Lektsia_8

1.

Экологическая безопасность
Лекция-презентация №8
Доцент кафедры охраны труда и окружающей среды ЮЗГУ,
к.т.н., Иорданова Анастасия Владимировна

2.

ОЧИСТКА ВЫБРОСОВ. Часть 1.
Классификация и основные характеристики газоочистного оборудования.
Оборудование, применяемое для очистки газов, подразделяется на основное
и вспомогательное. Основное оборудование газоочистных сооружений –
аппараты, в которых непосредственно происходит процесс очистки газов, а также
некоторые аппараты их дополняющие. Остальное оборудование называют
вспомогательным – средства для удаления и транспортировки уловленного
продукта, средства контроля и автоматизации и т.д. Провести абсолютно четкую
грань между основным и вспомогательным оборудованием невозможно,
поскольку нередко функции оборудования, формально относимого к
вспомогательному, по своей важности не уступают основному.
По назначение газоочистное оборудование подразделяется на:
- воздушное – оборудование, используемое для очистки от загрязняющих
веществ воздуха , подаваемого в помещение;
- промышленное – оборудование, используемое для очистки выбросов от
взвешенных веществ.
По виду улавливаемого вещества различают:
- устройства для улавливания взвешенных веществ (пылеуловители);
- устройства
для обезвреживания (улавливания) газообразных
загрязняющих веществ.

3.

По методам очистки – все пылеуловители разбиты на четыре основных
группы:
1. Сухая механическая газоочистка - разделение газовых взвесей
воздействием внешней механической силы (тяжести, инерции, центробежной)
на частицу, взвешенную в газе.
2. Мокрая газоочистка - промывка загрязненного газа жидкостью (чаще
водой), поглощающей взвешенные в газе частицы.
3. Фильтрация газа через пористые перегородки, задерживающие
взвешенные в газе частицы.
4. Электрическая очистка газа - осаждение предварительно заряженных
взвешенных частиц под действием электрического поля.
По методам очистки – все устройства для обезвреживания (улавливания)
газообразных загрязняющих веществ разбиты на четыре основных группы:
1. Абсорбция – поглощение газообразных вредных веществ жидкостью.
2. Адсорбция – поглощение газообразные
вредных веществ поверхностью твердого
тела.
3. Каталитеская очистка – превращение
вредного
вещества
в
безвредное
(относительно безведное) вещество на
поверхности катализатора.
4. Термическое обезвреживание газа
(сжигание).

4.

Основные характеристики газоочистного оборудования.
1. Эффективность очистки газов (степень очистки)
Выражается отношением количества уловленного материала к количеству
материала, поступающего в газоочистной аппарат с пылегазовым потоком, за
определенный период времени. Единица измерения – проценты или доли
единиц. Суммарную степень очистки газов , достигаемую в нескольких
последовательно установленных аппаратах, определяют по формуле:
=1-(1- 1)(1- 2)...(1- n),
где 1, 2,... n - степень очистки газов соответственно в первом, втором и nном газоочистителе.
Эффективность улавливания пыли может быть выражена в виде
коэффициента проскока частиц, который представляет собой отношение
количества вредных веществ за газоочистителем к количеству вредных веществ
поступающих в газоочистной аппарат. Коэффициент проскока рассчитывается
по формуле:
=1- .
2. Производительность газоочистного устройства Q.
Характеризуется объемом воздуха, которое очищается за 1 час или секунду.
Единица измерения м3/c или м3/ч. Аппараты, в которых воздух очищается при
прохождении через фильтрующий слой, характеризуются удельной воздушной
нагрузкой, т.е. количеством воздуха, которое проходит через 1 м2 фильтрующей
поверхности за 1 мин - м3/(м2 мин).

5.

3. Гидравлическое сопротивление ΔР.
От величины гидравлического сопротивления зависит требуемое давление
вентилятора, а, следовательно, и расход электроэнергии. Для определения
гидравлического сопротивления чаще всего используется следующая формула:
P =
г νг2
2
,
где - коэффициент местного сопротивления газоочистного устройства
(безразмерная величина); vг – скорость движения воздуха через аппарат, м/с.
Коэффициент местного сопротивления зависит от типа газоочистного
аппарата, а также от его конструктивных особенностей.
4. Расход электрической энергии.
В значительной мере эта характеристика зависит от
гидравлического сопротивления аппарата. Исключение
составляют аппараты, в которых используются
электрические методы осаждения частиц, а также
механическая
энергия
вращающих
элементов
конструкции аппарата. Расход электроэнергии при
одноступенчатой очистке находится в пределах от
0,035 до 1,0 кВт . ч на 1000 м3 воздуха.
5. Стоимость очистки
Зависит от многих факторов: капитальных затрат на
оборудование, эксплуатационных расходов, требуемой
эффективности очистки и др.

6.

Сухая механическая газоочистка
1. Пылеосадительные (гравитационные) камеры
Пылеосадительные камеры являются простейшими пылеулавливающими
устройствами. Улавливание пыли происходит в результате вертикального оседания
частиц под действием силы тяжести при прохождении их через обезвреживающее
устройство.
Скорость осаждения взвешенных частиц в газоочистных аппаратах,
использующих действие силы тяжести, прямо пропорциональна квадрату
диаметра частиц.
Основные достоинства пылеосадительных камер:
- простота конструкции;
- низкая стоимость;
- небольшие расходы энергии (гидравлическое сопротивление 50-100 Па)
Недостатки:
- эффективно улавливаются частицы пыли размером свыше 40 мкм.
Применяется только для предварительной очистки газов.

7.

2. Инерционные пылеуловители
Действие инерционных пылеуловителей основано на резком изменении
направления движения газопылевого потока. Частицы по инерции движутся в
первоначальном направлении и попадают в сборный бункер, а очищенный от
крупных частиц пылегазовый поток выходит из пылеуловителя.
Основные достоинства инерционные пылеуловителя:
- относительная простота конструкции;
- относительно низкая стоимость;
- небольшие расходы энергии (гидравлическое сопротивление 150-400 Па)
Недостатки:
- эффективно улавливаются частицы пыли размером свыше 30 мкм.
Инерционные пылеуловители применяют обычно на первой степени очистки,
с последующим обеспыливанием воздуха в более совершенных аппаратах.
а – камера с перегородкой; б – камера с плавным поворотом газового потока; в – камера с
расширяющимся конусом; г – камера с заглубленным бункером

8.

3. Центробежные пылеуловители (циклоны).
Выделение пыли в циклонах происходит под действием центробежных сил,
возникающих в результате вращения газового потока в корпусе аппарата.
Преимущества циклонов:
- надежная работа;
- стабильная величина гидравлического сопротивления;
- простота конструкции;
- повышение концентрации не приводит к снижению эффективности аппарата;
- оптимальное соотношение между эффективностью и стоимостью
(капитальной и эксплуатационной).

9.

Недостатки:
- относительно высокое гидравлическое сопротивление (1200 – 1500 Па)
высокоэффективных циклонов;
- низкая эффективность при улавливании пыли размером меньше 5 мкм.
По форме циклоны подразделяют на цилиндрические
(высота цилиндрической части больше высоты конической
части) и конические (высота цилиндрической части меньше
высоты конической части).
В
зависимости
от
эффективности
циклоны
подразделяется
на
высокоэффективные
и
высокопроизводительные.
Аппараты
первого
типа
отличаются более высокой эффективностью очистки, но
требуют
больших затрат на осуществление процесса.
Циклоны второго типа имеют небольшое гидравл.
сопротивление, отличаются большой производительностью,
но хуже улавливают мелкие частицы.
По назначению подразделяются на универсальные и
отраслевые.
Циклоны подразделяются на правые (вращение потока
запыленного воздуха по часовой стрелке, если смотреть
сверху) и левые (вращение против часовой стрелки).

10.

Мокрые пылеуловители
Процесс мокрого пылеулавливания основан на контакте запыленного
газового потока с жидкостью, которая захватывает взвешенные частицы и
уносит их из аппарата в виде шлама.
При современном уровне развития техники пылеулавливания наметилась
тенденция применения сухих пылеуловителей, однако в ряде случаев мокрые
пылеуловители конкурируют с такими высокоэффективными аппаратами, как
рукавные фильтры и электрофильтры.
Преимущества мокрых пылеуловителей перед аппаратами других типов:
- сравнительно небольшая стоимость (без учета шламового хозяйства);
- высокая эффективность улавливания частиц
(некоторых видов
пылеуловителей) ;
- возможность охлаждения и увлажнения (кондиционирования) газов;
- возможность применения для очистки высокотемпературных газовых
потоков;
- возможность одновременной очистки от пыли и от газообразных вредных
веществ, т.е. их можно использовать в качестве абсорберов.
К недостаткам пылеуловителей относятся:
- необходимость обработки сточных вод;
- потери жидкости вследствие брызгоуноса;
- необходимость антикоррозионной защиты оборудования при фильтрации
агрессивных газов и смесей.

11.

Мокрые пылеуловители по затратам энергии подразделяют на:
- низконапорные аппараты - гидравлическое сопротивление менее 1500 Па;
- средненапорные аппараты - гидравлическое сопротивление 1500 - 3000 Па;
- высоконапорных газопромыватели – гидравл. сопротивление больше 3000 Па.
По способу подводу жидкости различают устройства с внутренней циркуляции
жидкости (жидкость подается в газопромыватель периодически без применения
специальных устройств) и устройства с внешним подводом жидкости (с
помощью форсунок и с помощью оросителей).
В зависимости от поверхности контакта или по способу действия
газопромыватели подразделяются на:
- полые газопромыватели;
- насадочные скрубберы;
- тарельчатые газопромыватели;
- газопромыватели с подвижной насадкой;
- мокрые аппараты ударно-инерционного действия;
- мокрые аппараты центробежного действия;
- механические газопромыватели;
- скоростные газопромыватели.

12.

1. Полые газопромыватели.
В полых газопромывателях газопылевой поток пропускают через завесу
распыляемой жидкости. При этом частицы пыли захватываются каплями жидкости
размером 0,5-1 мм (используются низконапорные форсунки) и осаждаются, а
очищенные газы удаляются из аппарата. По направлению движения газов и
жидкости, полые скрубберы делятся на противоточные, прямоточные и с
поперечным подводом жидкости.
Гидравлическое сопротивление полого скруббера весьма незначительно: при
отсутствии каплеуловителя и газораспределителя оно обычно не превышает 250
Па. Полые форсуночные скрубберы обеспечивают высокую степень очистки только
при улавливании частиц размером больше 5 мкм

13.

2. Тарельчатый газопромыватель
В основе этих аппаратов лежит взаимодействие газов с жидкостью на тарелках
различной конструкции. Характер взаимодействия
в значительной степени
определяется скоростью газового потока. При малых скоростях ( 1м/c) газы
проникают через слой жидкости в виде пузырей происходит барботаж. С ростом
скорости газов взаимодействие газового и жидкостного потоков сопровождается
образованием турбулизованной пены, в которой происходит непрерывное
разрушение, слияние и образование новых пузырьков. Поэтому газопромыватели
данного типа часто называют пенными аппаратами.
Тарельчатые скрубберы: а – скруббер с провальной тарелкой ( 1 – корпус; 2 – оросительное устройство; 3 –
тарелка); б – скруббер с переливной тарелкой ( 1 – корпус; 2 – тарелка; 3 - приемная коробка; 4 – порог; 5 –
сливная коробка)

14. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!