Эффективность пылеулавливания

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РФ 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ.

КАМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ 

ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ  АКАДЕМИЯ 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа по дисциплине « Техника защиты окружающей среды»

на тему:

  «Эффективность пылеулавливания  » 
 
 
 
 

Выполнил : студент  группы 4334-С ____________  Салахова М.Р. 

Проверил :                                            ____________  Мифтахов М.Н. 
 
 
 

г. Набережные Челны 

2011 г.

Содержание 

 Введение                                                        3

1.1.Очистка и переработка технологических газов, дымовых отходов и вентиляционных выбросов.                                                                                              5

1.1.Классификация устройств для очистки воздуха от пыли                                        8

1.2.Пылеуловители для очистки выбросов в атмосферу                                             11    

1.2.1. Пылеосадочные  камеры                                                                                        11 

1.2.2.Инерционные  пылеуловители                                                                               12                                                                              

2.Циклоны                                                                                                                         15

2.1.Общая характеристика                                                                                              15

2.2.Батарейные циклоны                                                                                                 16

3.Ротационные  пылеуловители                                                                                      18                                                                                                          3.1.Вихревые пылеуловители                                                                                         18

3.2.Фильтрационные  пылеуловители                                                                            20                                                                                                             4.Аппараты мокрой очистки газов                                                                                 24

4.1.Полые и  насадочные аппараты                                                                                 24                                                                                              4.2.Барботажные и пенные аппараты                                                                             25                                                                                      

4.3.Аппараты  ударно-инерционного типа                                                                     27                                                                                  

4.4.Аппараты  центробежного типа                                                                                28

4.5.Скруббер  Вентури                                                                                                     29

5.Электрические  фильтры                                                                                              30

6.Гибридные  фильтры                                                                                                     32

Заключение                              33

Список  литературы                  34  
 
 
 
 
 
 

      ВВЕДЕНИЕ 

      Проблема  защиты окружающей среды от выбросов загрязненного газа чрезвычайно  актуальна. По данным ООН, ежегодно в атмосферу выбрасывается 2,5 млн. т пыли. По мнению американских экологов  количество пыли, образующейся в промышленности, будет увеличиваться ежегодно на 4% за счет общего роста промышленного производства. По словам министра природных ресурсов РФ Ю.П. Трутнева, эксплуатируемые запасы нефти у нас иссякнут в 2015 г. На третьем Всероссийском форуме «ТЭК России в XXI веке» (Москва, Кремль, 21-25 марта 2005 г.) прозвучали следующие прогнозы: «Скорее всего, нефтяное блаженство нашей страны к 2015 г. закончится. С газом то же самое произойдет к 2025 г. С 2030 по 2040 первенство займут уголь и атомная энергетика» . Запасов каменного угля, по данным различных источников, должно хватить на 400 лет. Такие изменения в топливно-энергетическом балансе в мире и в России будут сопровождаться загрязнением атмосферы токсичными выбросами и твердыми частицами, образующимися при сжигании органического топлива , что потребует совершенствования используемого пылеочистного оборудования. В соответствии с экологической доктриной Российской Федерации, одобренной правительством РФ в 2002 г., для обеспечения экологической безопасности страны необходимо соблюдение ряда основных принципов, в первую очередь предотвращение негативных экологических последствий в результате хозяйственной деятельности . В связи с этим очевидна актуальность работ, направленных на исследование и повышение эффективности процесса очистки отходящих газов от пыли (особенно мелкодисперсной) во всех технологических процессах, при которых происходит пылевыделение. Для пылеулавливания применяют большое число аппаратов, отличающихся друг от друга как по конструкции, так и по способу осаждения взвешенных частиц. Наибольшее распространение среди различных видов пылеуловителей получили механические сухие пылеулавливающие аппараты, среди них одиночные, групповые и батарейные циклоны, вихревые пылеуловители, как отличающиеся простотой изготовления и эксплуатации. Применение их обусловлено также возможностью очистки газов с большой начальной запыленностью и выделением пыли в сухом виде. Высокоэффективное разделение двухфазных систем может быть достигнуто в прямоточных циклонах, основными преимуществами которых являются: возможность эффективного разделения в широком диапазоне варьирования расхода газа и концентрации пыли при сравнительно небольшом гидравлическом сопротивлении, надежность и простота конструктивного оформления. При примерно равных затратах энергии и производительности прямоточные циклоны превосходят противоточные по эффективности разделения, особенно для частиц с размерами менее 5-10 мкм. Поэтому для очистки отходящих газов в промышленности часто используются прямоточные циклоны (особенно в качестве первой ступени очистки).Для конструирования новых и эффективного использования известных вихревых аппаратов необходимо совершенствовать методы расчета двухфазных закрученных потоков, которые нашли широкое применение в технических устройствах для интенсификации массообменных и сепарационных процессов (сушка дисперсных материалов, обеспыливание воздуха, энергоразделение в трубках Ранка и т. д.).Наиболее существенными характеристиками циклонных пылеуловителей являются эффективность сепарации и гидравлическое сопротивление, определяющие качество очистки и энергозатраты на его достижение. Именно по этим показателям производят выбор пылеуловителя. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Очистка  и переработка  технологических  газов, дымовых  отходов и вентиляционных  выбросов.

 

      Пылеулавливание - очистка газов от взвешенных в  них мелкодисперсных твердых  частиц пыли или дыма. Производится для защиты от загрязнений атмосферного воздуха (особенно при выбросе отходящих промышленных газов), технологической подготовки газов и извлечения из них ценных продуктов. Пылеулавливание осуществляют с помощью пылеуловителей, встроенных в основное технологическое оборудование, а также выносных. Эффективность пылеулавливание определяется, как правило, отношением массы частиц пыли, уловленных (осажденных) в пылеуловителе, к массе частиц пыли на его входе.

Процесс очистки  газов от твердых и капельных  примесей в различных аппаратах характеризуется рядом параметров, в том числе общей эффективностью очистки:

η=(Свх-Свых)/Свх,

 где Свх  и Свых - массовые концентрации  примесей в газе до и после  пылеуловителя (фильтра).

 Если очистка  ведется в системе последовательно соединенных аппаратов, то общая эффективность очистки

η=1-(1-η1)(1-η2)...(1-ηn),

 где η1, η2, ..., ηn - эффективность очистки 1-го, 2-го и n-го аппаратов. 

 В ряде  случаев используется понятие  фракционной эффективности очистки: 

ηi=(Свхi-Свыхi)/Свхi

 где Свхi и Свыхi - массовые концентрации i-и фракции загрязнителя до и после пылеуловителя.

 Для оценки  эффективности процесса очистки  также используется коэффициент  проскока К частиц через пылеуловитель: 

К=Свых/Cвх,

 Как следует  из формул  , коэффициент проскока и эффективность очистки связаны соотношением К=1-η.

 Гидравлическое  сопротивление пылеуловителей Ар  определяется как разность давлений  воздушного потока на входе  рвх и выходе рвых из аппарата. Величина Ар находится экспериментально  или рассчитывается по формуле

Δр=рвх-рвых=ζρω2/2, (4)

 где ρ и  ω - плотность и скорость воздуха  в расчетном сечении аппарата; ζ - коэффициент гидравлического  сопротивления. 

        Величина гидравлического сопротивления  имеет большое значение для  расчета гидравлического сопротивления всей пневмосистемы и определяет мощность привода устройства для подачи воздуха к пылеуловителю. Если в процессе очистки гидравлическое сопротивление пылеуловителя изменяется (обычно увеличивается), то необходимо регламентировать его начальное рнач и конечное значение ркон. При достижении р=ркон процесс очистки нужно прекратить и провести регенерацию (очистку) пылеулавливающего устройства. Последнее обстоятельство имеет принципиальное значение для фильтров.

      В технике пылеулавливания применяют  большое число аппаратов, отличающихся конструкцией и принципом осаждения взвешенных частиц. По способу их отделения от потока газа пылеуловители обычно подразделяют на аппараты механической (сухой и мокрой) и электрической очистки. Работа любого пылеуловителя основана на использовании одного или нескольких механизмов осаждения взвешенных в газах частиц. Вклад каждого определенного механизма осаждения в эффективность работы пылеуловителя можно качественно охарактеризовать соответствующим безразмерным параметром.

      Большое число современных химико-технологических  процессов связано с дроблением, измельчением и транспортированием сыпучих материалов. При этом неизбежно  часть материалов переходит в  аэрозольное состояние, образуя  пыль, которая с технологическими или вентиляционными газами выбрасывается в атмосферу.    Пылевые частицы имеют большую суммарную поверхность, вследствие чего их химическая и биологическая активность очень высока. Некоторые вещества в аэродисперсном состоянии приобретают новые свойства, например способность взрываться. Частицы промышленной пыли имеют различные форму и размеры. Понятие размера частицы ввиду большого разнообразия форм условно. В пылеулавливании принято характеризовать размер частицы величиной, определяющей скорость ее осаждения. Такой величиной служит седиментационный диаметр (диаметр шара, скорость осаждения и плотность которого равны скорости осаждения и плотности сравниваемой частицы). При этом сама частица может иметь произвольную форму. Пылевые частицы различной формы при одной и той же массе оседают с разной скоростью. Чем ближе их форма к сферической, тем быстрее они оседают. Наибольший и наименьший размеры частиц характеризуют диапазон дисперсности данной пыли.

      В настоящее время известно несколько  сотен различных конструкций аппаратов для очистки газов от пыли. Несмотря на многообразие, все они являются вариантами аппаратурного оформления, где использованы немногие основные принципы осаждения или задержания взвешенной фазы.В зависимости от природы сил, используемых в пылеулавливающих аппаратах для отделения частиц пыли от газового потока, их подразделяют на четыре основные группы пылеосадительные камеры и циклоны, аппараты мокрой очистки газов, пористые фильтры, электрические фильтры.

      1.1.Классификация устройств для очистки воздуха от пыли 

      Пылеулавливающее  оборудование при всем его многообразии может быть классифицировано по ряду признаков: по назначению, по основному  способу действия, по эффективности, по конструктивным особенностям. Классификация пылеулавливающего оборудования дана в ГОСТ 12.2.043-80. Оборудование пылеулавливающее. Классификация.