Лекция 8. Общие рекомендации по выбору газоочистных аппаратов

Выбор пылеулавливающих аппаратов без должного учета мно­гочисленных факторов, влияющих на их работу, часто приводит к низкой эффективности и недостаточной надежности их ра­боты. В основу выбора пылеулавливающего аппарата должны быть положены результаты расчета предельно допустимого вы­броса (ПДВ), устанавливающего, какое количество пыли дан­ный аппарат может выбросить в атмосферу без превышения предельно допустимых концентраций в расчетных точках. На основании допустимой конечной и заданной начальной концен­траций можно определить, с какой степенью очистки должен работать пылеулавливающий аппарат. Следует иметь в виду, что при высокой эффективности стоимость пылеуловителей резко возрастает с увеличением степени очистки.

Исходя из этих параметров, можно ориентировочно выбирать газоочистительные устройства по данным, приведенным в таблице.

Таблица 15 – Параметры выбора газоочистных устройств

Приведенные данные дают представление лишь о порядке соответствующих величин, которые могут изменяться в широких пределах в зависимости от состояния, состава и свойств поступающего на очистку запыленного газа. Как видно из таблицы, пылеосадительные камеры и центробежные пылеосадители можно применять только для сравнительно грубой очистки газа. При этом следует отдавать предпочтение циклонам как более компактным аппаратам, обеспечивающим относительно высокую степень очистки. Более полная степень очистки газов может быть достигнута при использовании гидравлических пылеуловителей, газовых фильтров и электрофильтров.

При выборе аппаратов газоочистки предпочтение следует отдавать сухим методам. Они не требуют сооружения дорого­стоящих систем водоснабжения и шламовой канализации, об­легчают утилизацию уловленного продукта, снижают коррози­онный износ оборудования и коммуникаций, характеризуются меньшим потреблением электроэнергии и воды, улучшают ус­ловия рассеивания вредных выбросов в атмосфере.

Установка мокрых пылеуловителей может быть оправдана при отсутствии места для размещения более громоздких рукав­ных фильтров и электрофильтров, очистке взрывоопасных га­зов, очистке газов, требующих охлаждения и увлажнения.

Газоочистные аппараты, как правило, устанавливают непо­средственно за технологическими агрегатами, для очистки от­ходящих газов которых они предназначены. Такая индивиду­альная установка сокращает протяженность газоходов, а следовательно, и подсосы воздуха, часто достигающие больших значений. Например, в мартеновском производстве даже при индивидуальной установке газоочисток коэффициент избытка воздуха перед ней α ≈ 2, что обусловливает увеличение в два раза сечения газоходов и дымовых труб, газоочистных аппара­тов и дымососов, а также потребление последними электро­энергии. Централизованная установка газоочистных аппаратов, при которой подсосы воздуха будут более значительными, не нашла сколько-нибудь значительного применения. Это объяс­няется также тем, что газоочистные аппараты не требуют ре­зерва, так как продолжительность их работы без остановки на текущий ремонт не меньше срока кампании технологического агрегата.

Одним из основных факторов, влияющих на выбор типа пы­леулавливающего аппарата, является дисперсный состав пыли: чем мельче пыль, тем более дорогие и громоздкие аппараты приходится применять для ее улавливания. Для высокоэффек­тивной очистки газов от мелкодисперсной (возгонной) пыли пригодны три типа аппаратов: тканевые фильтры, электро­фильтры и скрубберы Вентури. В пенных аппаратах и ротоклонах удовлетворительно улавливаются частицы пыли размером 3-5 мкм, в мокрых аппаратах центробежного типа - частицы 6-8 мкм, в сухих циклонах и других аппаратах центробежного типа - частицы 10-15 мкм, в полых скрубберах и сухих инер­ционных аппаратах - частицы 15-20 мкм, в осадительных ка­мерах и горизонтальных коллекторах - частицы 30-40 мкм.

Тканевые фильтры с рукавами из синтетических тканей (лавсана, нитрона) обеспечивают надежную и устойчивую очистку газов при температуре не выше 130 °С, а из стеклотка­ней - при 250 °С; однако они дороги и имеют большие габариты вследствие низких скоростей фильтрования (w= 0,5÷1,0 м/мин). Тканевые фильтры не рекомендуется применять при высокой абразивности и значительной слипаемости пылей, а также при высокой влажности газа. В случае высокой токсичности пыли для доочистки газа применяют рукавные фильтры со струйной продувкой (РСФП) и повышенной скоростью фильтрования (w = 5-6 м/мин).

Химический состав газа существенно влияет на выбор филь­тровального материала. В кислых средах исключается исполь­зование хлопчатобумажных и шерстяных тканей, рекоменду­ются лавсан, нитрон и стеклоткань. В щелочных средах, наобо­рот, хлопчатобумажные материалы имеют хорошую стойкость, нитрон — удовлетворительную, а лавсан не рекомендуется. В случае, если температура газов превосходит 300 °С, а также для агрессивных газов можно применять зернистые насыпные фильтры, которые вследствие более высоких скоростей фильтрования занимают значительно меньше места по сравнению с тканевыми; однако по эффективности очистки зернистые фильтры значительно уступают тканевым.

Наибольшую конкуренцию тканевым фильтрам в металлур­гии составляют электрофильтры. Вследствие больших скоро­стей фильтрования (1-1,5м/с) они занимают несколько меньше места и являются более дешевыми по сравнению с тканевыми фильтрами, хотя разница и в том, и в другом отношении неве­лика. Электрофильтры можно применять при температурах до 330 °С (ЭГА), а некоторые конструкции даже до 425 °С (ЭГТ). Электрофильтры в меньшей степени, чем тканевые, чувстви­тельны к абразивности и слипаемости пыли. Повышенная влажность газа благоприятно сказывается на работе электро­фильтра. Химический состав газа в меньшей степени влияет на работу электрофильтра, а наличие сернистых соединений даже повышает эффективность очистки. Элек­трофильтры чувствительны к параметрам газа, и при колебании их может снижаться эффективность аппаратов. При наличии в пыли извести нельзя применять мокрые пылеуловители, так как в них будут образовываться трудноудаляемые отложения.

Малая насыпная плотность и углы естественного откоса мо­гут вызвать затруднения при удалении пыли из аппаратов. В этом случае следует принимать повышенные углы наклона стенок бункеров и снабжать последние вибровстряхивающими устройствами.

Пылеуловители обычно устанавливают на всасывающей стороне вентиляторов и дымососов, так как в этом случае роторы последних в меньшей степени подвергаются абразивному из­носу. Однако в мокрых схемах пылеулавливания установка вентиляторов целесообразна на напорной стороне во избежа­ние отложений шлама на роторе машин и конденсации паров на внутренней стороне корпуса.

Пылеулавливающие аппараты могут устанавливаться как внутри зданий, так и на открытом воздухе в зависимости от климатических условий района. Вне здания обычно устанавли­вают циклоны, доменные форсуночные скрубберы и электро­фильтры. В этом случае следует принимать меры для защиты наиболее ответственных элементов от атмосферных осадков. Например, верх электрофильтров закрывается шатром, а подбункерное помещение обшивается легкими материалами.

В том случае, если конкурентоспособными могут быть несколько аппаратов различного типа, следует производить тех­нико-экономические расчеты. Для установки должны быть ре­комендованы аппараты, имеющие меньшие приведенные за­траты.

Перечисленные особенности пылеулавливающих аппаратов дают лишь общий подход к их выбору. Окончательный выбор следует производить с учетом режима работы технологического агрегата, требований к автоматизации, перспектив расширения производства, величины приведенных затрат и т. д.

Раздел 2. Общие принципы создания экологически чистой металлургии и концепция устойчивого экологически безопасного развития