Защита атмосферы

Циклоны серии ЦН относятся  обычно к пылеуловителям V класса, рассчитанными на I, II группы пылей с их входной концентрацией до 1000 г/м³, имеют производительность по газу до 48 тыс. м³/ч при гидравлическом сопротивлении не более 2,5 кПа. Гидравлическое сопротивление конических циклонов СК-ЦН достигает 4 кПа. Коэффициент полезного действия цилиндрических циклонов обычно составляет 70-90 %, конических – до 95 %. Он сильно зависит от крупности частиц пыли. С помощью этих аппаратов успешно улавливают слабо- и среднеслипающиеся грубо- и среднедисперсные пыли.

Циклоны обычно не используют как конечные пылеуловители. В этом качестве они могут применяться  только при пылях, незначительное количество частиц размером менее 10 мкм, при условии их выброса в атмосферу на значительной высоте. Циклоны рекомендуется использовать для предварительной очистки газов, устанавливая их перед фильтрами или перед электрофильтрами.

Степень очистки газа в существенной степени зависит от диаметра циклона. При его меньших значениях очистка протекает полнее, но уменьшается производительность. Поэтому для улавливания более мелких частиц применяют групповые и батарейные циклоны (мультициклоны), состоящие из параллельного ряда небольших циклонов. Конструктивно они объединяются в один корпус и имеют общие подвод, отвод газов и разгрузочный бункер. Групповые циклоны включают 2, 4, 6, 8 циклонов диаметром от 200 до 1100 м. Батарейные циклоны наиболее распространенного типа (БЦ-2) насчитывают до нескольких сотен мультициклонов диаметром 100-400 мм. Степень очистки газов в них можно довести до 80-98 %. 

Фильтры 

Фильтры используют для тонкого  пылеулавливания и когда затруднено применение электрофильтров. Имеются  в виду случаи малого и слишком высокого электросопротивления частиц пыли или необходимость специальной подготовки газов для электрофильтра, например их дожигание. Однако электрофильтры обладают неоспоримым преимуществом при пылеочистке агрессивных газов, если температура последних близка к точке росы, т.е. реальна опасность выпадения конденсата на материал фильтра.

Фильтры классифицируют по типу и материалу фильтрованной  перегородки, конструкции, назначению и другим признакам.

По типу перегородки  различают фильтры: с зернистыми слоями (неподвижные свободно насыпанные зернистые материалы или псевдоожиженные слои); с гибкими пористыми перегородками.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ  ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ

Очистку воздуха от примесей производят как при подаче наружного  воздуха в помещение, так и при удалении загрязненного воздуха из помещения. В первом случае обеспечивается защита работающих, во втором - окружающей среды.

Степень очистки, %, воздуха  от пыли, обычно называемую эффективностью пылеулавливания, определяют по формуле

где G₂ - концентрация пыли в воздухе до очистки, мг/м³; G₁ - концентрация пыли в воздухе после очистки, мг/м³.

Очистка воздуха от пыли может быть грубой, средней или  тонкой.

При грубой очистке из воздуха улавливается только крупная пыль с размерами частиц более 50 мкм, степень очистки сравнительно невысока - 70... 85 %. При средней очистке задерживается пыль с размерами частиц до 50 мкм, степень очистки возрастает до 85...95 %. Тонкая очистка позволяет улавливать пыль с размерами частиц менее 10 мкм, степень очистки при этом более 95 %. Если пыль не ядовита, воздух после тонкой очистки может быть возвращен обратно в помещение (рециркуляция воздуха).

Для грубой и средней  очистки широко используют различные пылеуловители, принцип действия которых основан на резком уменьшении скорости движения загрязненного воздуха (пылеосадочные камеры) или изменении направления его движения (инерционные пылеуловители), в результате чего пылинки под действием сил тяжести в первом случае и инерционных сил во втором случае оседают на дно пылеулавливающего устройства или попадают в специальный сборник пыли.

Наиболее широкое распространение  в промышленности благодаря дешевизне  конструкции, малым размерам и простоте обслуживания получили циклоны (рис. 1), в которых отделение пыли происходит под действием центробежных сил, возникающих при повороте воздуха с большой скоростью.

Пыль прижимается к  стенкам циклона и под действием  своего веса скатывается к его  нижней части. Скорость воздуха в подводящем патрубке составляет от 15 до 23 м/с.

Принцип действия электрических  пылеуловителей основан на способности  частиц пыли принимать на себя электрический  заряд. Запыленный воздух пропускается между электродами, в результате чего частички пыли получают определенный заряд и стремятся осесть на электроде противоположной полярности. Эти электроды периодически встряхивают специальным устройством, пыль оседает в бункере и затем удаляется.

Для средней и тонкой очистки воздуха от примесей широко используют фильтры, которые подразделяются на поглощающие и пористые.

К числу поглощающих  фильтров относятся промывные камеры и орошаемые фильтры. В орошаемых  фильтрах (ротоклонах) (рис. 2) фильтрующий  слой состоит из гравия, кокса или  специальных фарфоровых колец, орошаемых водой. Проходя извилистый путь в слое наполнителя, частицы пыли прилипают к смоченным поверхностям и смываются протекающей водой.

В пористых фильтрах запыленный воздух пропускается через слой зернистого или волокнистого материала, сеток, ткани. Очистка воздуха основана на том, что пыль задерживается в промежутках между частичками или волокнами фильтрующего материала. Наиболее широкое применение нашли матерчатые фильтры, в которых фильтрующим материалом являются шерстяные ткани (фланель, байка и др.), хлопчатобумажные заменители (вельветон, пестротканая фланель, фильтропрессованный холст), а также ткань из стекловолокна. Эффективность пылеулавливания матерчатых фильтров очень высока - около 98...99,5 %, однако при высоком пылесодержании поступающего воздуха пыль быстро покрывает ткань рукавов и фильтры нуждаются в частом встряхивании. Более рациональной в таких случаях является двухступенчатая очистка, при которой воздух последовательно проходит через два пылеуловителя или фильтра. В качестве фильтра грубой очистки могут применяться циклоны, в качестве фильтров тонкой очистки - матерчатые фильтры.

Для повышения эффективности  пористых фильтров, в которых фильтрующими элементами являются различные наполнители  и сетки, эти элементы покрывают тонким слоем масла, обычно веретенным или вазелиновым. Такие фильтры применяют для очистки воздуха при концентрации пыли до 200 мг/м³, при этом степень очистки составляет более 95 %.

Чтобы правильно выбрать  фильтр или пылеуловитель, необходимо знать количество пыли, содержащейся в воздухе, требуемую степень очистки воздуха от пыли, характер пыли, размеры частиц и их удельный вес, а также размеры помещения, в котором должен быть установлен фильтр. В каждом случае выбор типа фильтра, его размеров, а также конструктивной компоновки всей установки обосновывают технико-экономическими расчетами.

Реконструкция электрофильтров осуществляется в том же корпусе путем замены внутреннего механического оборудования или его составных частей на новое, более совершенные по техническим характеристикам конструкции. Для существенного повышения эффективности очистки (снижения выбросов более чем в 5 раз) необходимо наращивание высоты корпуса для размещения соответствующих по габаритам электродных систем или использование компоновочного варианта с использованием межпольного промежутка и реконструированием верхней части корпуса при переносе в эту часть рам подвеса коронирующих электродов и их молотковых валов. Для повышения эффективности действующих электрофильтров иногда достаточно осуществить замену отдельных сборочных единиц и систем управления на оборудование с повышенными техническими характеристиками.

Реконструкция существующих газопылеулавливающих установок ведется, как правило, в направлении замены старых фильтров на более современные.

В ряде случаев экономически целесообразно произвести реконструкцию  имеющегося в эксплуатации рукавного  фильтра, используя для этого  последние достижения в развитии и совершенствовании современных  конструкций рукавных фильтров и  сохрнив требования по пылегазовым выбросам и уровню обслуживания фильтра. Для повышения эффективности действующих рукавных фильтров достаточно осуществить замену отдельных сборочных единиц (узлов) и систему управления регенерацией на оборудование с повышенными техническими характеристиками.

На рисунке представлен  унифицированный жесткий каркас в сборе для рукавных фильтров с импульсной продувкой, предлагаемый для реконструкции фильтров, который  не требует жесткого крепления к  рукавной плите с помощью шпилек, гаек и накладок, а опирается на рукавную плиту своими крючками. Рукав при этом предварительно устанавливается в отверстие рукавной плиты и герметизируется за счет вшитого пружинного кольца. Демонтаж фильтроэлементов ведется в последовательности:

– освобождается скоба верхней части каркаса (оголовка);

– снимается оголовок;

– отсоединяют рукав  от плиты, снимая стальное кольцо в  верхней части рукава;

– вынимается каркас с  рукавом одновременно, при необходимости  составные части каркаса разъединяют, освобождая скобы на стыках (это делается при ограниченной высоте над фильтром).

Может быть проведена  реконструкция рукавных фильтров типа ФВК, ФР, РФГ, СМЦ и др., имеющих  обратную продувку, на вариант с  импульсной продувкой.

Дисперги́рование (от лат. dispersio — рассеяние), эмульгирование, эмульга́ция (от лат. emulgeo — дою, выдаиваю) — тонкое измельчение твёрдых тел или жидкостей, в результате чего получают порошки, суспензии, эмульсии. При диспергировании твёрдых тел происходит их механическое разрушение.

Дисперсная система — система, в которой одно вещество (дисперсная фаза) распределено в среде другого (дисперсная среда) так, что между частицами дисперсной фазы и дисперсионной средой есть граница раздела фаз. Характерным признаком дисперсной среды является ее непрерывность.

Диспергирование имеет место в  процессе производства лакокрасочных материалов всегда, когда необходимо ввести пигменты и/или наполнители. Диспергирование в данном случае означает разрушение агломератов пигмента, агломератов кристаллитов или первичных частиц или агрегатов и их распределение в жидкой фазе, обычно в растворе пленкообразователя или при производстве порошковых материалов в расплаве полимера.

Диспергирование, как и измельчение, – это наиболее энергоемкая и технически сложная стадия в производстве пигментированных ЛКМ. Для достижения наибольшей эффективности процессов диспергирования на имеющемся оборудовании (устройстве, аппарате) композиция диспергируемого материала при необходимости должна быть подготовлена с помощью процесса, известного под названием оптимизация пигментной пасты. При диспергировании возникают напряжения. Применение механической силы к частице, например, агломерату, называют механическим напряжением.

Диспергирование применяют также при получении цементов, муки, многих пищевых продуктов и кормовых концентратов, при использовании с.-х. ядохимикатов (пестицидов), при сжигании жидкого и твердого топлива и во многих других технологических процессах.