Основы очистки удаляемого воздуха в системах промышленной вентиляции

Системы вентиляции разных объектов решают задачи очистки воздуха: очистка наружного и рециркуляционного воздуха, очистка удаляемого воздуха, биологическая очистка воздуха, очистка воздуха от бактериальных загрязнений и радиоактивных загрязнений. В промышленной вентиляции наибольшее значение имеет очистка удаляемого воздуха от различных производственных вредностей. Выбор системы очистки производится согласно рекомендациям и справочникам [60, 80, 81, 84 – 86, 90, 98 – 100, 104, 118, 121, 128, 132, 133, 136, 140, 142 – 144, 149, 161, 167 и др.].

Для очистки воздуха от многочисленных аэрозолей и паров используют разные типы пылеуловителей: гравитационные, инерционные, «мокрые» фильтры (промыватели, пенные аппараты, абсорберы), тканевые, электрические, акустические, сорбционно-каталитические, плазмо-каталитические и др. (рис. 9). Литература по этой проблеме обычно специализирована по видам производств (металлургия, шахты, химическая, атомная, пищевая и др.)

Эффективность пылеуловителя, Е, %, или суммарная эффективность многоступенчатой пылеулавливающей установки должна определяется по формуле:

(17)

где с_н – концентрация пыли или загрязняющего вещества в очищаемом воздухе, мг/м³; с_к – допустимая концентрация пыли или загрязняющего вещества в очищенном воздухе, мг/м³.

Рис. 9. Основные конструкции очистного оборудования: а) пылеосадочная камера; б) циклон; в) пенный промыватель: 1 – патрубок; 2 – штуцер для подачи воды; 3 – водяная пленка; 4 – трубопровод для отвода шлама; 5 – решетка; г) электрический фильтр: 1 – зона ионизации; 2 – источник питания; 3 – противоуносный пористый фильтр; 4 – осадительная зона; д) тканевый фильтр.

Гравитационные пылеуловители.Пылеосадочные камеры являются простейшими по конструкции и эксплуатации очистными сооружениями. Их применяют для осаждения крупных частиц размером более 50 мкм и при больших начальных концентрациях. Осаждение в камерах происходит под действием собственного веса частиц пыли.

Инерционные пылеуловители сухого типа.Циклоны, жалюзийные пылеуловители относятся к пылеотделителям инерционного типа и применяются для очистки воздуха от сухой неслипающейся пыли. Их преимущество в компактности, простоте конструкции и обслуживании.

Инерционные пылеуловители мокрого типа.В мокрых пылеуловителях сепарация пыли заканчивается при контакте частиц пыли с водой. Увлажнение пыли и поверхностей, где происходит осаждение пыли, резко повышает эффективность очистки, упрощает удаление пыли из очистного устройства и снижает опасность пожаров и взрывов. Для цементирующихся и волокнистых пылей мокрый способ очистки не пригоден.

Тканевые пылеуловители.В процессе работы тканевого фильтра чистая ткань накапливает в себе пыль и сопротивления проходу воздуха через неё увеличивается. Фильтровальные ткани должны иметь высокую пылеемкость, обладать механической прочностью и стойкостью к истиранию.

Пористые пылеотделители. Для этой группы пулеотделителей характерным признаком является наличие слоя фильтрующего материала (насадка). Очистка заключается в задержании взвешенных частиц в многочисленных порах и разветвлениях при прохождении запыленного потока через насадку. В некоторых конструкциях для повышения эффекта пылезадержания фильтрующий слой смачивают жидкостями.

Электрофильтры.Выделение пыли из воздуха в электрофильтрах происходит под действием электрического поля. При этом происходит зарядка частиц пыли и возникает их движение к электродам, на которых и происходит осаждение пыли. С электродов пыль выпадает в бункер, откуда периодически удаляется.

Акустические пылеотделители. В устройствах, работающих на этом принципе, создаётся мощное ультразвуковое поле, при прохождении через которое пылевые частицы коагулируют (укрупняются). В результате этого значительно повышается эффективность их улавливания на последующей ступени очистки.

Сорбционно-каталитические фильтры.Предназначены для очистки вентиляционных выбросов с содержанием органических веществ (стирола, фенола, формальдегида, уксусной кислоты и др.). Фильтры применяются в цехах переработки пластмасс, в производстве красок, лаков и клеев, лекарственных препаратов и на других предприятиях различного профиля.

Плазмо-каталитическая технология очистки воздуха (ПКТ).В результате плазмо-каталитической обработки, газообразные загрязняющие вещества разлагаются до элементарных соединений: воды (H₂O) и оксида углерода (CO₂).