.

ТС – вертикальные, трубчатые, сухие предназначены для улавливания тонкой пыли при температуре до 200ºC. Электрофильтры двухпольные, причем первое поле очищаемый газ проходит сверху вниз, а второе – снизу вверх. Осадительные электроды выполняются из труб внутренним диаметром 300 мм. Коронирующие – свободно подвешенные провода, диаметром 2 мм.

БВК – вертикальный, трубчатый, однопольный, в цилиндрическом корпусе. Предназначен для улавливания кислотного тумана хвостовых газов сернокислого производства. Осадительные электроды – стальные трубы диаметром 260 мм. Коронирующие – выполнены из жестких элементов с продольными коронирующими ребрами. Периодическая промывка электродов производится крепкой серной кислотой.

ЦМВТ – предназначены для улавливания сернокислотного тумана из газов в производстве серной кислоты методом мокрого катализа. Корпус цилиндрический, стальной, с кислотоупорной футеровкой. Осадительные электроды – чугунные трубы диаметром 250 мм, коронирующие – звездчатой формы из ферросилидовых звеньев.

КТ – предназначены для улавливания сернокислотного тумана из отходящих дымовых газов барабанных концентраторов при температуре до 160ºC. Вертикальные однопольные трубчатые аппараты прямоугольной формы, состоящие из одной или двух секций. Осадительные электроды из ферросилидовых труб. По оси труб висят коронирующие ферросилидовые электроды звездчатого сечения, собранные из звеньев.

Техническая характеристика основных типов электрофильтров приведена в приложении.

 

5. ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА

ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ

Для очистки промышленных газовых выбросов от вредных газообразных компонентов можно использовать различные процессы: абсорбцию, адсорбцию, химическое превращение вредных газообразных компонентов в безвредные соединения.

 

Абсорбция

 

Абсорбцией называется процесс поглощения газов или паров из газовых или паро-газовых смесей жидкими поглотителями (абсорбентами).

При физической абсорбции поглощаемый газ (абсорбтив) не взаимодействует химически с абсорбентом. Если же абсорбтив образует с абсорбентом химическое соединение, то процесс называется хемосорбцией.

Физическая абсорбция в большинстве случаев обратима. На этом свойстве абсорбционных процессов основано выделение поглощенного газа из раствора – десорбция.

Сочетание абсорбции с десорбцией позволяет многократно применять поглотитель и выделять поглощенный компонент в чистом виде. Во многих случаях проводить десорбцию не обязательно, так как абсорбент и абсорбтив представляют собой дешевые или отбросные продукты, которые после абсорбции можно вновь не использовать, что чаще всего и бывает при санитарной очистке газов.

Абсорбер, основной аппарат установки, в которой осуществляют абсорбцию. В абсорбере(часто называется также скруббером) создают развитую поверхность соприкосновения газа и жидкости. Известно несколько типов абсорберов.Насадочный абсорбер представляет собой металлическую или керамическую колонну, внутри которой имеется несколько горизонтальных решёток 1 с расположенными на них слоями насадки 2 (кокс, металлические или керамические кольца, деревянные решётки, камни и др.), предназначенной для увеличения поверхности соприкосновения газа с жидкостью. Смесь газов поступает в нижнюю часть колонны по трубопроводу, а абсорбент, подаваемый по трубе 4, стекает вниз по насадке навстречу поднимающейся смеси газов. В результате противоточного контактирования газа и жидкости происходит наиболее полное растворение поглощаемых компонентов газовой смеси в абсорбенте. Непоглощённые компоненты газовой смеси удаляются из абсорберапо трубопроводу 5, а насыщенный абсорбент вытекает снизу по трубопроводу 6. Конусы 7 между секциями насадки 2 направляют абсорбент, вытесняемый газом к стенке абсорбера, к центру для более равномерного орошения.

Более сложен абсорбер представляющий собой колонну, в которой вместо решёток и насадки установлены тарелки 1, снабженные патрубками 2, колпачками 3 с зубчатыми краями и переливными трубками 4. Абсорбент стекает с тарелки на тарелку по переливным трубкам, а смесь газов движется снизу вверх, барботируя через слой жидкости. При прохождении между зубьями колпачков газовый поток разбивается на множество мелких пузырьков, что обеспечивает большую поверхность соприкосновения газа и жидкости. В ряде случаев вместо тарелок с колпачками устанавливаются тарелки, в которых просверлено большое число отверстий – ситчатые тарелки.

В процессах, где газ хорошо растворяется в абсорбенте, часто применяют абсорбер, в котором газ проходит над поверхностью жидкости (турилла) или жидкость распыляется в газе на мелкие капли форсунками, вращающимися дисками или турбинками. Абсорбер широко применяют в различных отраслях промышленности.

 



Дата добавления: 2017-04-05; просмотров: 3716;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.023 сек.