Эффективность пылеулавливания

      Оборудование, применяемое для очистки от пыли воздуха в системах вентиляции, кондиционирования  и воздушного отопления, а также  для защиты от загрязнения пылью воздушной среды зданий, сооружений и прилегающих к ним территорий, метрополитенов, подземных и открытых горных выработок, подразделяется на следующие типы:

• оборудование, применяемое для очистки от взвешенных частиц пыли воздуха, подаваемого в помещения системами приточной вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления – воздушные фильтры;
• оборудование,  применяемое для очистки от пыли воздуха, выбрасываемого в атмосферу системами вытяжной вентиляции – пылеуловители.

      Пылеулавливающее  оборудование в зависимости от способа отделения пыли от  воздушного потока применяют следующих исполнений: оборудование для улавливания пыли сухим способом, при котором отделенные  от воздуха частицы пыли осаждаются на сухую поверхность; оборудование для улавливания пыли мокрым способом, при котором отделение частиц от воздушного потока осуществляется с использованием жидкостей.

      Пылеулавливающее  оборудование по принципу действия подразделяется на группы, по конструктивным особенностям – на виды и действует по сухому (табл. 1) и мокрому (табл. 2) способу.

      Таблица 1.

      Группы  и виды пылеулавливающего  оборудования для  улавливания пыли сухим способом.

      Примечание. Знак «+» означает применение; знак «-»  означает неприменение.

      Таблица 2.

      Группы  и виды пылеулавливающего  оборудования для  улавливания пыли мокрым способом.

      Примечание. Знак «+» означает применение; знак «-» означает неприменение.

      Пылеулавливающее  оборудование, в котором отделение  пыли от воздушного потока осуществляется последовательно в несколько  ступеней, отличающихся по принципу действия, конструктивным особенностям и способу  очистки, относят к комбинированному пылеулавливающему оборудованию.

      Классификация пылеулавливающего оборудования согласно ГОСТ 12.2.043-80 приведена на схеме. На схеме  дополнительно показан вид пылеулавливающего  оборудования – биофильтр, применяемый  для очистки выбросов, от ряда органических пылей. 
 
 
 

      1.2.Пылеуловители  для очистки выбросов  в атмосферу. 

      Пылеуловители, применяемые для очистки воздуха, удаляемого системами вытяжной вентиляции, делятся на пять классов в зависимости  от размеров эффективно улавливаемых частиц пыли, отнесенной к соответствующей группе по дисперсности (табл. 3). 

      Таблица 3.

      Классификация пылеуловителей

      Под эффективным улавливанием понимают улавливание с эффективностью более 95%. Однако, эффективность улавливания частиц данной группы пыли, приведенная в табл. 7 является в основном ориентировочной, поскольку зависит от концентрации пыли в очищаемом воздухе, от ее слипаемости, волокнистости, которые значительно влияют на коагуляцию пыли.

      Разработаны и эксплуатируются значительное количество пылеуловителей во всех отраслях промышленности. Число конструкций  составляет тысячи. Имеется возможность  рассмотреть здесь лишь наиболее распространенные, характерные и  перспективные. Будут рассмотрены аппараты, применяемые преимущественно для очистки вентиляционных выбросов, а также устройства, используемые главным образом в системах очистки технологических выбросов. Четкой границы провести нельзя. Например, циклоны широко применяются, как в системах вентиляции, так и в технологических установках. В то же время некоторые аппараты преимущественно служат для технологической очистки (пылеуловители Вентури, электрофильтры и др.).

1.2.1. Пылеосадочные камеры

      Пылеосадочные камеры являются простейшими пылеулавливающими устройствами. Они относятся к группе гравитационного оборудования, в которую входят два вида оборудования – полое и полочное.

      Пылевая частица, внесенная в камеру потоком  воздуха, находится под действием  двух сил: силы инерции, под воздействием которой она стремится перемещаться горизонтально, и силы тяжести, под действием которой она осаждается на дно камеры.Для осаждения тонких фракций пыли в камере должно быть обеспечено ламинарное движение воздуха, при котором не было бы перемещения воздуха поперек потока. Для этого пришлось бы устраивать камеры громадных размеров, что практически неосуществимо.

      В реальных условиях в пылеосадочных  камерах наблюдается турбулентный или переходный режим.Для увеличения эффекта осаждения за счет использования сил инерции применяются камеры, к потолку которых подвешены цепи, стержни.

      Преимуществом пылеосадочной камеры является простота устройства, несложность эксплуатации, долговечность. Пылеосадочные камеры могут быть изготовлены из кирпича, бетона и других неметаллических материалов, устойчивых к коррозии. Потери давления в пылеосадочных камерах обычно не превышают 20 – 150 Па. В то же время пылеосадочные камеры имеют существенные недостатки, из-за которых применение этого вида пылеуловителей значительно сократилось.

      В пылеосадочной камере, даже усовершенствованной  конструкции, можно осуществить  осаждение наиболее крупных фракций  пыли преимущественно со значительной плотностью. Мелкие фракции выносятся  из камеры воздушным потоком. Пылевые  камеры занимают много места. Степень очистки воздуха в пылеосадочных камерах не превышает 50 – 60 %. Это устройство может применяться лишь для предварительной очистки воздуха от крупнодисперсной пыли со значительной плотностью. Для осаждения взрывно- и пожароопасной пыли устройство пылеосадочных камер не допускается.

1.2.2. Инерционные пылеуловители

      Действие  инерционного пылеуловителя основано на том, что при изменении направления  движения потока запыленного воздуха (газа) частицы пыли под действием  сил инерции отклоняются от линии тока и сепарируются из потока. К инерционным пылеуловителям относится ряд известных аппаратов: пылеотделитель ИП, жалюзийный пылеуловитель ВТИ и др., а также простейшие инерционные пылеуловители (пылевой мешок, пылеуловитель на прямом участке газохода, экранный пылеуловитель и др.).

      Инерционные пылеуловители улавливают крупную  пыль – размером 20 – 30 мкм и более, их эффективность обычно находится  в пределах 60 – 95 %. Точное значение зависит от многих факторов: дисперсности пыли и других ее свойств, скорости потока, конструкции аппарата и др. По этой причине инерционные аппараты применяют обычно на первой ступени очистки с последующим обеспыливанием газа (воздуха) в более совершенных аппаратах. Преимуществом всех инерционных пылеуловителей является простота устройства и невысокая стоимость аппарата. Этим и объясняется их распространенность. Рассмотрим основные конструкции инерционных пылеуловителей.

      Инерционный пылеуловитель ИП представляет собой конус, образованный коническими кольцами постепенно уменьшающегося диаметра. Очищаемый воздух входит в основание конуса со скоростью 18 м/с и движется к основанию конуса.

      По  ходу движения воздух выходит через  щели между кольцами, а пылевые  частицы под действием сил  инерции, продолжая движение в прямолинейном  направлении, ударяются о стенки и отбрасываются в массу потока. По мере движения потока концентрация в нем пыли возрастает. У вершины конуса в пылевоздушной смеси остается лишь 5 – 10 % воздуха, поступившего в аппарат. Выйдя из аппарата, пылевоздушная смесь направляется в циклон. Пыль отделяется от воздуха и поступает в бункер, а обеспыленный воздух возвращается к вентилятору.

      Таким образом, в установке ИП-циклон воздух подвергается двухступенчатой очистке, общая эффективность которой  порядка 90 %. При улавливании пескоструйной пыли эффективность, как показывали испытания, находилась в пределах 92,5 – 95,9 %.

      Преимуществом ИП является компактность и простота устройства. Аппарат может применяться  в качестве первой ступени при  очистке воздуха от крупнодисперсной пыли. Разработано несколько номеров ИП, рассчитанных на различную производительность.