Очистка газов от пыли. Назначение и способы очистки. Устройство и принцип работы: циклонов, скрубберов, рукавных фильтров, электрофильтров.

В зависимости от агрегатного состояния примесей и размера частиц различают:

а) пылевоздушные смеси (размер твердых частиц 3— 50 мкм);

б) дымы (размер твердых частиц 0,001 —1,0 мкм);

в) туманы (размер капель жидкости 0,001—1,0 мкм).

Способы очистки газов можно разделить на основные группы:

1) механическая очистка, при которой частицы пыли осаждаются под действием собственной силы тяжести или центробежной силы;

2) мокрая очистка путем орошения газа жидкостью или барботажа его через слой жидкости;

3) фильтрация газа через ткань или другие пористые материалы;

электрическая очистка газа путем осаждения взве­шенных частиц в электрическом поле высокого

Качество газоочистительных установок характеризуется величиной гидравлического сопротивления, сложностью эксплуатации и коэффициентом улавливания.

Коэффициентом улавливания или к. п. д. газоочистительной установки т называется отношение количества осажденной пыли к первоначальному ее количеству в газе

где с_н и с_к — соответственно начальная и конечная концентрация пыли.

К аппаратам инерционной очистки газов относятся отстойные камеры, циклоны и жалюзийные пылеуловители.

Рис. 31. Схема действия циклона

Простейшими пылеуловителями, работающими способом осаждения частиц под действием силы тяжести, являются отстойные камеры. Они применяются для выделения грубых частиц, например для улавливания золы из дымовых газов.

Принцип действия циклонов основан на использовании центробежной силы, развивающейся при вращательном движении газового потока (рис. 31). Газ по­ступает через тангенциально установленный патрубок, очищенный газ выходит через центральную трубу, пыль собирается в бункере в нижней части циклона.

Циклоны эффективно очищают газ, однако их применение огра­ичено: частицы размером менее 1 мкм в циклонах практически не улавливаются.

как

Входной патрубок в циклонах разных типов устанавливают горизонтально, так и наклонно. Подсосы газа через отверстие для выгрузки пыли резко ухудшают работу циклона, поэтому это отверстие должно быть на­дежно уплотнено; это достигается установкой «мигалки» — клапана, открывающегося периодически под действием силы тяжести пыли. В некоторых случаях пыль разгру­жают в бункер, который периодически опорожняется

Батарейный циклон представляет собой пылеулавливающий аппарат, составленный из большого числа парал­лельно включенных элементов, объединенных в одном корпусе (рис. 33).

Наиболее широко применяют в промышленности рукавные фильтры. Газ входит внутрь рукавов, фильтруется через их поверхность и удаляется из корпуса фильтра через верхний газоход; пыль оседает на внутренней поверхности рукавов. Рукава очищают от пыли встряхиванием с одновременной продувкой обрат­ным потоком воздуха

Механизм встряхивания и переключения клапанов на продувку приводится от электродвигателя через редуктор. Вся работа фильтра автоматизирована

Рис. 37. Механизм встряхивания рукавного фильтра:

/ — приводной вал; 2 — кулачок; 3 — коромы­сло; 4 — тяга; 5 — сильфон; 6 — балка; 7 — рукавные фильтры

Для тонкой очистки газа служат также масляные фильтры. Основной частью такого фильтра является слой насыпных колец или пакет сеток, смоченных вязким мас­лом. При движении газа через этот слой пыль прилипает к масляному покрытию. Масло периодически меняется по мере его загрязнения пылью. В масляном фильтре, пока­занном на рис. 38, установлены горизонтальные сетки /, выдвигающиеся через окна в боковой поверхности фильтра.

Рис. 38. Схема масляного фильтра

Аппарат имеет несколько полок. На каждой полке уложены 3—4 сетки. Газ проходит параллельно через все полки. В масляных фильтрах с насыпными кольцами мелкие металлические кольца загружаются в вертикальные рамки с двумя сетчатыми стенками. В зависимости от про­изводительности фильтр комплектуют различным количеством рамок.

В мокрых газоочистителях газ очищается путем промывки его водой в распылительных насадочных или пен­ных скрубберах. Мокрую очистку применяют в тех случаях, когда допустимо увлажнение очищаемого газа. Улавливаемые частицы уносятся из аппарата в виде шлама.

Широко распространены центробежные мокрые скрубберы. Это вертикальные и цилиндрические аппараты, в которых газ вводится по касательной, а в поток газа через форсунки впрыскивается вода. Очищенный газ выходит в верхнюю часть аппарата. Вода с уловленными продуктами собирается в нижней части аппарата.

В пенных аппаратах жидкость, взаимодействующая с газом, приводится в состояние подвижной пены, что создает большую поверхность контакта между жидкостью и газом и обеспечивает высокую степень очистки. Аппа­рат при улавливании пыли с размером частиц более 5 мкм имеет к. п. д. до 99%.Пенный аппарат (рис. 39)

Высоко-эффективный пылеулавливающий аппарат — скоростной газопромыватель. Этот аппарат также известен под названием скруббера Вентури. Скоростной газопромыватель состоит из орошаемой водой трубы 1, распылителя 2 и каплеуловителя 3 (рис. 41). Скорость газа в суженном сечении трубы достигает 100—150 м/с,.

Мокрые газоочистительные установки требуют большого расхода воды, поэтому они работают, как правило, с циркуляцией орошающей воды. Вода из аппарата по­тупает в отстойный бак и затем с помощью насоса снова возвращается на орошение. Периодически жидкость в системе меняется.

Электрофильтры

Рнс. 42. Вертикальный пластинча­тый электрофильтр: 1 — боковое отверстие; 2 — осадитель­ный электрод; 3 — коронирующиЙ электрод

Действие электрофильтров основано на осаждении электрически заряженных частиц пыли. Электрофильтры имеют ряд преимуществ: высокую степень очистки, очень малое гидравлическое сопротивление (обычно не более 15 мм вод. ст.), воз­можность работы при вы­сокой температуре — до 500° С и более; очистка может быть как сухой, так и мокрой. Недостатки электрофильтров — высо­кая стоимость и сложное электрическое хозяйство.

В электрофильтре ус­тановлены электроды двух типов — осадительные и коронирующие. Осади­тельные электроды выпол­няются из пластин или из труб, коронирующие — из проволоки круглого или фасонного профиля. К электродам подводится по­стоянный ток высокого напряжения. Осадительные электроды присоединяются к положительному полюсу, коронирующие — к отрицательному. Когда между электродами филь­тра пропускается газ, содержащий взвешенные частицы (пыль, туман), эти частицы заряжаются под действием электрического поля, движутся к электродам и оседают на них. Основная масса взвешенных частиц оседает на осадительных электродах. Осажденная пыль периодически стряхивается с электродов. При очистке газов от туманов осаждающаяся жидкость стекает с электродов.

Рис. 43. Мокрый электрофильтр:

/ — осадительный электрод: 2 — корон нрующий электрод; S — изоляторы