Аппаратурные методы снижения вредных выбросов в атмосферу и их классификация
Выбросы в атмосферу подразделяются на организованные, неорганизованные и мобильные.
Организованные выбросы попадают в атмосферу через дымовые трубы, что позволяет рассеивать вредные вещества на большей территории, а следовательно, снижает их концентрацию в приземном слое атмосферы.
Неорганизованные выбросы выбрасываются в окружающую среду либо непосредственно от источников их образования, либо через аэрационные фонари и окна зданий.
Мобильные выбросы – это выбросы транспортных средств, они непосредственно попадают в приземный слой атмосферы.
В атмосферу поступают твердые, жидкие, газообразные, органические и неорганические вещества. По агрегатному состоянию выбросы подразделяются на твердые, жидкие, газообразные и смешанные.
Отходящие газы, содержащие твердые и жидкие частицы, называют аэрозолями, которые разделяются на пыли, дымы и туманы. Пыли содержат твердые частицы 5-5 мкм; дымы – твердые частицы 1-5 мкм; туманы – капли жидкости 0,3-5 мкм.
Газовые выбросы по организации отвода и контроля делятся на организованные и неорганизованные, по температуре – на нагретые и холодные.
Выбор метода очистки зависит от множества факторов: концентрации извлекаемого компонента, объема, температуры, концентрации примесей, наличия хемосорбентов, возможности использования продуктов рекуперации, требуемой степени очистки. Выбор производится на основании технико-экономического обоснования (ТЭО). Далее разрабатывается технологическое задание на проектирование (ТЛЗ), затем выполняется проект. Сложный химический состав выбросов и выяснение концентрации токсичных компонентов определяют многоступенчатые схемы очистки – комбинацию различных методов.
Схема очистки отходящих газов в промышленности представлена на рисунке 3.2 (не только ЧМ, но и других отраслей СНГ).
Снижение выбросов пыли. Работа пылеуловительных аппаратов основана на использовании различных механизмов осаждения частиц:
– гравитационном – под действием силы тяжести в период пребывания в пылеуловителе;
– осаждение под действием центробежной силы;
– инерционном осаждении – при резком изменении направления потока газа;
– осаждении методом вильтрации запыленного газового потока;
– электрическом осаждении в результате ионизации газа - частицы заряжаются и осаждаются на электродах.
Для очистки применяют различные конструкции аппаратов. По способам улавливания пыли их подразделяют на аппараты сухой, мокрой и электрической очистки газов.
Рисунок 3.2 – Схема очистки отходящих газов в промышленности
К аппаратам сухой очистки относятся:
– гравитационные (пылеусадительные камеры, пылевые мешки и т.д.);
– инерционные (жалюзийные пылеуловители и т.д.);
– центробежные (циклоны, батарейные циклоны);
– фильтрующие (с использованием волокнистых, тканевых (рукавных) и зернистых фильтров).
К аппаратам мокрой очистки относятся:
– капельные (полые скруббера, скрубберы Вентури);
– пленочные (насадочные скрубберы);
– барботажные (пенные, с ситчатыми и провальными тарелками).
Электрическая очистка запыленных газов осуществляется в электрофильтрах:
–сухих;
– вертикальных;
– мокрых.
Грубая пыль (с размером от 5 до 10 мкм) обычно улавливается в гравитационных, инерционных аппаратах и в циклонах, а для улавливания тонкодисперсной пыли применяется фильтрующая засыпка, электрофильтры и аппараты мокрой очистки.
Работа пылеуловителя характеризуется степенью очистки (η), под которой понимают отношение количества удаленной пыли (ΔМ) к количеству пыли, поступающей в пылеуловитель (М1):
(3.9) |
где – масса пыли поступающей в пылеуловитель;
– масса пыли, выходящей из пылеуловителя;
– количество удаленной пыли.
Величина, обратная степени очистки (η), получила название «степень проскока» (ε):
(3.10) |
Эффективность сухих пылеуловителей определяется обычно на основании замера концентрации пыли в газе до пылеулавливания (Z1) и после него (Z2):
(3.11) |
где Z1 и Z2– концентрация пыли в газе до и после пылеулавливания;
V1 и V2 – расходы газа соответственно на входе пылеулавливателя и на выходе из него, отличается на величину прососа воздуха в пылеулавливателе.
Известно, что эффективность очистки для частиц пыли различных размеров неодинакова. Крупная пыль улавливается лучше. Зависимость парциальной степени очистки (например, для циклонов) построена в lg-координатах имеет вид прямых для различных типов циклонов.
Под фракционной степенью очистки понимают массовую долю данной фракции, улавливаемой в пылеуловителе.
Зная фракционный состав пыли и фракционные очистки газа в пылеулавителе, можно определить общую степень очистки газа в аппарате из выражения:
(3.12) |
где фракционный состав пыли;
фракционная степень.
Степень очистки в значительной степени зависит от свойств пыли и параметров газового потока. При последовательном соединении нескольких пылеулавливающих аппаратов степень проскока через первый, второй и третий аппараты будут соответственно равны:
; ; ;
Общая степень очистки в трех последовательно включенных аппаратах будет равна:
(3.13) |
Остаточную запыленность газа можно найти по начальной запыленности и степени проскока:
(3.14) |
Зная Z2, можно определить количество пыли, поступающей с газами в атмосферу.
Требуемая степень очистки η, пылевая нагрузка (в ед. времени) и ПДВ связаны следующей зависимостью:
(3.15) |
Основные виды пылеочистительных аппаратов, применяемые в металлургической промышленности, и их характеристики приведены в таблице 3.1. Исходя из характеристик пылегазового потока, может быть выбран аппарат, обеспечивающий необходимую степень очистки газов.
Таблица 3.1 – Технические характеристики пылеочистных аппаратов
Характеристика | Наименование аппарата | |||||
Инерцион- ная камера | Циклон | Тканевый фильтр | Электро- фильтр | Форсуночный скруббер | Скруббер Вентури | |
Запыленность газового потока, г/м3 | - | 50-90 | - | |||
Улавливаемые частицы, мкм | субмик- ронные | 1-2 | 10-15 | 1-2 | ||
Температура, оС | 100-180 | 330-425 | ||||
Разрежение в газоходе, кПа | - | 2,5 | 4-15 | |||
Гидравлическое сопротивление, кПа | 0,2-0,3 | 1,2-2,5 | 1-1,8 | 0,15-0,2 | 0,25 | 10-20 |
Расход электроэнергии на 1000 м3 газа, кВт*ч | - | 0,2-0,25 | 0,4-0,5 | 0,5-1,0 | 0,15-0,2 | 4-6 |
Расход воды, л/м3 | - | - | - | - | 3-6 | 0,12-4 |
*Эффективность, | <60 | 95-98 | 99,5 | 99,5 | 60-70 | 96-98 |
*Приведенные значения эффективности улавливания соответствуют указанному значению улавливаемых частиц. |
Дата добавления: 2017-01-26; просмотров: 2880;