Электрофильтры для очистки газовых выбросов реферат

Обновлено: 28.06.2024

По конструктивным признакам электрофильтры различают по разным признакам: по направлению хода газов - на вертикальные и горизонтальные; по форме осадительных электродов - с пластинчатыми, С-образными, трубчатыми и шестигранными электродами; по форме коронируюших электродов - с игольчатыми, круглого или штыкового сечения; по числу последовательно расположенных электрических полей - на одно- и многопольные; по расположению зон зарядки и осаждения на одно- и двухзонные; по числу параллельно работающих секций - на одно- и многосекционные .

Наиболее распространены электрофильтры с пластинчатыми и трубчатыми электродами. В пластинчатых электрофильтрах между осадительными пластинчатыми электродами натянуты проволочные коронирующие. В трубчатых электрофильтрах. осадительные электроды представляют собой цилиндры (трубки), внутри которых по оси расположены коронирующие электроды.

Схема трубчатого электрофильтра представлена на рис. 5. Запыленный газ движется по вертикальным трубам диаметром 200—250 мм. Пыль оседает на внутренней поверхности труб. При помощи встряхивающего устройства ее удаляют в бункер.

Электрофильтры очищают большие объемы газов от пыли с частицами размером от 0,01 до 100 мкм при температуре газов до 400—450 °С. Гидравлическое сопротивление их достигает 150 Па. Затраты электроэнергии составляют 0,36—1,8 МДж на 1000 м3 газа.

Эффективность работы электрофильтров зависит от свойств пыли и газа, скорости и равномерности распределения запыленного потока в сечении аппаратов и т. д. Чем выше напряженность поля и меньше скорость газа в аппарате, тем лучше улавливается пыль.

Напряжение поля на расстоянии х метров от оси коронирующего электрода определяется по зависимости

где u — напряжение, приложенное к электродам, В;

и — радиусы коронирующего и осадительного электродов, м.

Критическое напряжение электрического поля, при котором возникает корона, для воздуха определяется по формуле (в В/м)

отношение плотностей газа в рабочих и стандартных условиях

где - барометрическое давление, кПа;

Р - разряжение или избыточное давление в аппарате, кПа;

t - температура газов, °С.

Пыль с малой электрической проводимостью вызывает явление обратной короны, которое сопровождается образованием положительно заряженных ионов, частично нейтрализующих отрицательный заряд пылинок, вследствие чего последние теряют способность перемещаться к осадительным электродам и осаждаться. На проводимость пыли оказывает влияние состав газа и пыли. С повышением влажности газов удельное электрическое сопротивление пыли снижается. Наличие в очищенных газах десятых и сотых долей процента и > значительно улучшает электрическую проводимость пыли.

При высоких температурах газа понижается электрическая прочность межэлектродного пространства, что приводит к ухудшению улавливания пыли. С повышением температуры газов возрастает их вязкость и объем, а следовательно, увеличивается скорость потока в электрофильтре, что снижает степень обеспы-ливания. С увеличением скорости газа возрастает так называемый вторичный унос.

Для нормальной работы электрофильтров необходимо обеспечить чистоту осадительных и коронирующих электродов. Отложения загрязнений на коронирующем электроде способствуют повышению начального напряжения коронирования, но это не всегда возможно. Если пыль имеет большое электрическое сопротивление, то слой на электроде действует как изолятор и коронный разряд прекращается.

Теоретическая степень очистки газов в электрофильтре: для трубчатого электрофильтра

для пластинчатого электрофильтра

где - скорость движения частиц к осадительным электродам (скорость дрейфа частиц), м/с;

- скорость газов в активном сечении электрофильтра, т. е. в свободном сечении для прохода газов, м/с;

L - активная длина электрофильтра, т. е. протяженность электрического поля в направлении хода газов (в вертикальных электрофильтрах совпадает с высотой электродов), м;

R - радиус трубчатого осадительного электрода, м;

h - расстояние между короннруюшим электродом и пластинчатым осадительным электродом (межэлектродный промежуток), м.

В пределах применимости формулы Стокса скорость (в м/с) рассчитывают по следующим формулам: для частиц диаметром

для частиц диаметром

где - коэффициент, равный (А = 0,815 - 1,63);

- длина среднего свободного пробега молекул газа (=м)./4,с.96/

В настоящее время определилось несколько основных направлений охраны биосферы, которые в конечном счете ведут к созданию безотходных технологий:

разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование основного количества отходов;

создание бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе наиболее эффективных методов очистки сточных вод;

переработка отходов производства и потребления в качестве вторичного сырья;

создание территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса.

Таким образом, разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование основного количества отходов, является основным направлением технического прогресса.

Список литературы

Экология и промышленность России.Журнал №11,2002 – 48с.

Техника защиты окружающей среды/Родионов А.И.,Клушин В.П., Торочешников И.С..Учебник для вузов. – М.Химия,1989 – 512с.

Очистка воздуха.Учебное пособие/Е.А.Штокман – Изд.60 АСВ,1998.– 320с.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.

Принцип очистки газов от пыли в электрофильтрах: действие электрических сил, величина заряда, виды электрофильтров. Определение теоретической степени очистки газов в электрофильтре. Разновидности волокнистых туманоуловителей и каплеуловителей.

Рубрика	Экология и охрана природы
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	27.02.2011
Размер файла	15,1 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Очистка газов в электрофильтрах

1.1 Действие электрических сил

1.2 Величина заряда

1.3 Электрофильтры с пластинчатыми и трубчатыми электродами

1.4 Степень очистки газов в электрофильтре

2. Улавливание туманов

2.1 Образование туманов

2.2 Для улавливания туманов

2.3 Волокнистые туманоуловители

2.5 Мокрые электрофильтры

Цель работы - рассмотреть очистку газов в электрофильтрах, а именно:

- действие электрических сил;

- электрофильтры с пластинчатыми и трубчатыми электродами;

- степень очистки газов в электрофильтре;

1. Очистка газов в электрофильтрах

1.1 Действие электрических сил

В электрофильтрах очистка газов от пыли происходит под действием электрических сил. В процессе ионизации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в них частиц (коронирующий электрод). Ионы абсорбируются на поверхности пылинок, а затем под действием электрического поля они перемещаются и осаждаются к осадительным электродам. Зарядка частиц в поле коронного разряда происходит по двум механизмам: воздействием электрического поля (частицы бомбардируются ионами, движущимися в направлении силовых линий поля) и диффузией ионов. Первый механизм преобладает при размерах частиц более 0,5 мкм, второй -- менее 0,2 мкм, Для частиц диаметром 0,2 -- 0,5 мкм эффективны оба механизма. Максимальная величина заряда частиц размером более 0,5 мкм пропорциональна квадрату диаметра частиц, а частиц размером меньше 0,2 мкм -- диаметру частицы.

1.2 Величина заряда

Величину заряда q (кА), приобретаемого проводимой частицей сферической формы под воздействием электрического поля, рассчитывают по формуле

где е₀ -- относительная диэлектрическая проницаемость (е о=8,85*10 -12 Ф/м);

Е -- напряженность электрического поля коронного разряда, В/м.

Величину заряда, приобретаемого непроводимой частицей, определяют по формуле

где е -- относительная диэлектрическая проницаемость частицы.

Таким образом, электроочистка включает процессы образования ионов, зарядки пылевых частиц, транспортирования их к осадительным электродам, периодическое разрушение слоя накопившейся на электродах пыли и сброс ее в пылесборные бункеры. По конструктивным признакам электрофильтры различают по разным признакам: по направлению хода газов -- на вертикальные и горизонтальные; по форме осадительных электродов-- с пластинчатыми, С-образными, трубчатыми и шестигранными электродами; по форме коронирующих электродов -- с игольчатыми, круглого или штыкового сечения; по числу последовательно расположенных электрических полей -- на одно- и многопольные; по расположению зон зарядки и осаждения на одно- и двухзонные; по числу параллельно работающих секций -- на одно- и многосекционные .

1.3 Электрофильтры с пластинчатыми и трубчатыми электродами

Наиболее распространены электрофильтры с пластинчатыми и трубчатыми электродами. В пластинчатых электрофильтрах между осадительными пластинчатыми электродами натянуты проволочные коронирующие. В трубчатых электрофильтрах осадительные электроды представляют собой цилиндры (трубки), внутри которых по оси расположены коронирующие электроды.

Электрофильтры очищают большие объемы газов от пыли с частицами размером от 0,01 до 100 мкм при температуре газов до 400--450 °С. Гидравлическое сопротивление их достига ет 150 Па. Затраты электроэнергии составляют 0,36--1,8 МДж на 1000 м 3 газа.

1.4 Степень очистки газов в электрофильтре

Эффективность работы электрофильтров зависит от свойств пыли и газа, скорости и равномерности распределения запыленного потока в сечении аппаратов и т.д. Чем выше напряженность поля и меньше скорость газа в аппарате, тем лучше улавливается пыль.

Напряжение поля на расстоянии к метров от оси коронирующего электрода определяется по зависимости

где u -- напряжение, приложенное к электродам, В;

R₁ и R₂ -- радиусы коронирующего и осадительного электродов, м.

отношение плотностей газа в рабочих и стандартных условиях

в = 293(Р_бар + Р)/101,3*10 5 (273 + t),

где Р_бар -- барометрическое давление, кПа;

Р -- разряжение или избыточное давление в аппарате, кПа;

t -- температура газов, °С.

Пыль с малой электрической проводимостью вызывает явление обратной короны, которое сопровождается образованием положительно заряженных ионов, частично нейтрализующих отрицательный заряд пылинок, вследствие чего последние теряют способность перемещаться к осадительным электродам и осаждаться. На проводимость пыли оказывает влияние состав газа и пыли. С повышением влажности газов удельное электрическое сопротивление пыли снижается. Наличие в очищенных газах десятых и сотых долей процента SO₂ и NH₃ значительно улучшает электрическую проводимость пыли.

При высоких температурах газа понижается электрическая прочность межэлектродного пространства, что приводит к ухудшению улавливания пыли. С повышением температуры газов возрастает их вязкость и объем, а следовательно, увеличивается скорость потока в электрофильтре, что снижает степень обеспыливания. С увеличением скорости газа возрастает так называемый вторичный унос.

Теоретическая степень очистки газов в электрофильтре:

для трубчатого электрофильтра

для пластинчатого электрофильтра

где w_ч -- скорость движения частиц к осадительным электродам (скорость дрейфа частиц), м/с;

w_r -- скорость газов в активном сечении электрофильтра, т. е. в свободном сечении для прохода газов, м/с; L -- активная длина электрофильтра, т. е. протяженность электрического поля в направлении хода газов (в вертикальных электрофильтрах совпадает с высотой электродов), м;

R - радиус трубчатого осадительного электрода, м;

H - расстояние между коронирующим электродом и пластинчатым осадительным электродом (меж-электродный промежуток), м.

В пределах применимости формулы Стокса скорость w₄ (в м/с) рассчитывают по следующим формулам: для частиц диаметром d_чl mkm

для частиц диаметром d_ч mkm

где с_к -- коэффициент, равный Aл/d₄ (A = 0,8 15--1,63);

л -- длина среднего свободного пробега молекул газа (л-- 10~ 7 м).

Скорость осаждения заряженных частиц

2.1 Образование туманов

Туманы образуются вследствие термической конденсации паров или в результате химического взаимодействия веществ, находящихся в аэродисперсной системе. Туманы образуются при производстве серной кислоты, термической фосфорной кислоты, при концентрировании различных кислот и солей, при испарении масел и др.

2.2 Для улавливания туманов

Для улавливания туманов применяют волокнистые и сеточные фильтры-туманоуловители и мокрые электрофильтры. Принцип действия волокнистых фильтров-туманоуловителей основан на захвате частиц жидкости волокнами при пропускании туманов через волокнистый слой. При контакте с поверхностью волокна происходит коалесценция уловленных частиц и образование пленки жидкости, которая движется внутри слоя волокон и затем распадается на отдельные капли, которые удаляются с фильтра.

Достоинство фильтров: высокая эффективность улавливания (в том числе тонкодисперсных туманов), надежность в работе, простота конструкции, монтажа и обслуживания.

Недостатки: возможность быстрого зарастания при значительном содержании в тумане твердых частиц или при образовании нерастворимых солей вследствие взаимодействия солей жесткости воды с газами (СО₂, SO₂, HF и др.).

Перемещение уловленной жидкости в фильтре происходит под действием гравитационной, аэродинамических и капиллярных сил, оно зависит от структуры волокнистого слоя (диаметра волокон, пористости и степени однородности слоя, расположения волокон в слое), скорости фильтрации, смачиваемости волокон, физических свойств жидкости и газа. При этом чем больше плотность упаковки слоя и меньше диаметр волокон, тем больше жидкости удерживается в нем.

2.3 Волокнистые туманоуловители

Волокнистые туманоуловители разделяют на низкоскоростные и высокоскоростные. Те и другие представляют собой набор фильтрующих элементов. Фильтрующие элементы низкоскоростного туманоуловителя включают две соосно расположенные цилиндрические сетки из проволоки диаметром 3,2 мм, приваренные к дну и входному патрубку. Пространство между сетками заполнено тонким волокном диаметром от 5 до 20 мкм с плотностью упаковки 100--400 кг/м 3 и толщиной слоя от 0,03 до 0,10 м. Волокна изготовляют из специальных стекол или полипропилена, полиэфиров, поливинилхлорида, фторопласта и других материалов.

Фильтрующие элементы крепят на трубной решетке в корпусе колонны (до 50--70 элементов). Туманоуловители работают при скорости газа v_г 3 /ч.

Высокоскоростные туманоуловители выполняются в виде плоских элементов, заполненных пропиленовыми войлоками. Их можно использовать для улавливания тумана кислот (H₂SO₄, НС1, HF, НзРO₄) и концентрированных щелочей. Войлоки выпускают из волокон диаметром 20, 30, 50 и 70 мкм.

Наиболее часто применяют двухступенчатые установки (с различными по конструкции фильтрами), которые могут быть двух типов. В установках первого типа головной фильтр предназначен для улавливания крупных частиц и снижения концентрации тумана. Второй фильтр служит для очистки от высокодисперсных частиц. В установках второго типа первый фильтр служит агломератором, в котором осаждаются частицы всех размеров, а уловленная жидкость выносится потоком газов в виде крупных капель, поступающих во второй фильтр-брызгоуловитель. В фильтрах-брызгоуловителях используются войлоки из волокон диаметром 70 мкм. При скорости фильтрации 1,5--1,7 м/с сопротивление составляет 0,5 кПа, а эффективность очистки для частиц более 3 мкм близка к 100%.

Фильтры для очистки аспирационного воздуха от частиц тумана хромовой и серной кислоты имеют производительность от 2 до 60 тыс. м 3 /ч. При скорости фильтрации 3--3,5 м/с эффективность очистки составляет 96--99,5%, сопротивление фильтров 150--500 Па.

Для улавливания масла разработаны фильтры с вращающимся цилиндрическим фильтрующим элементом, что обеспечивает эффективную и непрерывную регенерацию слоя от уловленного масла. Производительность таких фильтров от 500 до 1500 м 3 /ч, эффективность очистки составляет 85--94%.

2.4 Каплеуловители

электрофильтр газ туманоуловитель каплеуловитель

Для очистки от грубодисперсных примесей брызг используют каплеуловители, состоящие из пакетов вязаных металлических сеток, из легированных сталей, сплавов на основе титана и других коррозионностойких материалов. Сетки (с диаметром проволоки 0,2--0,3 мм) гофрируют и укладывают в пакеты толщиной от 50 до 300 мм и в качестве сепараторов устанавливают в колонне. Для повышения эффективности улавливания тумана предусматривают две ступени сеточных сепараторов, Сепараторы эффективно работают при концентрации пара в газах не более 100--120 г/м 3 . Сетки могут быть изготовлены также из фторопласта и полипропилена.

2.5 Мокрые электрофильтры

Для улавливания тумана кислот применяют мокрые электрофильтры. По принципу действия они не отличаются от сухих электрофильтров. Например, электрофильтр КТ-7, применяемый для улавливания тумана серной кислоты, имеет по 144 коронирующих и осадительных электродов. Он работает при давлении 500 Па и температуре газа 160 °С.

Подобные документы

Способы очистки промышленных газов от пыли и туманов. Характеристика процесса электроочистки газов. Вольтамперные характеристики положительной и отрицательной корон в воздухе. Сведения об устройстве и работе электрофильтров. Осаждение заряженных частиц.

курсовая работа [962,0 K], добавлен 16.01.2015

Методы очистки от пыли, их разновидности, отличительные особенности и степень эффективности. Принцип действия и устройство вихревых пылеуловителей. Виды промышленных волокнистых фильтров. Очистка газов от диоксида серы, сероводорода, оксидов углерода.

реферат [945,1 K], добавлен 08.08.2009

Очистка газов от SOx. Процесс с использованием CuO/CuS04, катализаторы. Угольное топливо с добавками извести. Методы обезвреживания отходящих газов. Очистка отходящих газов от аэрозолей. Адсорбционные и хемосорбционные методы очистки отходящих газов.

реферат [24,7 K], добавлен 23.02.2011

Характеристика и основные физико-химические свойства золы и пыли. Методы определения запыленности газов. Аппараты сухой инерционной и мокрой очистки газов. Способы интенсификации работы пылеуловителей. Основы проектирования систем золоулавливания.

реферат [665,1 K], добавлен 26.08.2013

Анализ воздействия отходящих дымовых газов на окружающую среду. Характеристика котельного производства. Устройство котельных установок. Альтернативные варианты систем очистки отходящих дымовых газов котельных агрегатов. Очистка дымовых газов от золы.

курсовая работа [2,3 M], добавлен 04.04.2016

Применение технических средств очистки дымовых газов как основное мероприятие по защите атмосферы. Современные методики разработки технических средств и технологических процессов очистки газов в скруббере Вентури. Расчеты конструктивных параметров.

курсовая работа [239,2 K], добавлен 01.02.2012

Особенность каталитического и биохимического способов очистки газов. Достоинства и недостатки этих технологических процессов. Классификация аппаратов по способу воздействия газов с катализатором. Достоинства и недостатки фильтрующего и кипящего слоя.

Введение 3
1 Классификация газообразных промышленных выбросов 4
2 Фильтрация 7
3 Очистка газов в фильтрах 8
3.1 Тканевые фильтры 9
3.2 Волокнистые фильтры 12
3.3 Зернистые фильтры. 15
3.4 Очистка газов в электрофильтрах 16
Заключение 20
Библиографический список 21

До определенного этапа развития человеческого общества, в частности индустрии, в природе существовало экологическое равновесие, т.е. деятельность человека не нарушала основных природных процессов или очень незначительно влияла на них. Экологическое равновесие в природе с сохранением естественных экологических систем существовало миллионы лет и после появления человека на Земле. Так продолжалось до конца XIX в.
Двадцатый век вошел в историю как век небывалого технического прогресса, бурного развития науки, промышленности, энергетики, сельского хозяйства.
Одновременно как сопровождающий фактор росло и продолжает расти вредное воздействие индустриальной деятельности человека на окружающую среду. В результате происходит в значительной мере непредсказуемое изменение экосистем и всего облика планеты Земля.

В настоящее время с ростом и бурным развитием промышленности большое внимание уделяется ее экологической обоснованности, а именно проблеме очистке и утилизации отходов. В данном реферате рассматривается один из видов отходов промышленности – газовые выбросы предприятий и их механическая очистка фильтрами.

1 Классификация газообразных промышленных выбросов

В газообразных промышленных выбросах вредные примеси можно разделить на две группы: а) взвешенные частицы (аэрозоли) твердых веществ — пыль, дым; жидкостей — туман; б) газообразные и парообразные вещества.

К аэрозолям относятся взвешенные твердые частицы неорганического и органического происхождения, а также взвешенные частицы жидкости (тумана).
Пыль – это дисперсная малоустойчивая система, содержащая больше крупных частиц, чем дымы и туманы. Счетная концентрация (число частиц в 1 см3) мала по сравнению с дымами и туманами. Неорганическая пыль в промышленных газовых выбросах образуется при горных разработках, переработке руд, металлов, минеральных солей и удобрений, строительных материалов, карбидов и других неорганических веществ. Промышленная пыль органического происхождения – это, например, угольная, древесная, торфяная, сланцевая, сажа и др. К дымам относятся аэродисперсные системы с малой скоростью осаждения под действием силы тяжести. Дымы образуются при сжигании топлива и его деструктивной переработке, а также в результате химических реакций, например при взаимодействии аммиака и хлороводорода, при окислении паров металлов в электрической дуге и т.д. Размеры частиц в дымах много меньше, чем в пыли и туманах, и составляют от 5 мкм до субмикронных размеров, т.е. менее 0,1 мкм. Туманы состоят из капелек жидкости, образующихся при конденсации паров или распылении жидкости. В промышленных выхлопах туманы образуются главным образом из кислоты: серной, фосфорной и др. Вторая группа – газообразные и парообразные вещества, содержащиеся в промышленных газовых выхлопах, гораздо более многочисленна. К ней относятся кислоты, галогены и галогенопроизводные, газообразные оксиды, альдегиды, кетоны, спирты, углеводороды, амины, нитросоединения, пары металлов, пиридины, меркаптаны и многие другие компоненты газообразных промышленных отходов.

В настоящее время, когда безотходная технология находится в периоде становления и полностью безотходных предприятий еще нет, основной задачей газоочистки служит доведение содержания токсичных примесей в газовых примесях до предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных санитарными нормами.

В таблице 1 выборочно приведены ПДК некоторых атмосферных загрязнителей./1,с.342/

Таблица 1 – ПДК некоторых атмосферных загрязнителей.
|ВЕЩЕСТВА |ПДК, мг/м3 |
| |максимальная разовая |
| |среднесуточная |
|Аммиак |0,2 |0,2 |
|Ацетальдегид |0,1 |0,1 |
|Ацетон |0,35 |0,35 |
|Бензол |1,5 |1,5 |
|Гексахлоран |0,03 |0,03 |
|Ксилолы |0,2 |0,2 |
|Марганец и его соединения |— |0,01 |
|Мышьяк и его соединения |— |0,003 |
|Метанол |1,0 |0,5 |
|Нитробензол |0,008 |0,008 |
|Оксид углерода (СО) |3,0 |1,0 |
|Оксиды азота (в пересчете на N2O5) |0,085 |0,085 |
|Оксиды фосфора (в пересчете на P2O5) |0,15 |0,05 |
|Ртуть |0,0003 |0,0003 |
|Свинец |— |0,0007 |
|Сероводород |0,008 |0,008 |
|Сероуглерод |0,03 |0,005 |
|Серы диоксид SO2 |0,5 |0,05 |
|Фенол |0,01 |0,01 |
|Формальдегид |0,035 |0,012 |
|Фтороводород |0,05 |0,005 |
|Хлор |0,1 |0,03 |
|Хлороводород |0,2 |0,2 |
|Тетрахлорид углерода |4,0 |2,0 |

При содержании в воздухе нескольких токсичных соединений их суммарная концентрация не должна превышать 1, то есть

с1/ПДК1 + с2/ПДК2 + . + сn/ПДКn = 1, (1)

где c1, с2, …, сn – фактическая концентрация загрязнителей в воздухе, мг/м3;

ПДК1, ПДК2, …, ПДКn – предельно допустимая концентрация, мг/м3.

При невозможности достигнуть ПДК очисткой иногда применяют многократное разбавление токсичных веществ или выброс газов через высокие дымовые трубы для рассеивания примесей в верхних слоях атмосферы.
Теоретическое определение концентрации примесей в нижних слоях атмосферы в зависимости от высоты трубы и других факторов связано с законами турбулентной диффузии в атмосфере и пока разработано не полностью. Высоту трубы, необходимую, чтобы обеспечить ПДК токсичных веществ в нижних слоях атмосферы, на уровне дыхания, определяют по приближенным формулам, например:

[pic], (2) где ПДВ – предельно допустимый выброс вредных примесей в атмосферу, обеспечивающий концентрацию этих веществ в приземном слое воздуха не выше
ПДК, г/с;

Н — высота трубы, м; V – объем газового выброса, м3/с;

(t –разность между температурами газового выброса и окружающего воздуха, °С;

A – коэффициент, определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в воздухе, с2/3- (ОС)1/3 (например, для района
Урала А = 160);

F— безразмерный коэффициент, учитывающий скорость седиментации вредных веществ в атмосфере (для Cl2, HCl, HF F = 1); т — коэффициент, учитывающий условия выхода газа из устья трубы, его определяют графически или приближенно по формуле

где [pic] – средняя скорость на выходе из трубы, м/с;

DT — Диаметр трубы, м.

В соответствии с характером вредных примесей различают методы очистки газов от аэрозолей и от газообразных и парообразных примесей. Все способы очистки газов определяются в первую очередь физико-химическими свойствами примесей, их агрегатным состоянием, дисперсностью, химическим составом и др. Разнообразие вредных примесей в промышленных газовых выбросах приводит к большому разнообразию методов очистки, применяемых реакторов и химических реагентов.
2 Фильтрация

Основана на прохождении очищаемого газа через различные фильтрующие ткани (хлопок, шерсть, химические волокна, стекловолокно и др.) или через другие фильтрующие материалы (керамика, металлокерамика, пористые перегородки из пластмассы и др.). Наиболее часто для фильтрации применяют специально изготовленные волокнистые материалы — стекловолокно, шерсть или хлопок с асбестом, асбоцеллюлозу. В зависимости от фильтрующего материала различают тканевые фильтры (в том числе рукавные), волокнистые, из зернистых материалов (керамика, металлокерамика, пористые пластмассы).

Тканевые фильтры, чаще всего рукавные, применяются при температуре очищаемого газа не выше 60-65°С. В зависимости от гранулометрического состава пыли и начальной запыленности степень очистки (КПД) составляет 85-
99%. Гидравлическое сопротивление фильтра (Р около 1000 Па; расход энергии
~ 1 кВт*ч на 1000 м3 очищаемого газа. Для непрерывной очистки ткани продувают воздушными струями, которые создаются различными устройствами – соплами, расположенными против каждого рукава, движущимися наружными продувочными кольцами и др. Сейчас применяют автоматическое управление рукавными фильтрами с продувкой их импульсами сжатого воздуха.

Волокнистые фильтры, имеющие поры, равномерно распределенные между тонкими волокнами, работают с высокой эффективностью; степень очистки ( =
99,5(99,9 % при скорости фильтруемого газа 0,15-1,0 м/с и (Р=500(1000 Па.

На фильтрах из стекловолокнистых материалов возможна очистка агрессивных газов при температуре до 275°С. Для тонкой очистки газов при повышенных температурах применяют фильтры из керамики, тонковолокнистой ваты из нержавеющей стали, обладающие высокой прочностью и устойчивостью к переменным нагрузкам; однако их гидравлическое сопротивление велико – 1000
Па.

Фильтрация – весьма распространенный прием тонкой очистки газов. Ее преимущества – сравнительная низкая стоимость оборудования (за исключением металлокерамических фильтров) и высокая эффективность тонкой очистки.
Недостатки фильтрации высокое гидравлическое сопротивление и быстрое забивание фильтрующего материала пылью.

3 Очистка газов в фильтрах

В основе работы пористых фильтров всех видов лежит процесс фильтрации газа через пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее.

3 ( пылесборный бункер.

Фильтрующие перегородки весьма разнообразны по своей структуре, но в основном они состоят из волокнистых или зернистых элементов и условно подразделяются на следующие типы: гибкие пористые перегородки ( тканевые материалы из природных, синтетических или минеральных волокон: нетканыеволокнистые материалы
(войлоки, клены и иглопробивные материалы, бумага, картон, волокнистые маты); ячеистые листы (губчатая резина, пенополиуретан, мембранные фильтры); полужесткие пористые перегородки — слои волокон, стружка, вязаные сетки, положенные на опорных устройствах или зажатые между ними; жесткие пористые перегородки — зернистые материалы ( пористая керамика или пластмасса, спеченные или спрессованные порошки металлов, пористые стекла, углеграфитовые материалы и др.); волокнистые материалы
(сформированные слои из стеклянных и металлических волокон); металлические сетки и перфорированные листы.

В процессе очистки запыленного газа частицы приближаются к волокнам или к поверхности зерен материала, сталкиваются с ними и осаждаются главным образом в результате действия сил диффузии, инерции и электростатического притяжения.

Проходя через фильтрующую перегородку, поток разделяется на тонкие непрерывно разъединяющиеся и смыкающиеся струйки. Частицы, обладая инерцией, стремятся перемещаться прямолинейно, сталкиваются с волокнами, зернами и удерживаются ими. Такой механизм характерен для захвата крупных частиц и проявляется сильнее при увеличении скорости фильтрования.
Электростатический механизм захвата пылинок проявляется в том случае, когда волокна несут заряды или поляризованы внешним электрическим полем.

В фильтрах уловленные частицы накапливаются в порах или образуют пылевой слой на поверхности перегородки, и таким образом сами становятся для вновь поступающих частиц частью фильтрующей среды. По мере накопления пыли пористость перегородки уменьшается, а сопротивление возрастает.
Поэтому возникает необходимость удаления пыли и регенерации фильтра.

В зависимости от назначения и величины входной и выходной концентрации фильтры условно разделяют на три класса: фильтры тонкой очистки (высокоэффективные или абсолютные фильтры) предназначены для улавливания с очень высокой эффективностью (>99%) в основном субмикронных частиц из промышленных газов с низкой входной концентрацией ([pic] значительно улучшает электрическую проводимость пыли.

Теоретическая степень очистки газов в электрофильтре: для трубчатого электрофильтра

[pic] (15) для пластинчатого электрофильтра

где [pic]( скорость движения частиц к осадительным электродам (скорость дрейфа частиц), м/с;

[pic] ( скорость газов в активном сечении электрофильтра, т. е. в свободном сечении для прохода газов, м/с;

L ( активная длина электрофильтра, т. е. протяженность электрического поля в направлении хода газов (в вертикальных электрофильтрах совпадает с высотой электродов), м;

R ( радиус трубчатого осадительного электрода, м;

h ( расстояние между короннруюшим электродом и пластинчатым осадительным электродом (межэлектродный промежуток), м.

В пределах применимости формулы Стокса скорость [pic] (в м/с) рассчитывают по следующим формулам: для частиц диаметром [pic]

[pic] (17) для частиц диаметром [pic]

где [pic]( коэффициент, равный [pic][pic](А = 0,815 ( 1,63);

[pic]( длина среднего свободного пробега молекул газа
([pic]=[pic]м)./4,с.96/

В настоящее время определилось несколько основных направлений охраны биосферы, которые в конечном счете ведут к созданию безотходных технологий:
1) разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование основного количества отходов;
2) создание бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе наиболее эффективных методов очистки сточных вод;
3) переработка отходов производства и потребления в качестве вторичного сырья;
4) создание территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса.

Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники, БИМ

Одним из современных и наиболее совершенных методов отделения туманов и частиц пыли от промышленных газов является очистка в электрических фильтрах. Благодаря своей универсальности и максимально высокой степени очистки газов от загрязняющих их частиц при низких энергозатратах, электрофильтры нашли широкое применение в промышленности. На текущий день эффективность современных установок электрической очистки газов от жидких и твердых загрязняющих элементов достигает 99%. Электрофильтры для очистки газовых выбросов способны улавливать даже субмикронные частицы при их концентрации в газе до пятидесяти грамм на кубический метр.

Принцип работы электрофильтров для очистки газовых выбросов заключается в известной способности тел, заряженных разноименно, взаимно притягиваться. Частицам загрязнения сообщается электрический заряд, благодаря чему они осаждаются на электроде с противоположным зарядом.

Широко востребованы электрофильтры на предприятиях, где необходима очистка больших объемов газов. С экономической точки зрения такой метод очистки наиболее целесообразен, так как электрические фильтры отличаются низкими эксплуатационными затратами. Данный вид oборудования может работать в широком температурном диапазоне (450°С) и под воздействием коррозийных сред.

Электрофильтры для очистки газовых выбросов: преимущества использования Такой вид газоочистного oборудования, как электрические фильтры, обладает массой преимуществ:

возможность работать в условия повышенной влажности;
возможность эффективной и продолжительной работы даже за пределами технологических параметров установки;
малое гидравлическое сопротивление установки (примерно 0,2 кПа);
простота обслуживания и долгий эксплуатационный срок;
широкий диапазон производительности;
максимально высокий уровень надежности всех узлов и механизмов.

Электрофильтры способны отделять твердые и жидкие частицы, размеры которых составляют от 0,01 микрометра до десятков микрометров.

Электрическое газоочистное oборудование в зависимости от способа очистки делится на два типа: сухие и мокрые фильтры. В сухих электрофильтрах используются механизмы встряхивания. Отделившиеся частицы загрязнения выводятся из сборных бункеров устройства в виде шлама. При очистке газа мокрыми фильтрами уловленные частицы загрязнения смываются специальной жидкостью и в таком виде удаляются из бункеров.

По типу направления движения газа различают вертикальные и горизонтальные электрические фильтры. По форме электродов электрофильтры также делятся на два вида: пластинчатые и трубчатые. В пластинчатых электрофильтрах используются параллельные друг другу поверхности, между которыми натянуты коронирующие прoвода.

В трубчатых фильтрах осадительными электродами являются металлические трубы, а в качестве коронирующих электродов используются натянутые по оси труб проволоки.

Возможность дышать чистым воздухом — это наша физиологическая потребность, залог здоровья и долголетия. Однако, мощные современные производственные предприятия загрязняют окружающую нас среду и атмосферу промышленными выбросами, опасными для человека.

Обеспечение чистоты воздушной среды при выполнении технологических процессов на предприятиях и удаление вредных примесей из нее в быту — вот те задачи, которые выполняют электростатические фильтры.

Для этого он использовал действие основных законов электростатического поля, пропуская газообразные смеси с твердыми мелкодисперсными примесями через электроды с положительным и отрицательным потенциалами. Противоположно заряженные ионы с частицами пыли притягивались к электродам, оседая на них, а одноименные — отталкивались.

Эта разработка послужила прототипом для создания современных электростатических фильтров.

Величина напряжения между сеткой и пластинами в бытовых приборах составляет несколько киловольт. У фильтров, работающих на промышленных объектах, оно может быть увеличено на порядок.

Через эти электроды вентиляторами по специальным воздуховодам пропускается поток воздуха или газов, содержащий механические примеси и бактерии.

Под действием высокого напряжения формируется сильное электрическое поле и поверхностный коронный разряд, стекающий с нитей (коронирующих электродов). Он приводит к ионизации прилегающего к электродам воздуха с выделением анионов (+) и катионов (—), создается ионный ток.

Ионы с отрицательным зарядом под действием электростатического поля движутся к осадительным электродам, попутно заряжая встречные примеси. На эти заряды действуют электростатические силы, создающие скопление пыли на осадительных электродах. Таким способом происходит очищение прогоняемого сквозь фильтр воздуха.

При работе фильтра слой пыли на его электродах постоянно увеличивается. Его периодически необходимо удалять. У бытовых конструкций эта операция выполняется вручную. На мощных производственных установках осадительные и коронирующие электроды механически встряхивают для направления загрязнений в специальный бункер, откуда их забирают на утилизацию.

Особенности конструкций промышленного электростатического фильтра

Детали его корпуса могут быть выполнены бетонными блоками или металлическими конструкциями.

На входе загрязненного и выходе очищенного воздуха устанавливаются газораспределительные экраны, которые оптимально направляют воздушные массы между электродами.

Сбор пыли происходит в бункерах, которые обычно создают с плоским днищем и оборудуют скребковым конвейером. Пылесборники изготавливают в форме:

лотков;
перевернутой пирамиды;
усеченного конуса.

Механизмы встряхивания электродов работают по принципу падающего молотка. Они могут располагаться снизу или сверху пластин. Работа этих устройств значительно ускоряет очистку электродов. Лучших результатов достигают конструкции, в которых каждый молоток воздействует на свой электрод.

Для создания высоковольтного коронирующего разряда применяются стандартные трансформаторы с выпрямителями, работающие от сети промышленной частоты или специальные высокочастотные устройства в несколько десятков килогерц. Их работой занимаются микропроцессорные системы управления.

Среди различных типов коронирующих электродов лучше всего работают спирали из нержавеющих сталей, создающие оптимальное натяжение нитей. Они меньше загрязняются, чем все остальные модели.

Конструкции осадительных электродов в виде пластин специального профиля объединяют в секции, создают для равномерного распределения поверхностных зарядов.

Пример одной из схем работы подобных устройств показан на картинке.

У этих конструкций используется двухкаскадная зона очистки воздуха, загрязненного твердыми примесями или парами аэрозолей. Самые крупные частицы оседают на предварительном фильтре.

Далее поток направляется в ионизатор с коронирующими проволочными и заземленными пластинчатыми электродами. От блока высокого напряжения на электроды подается порядка 12 киловольт.

В результате происходит коронирующий разряд и зарядка частиц примесей. Продуваемая воздушная смесь проходит через осадитель, в котором вредные вещества концентрируются на заземленных пластинах.

Расположенный после осадителя постфильтр улавливает остатки неосевших частиц. Химкассета дополнительно очищает воздух от оставшихся примесей углекислых и прочих газов.

Осажденные на пластинах аэрозоли просто стекают вниз поддона под действием сил гравитации.

Очистка загрязненных воздушных сред используется на:

электростанциях с котлами, сжигающими уголь;
объектах мазутосжигающих производств;
мусоросжигающих заводах;
промышленных котлах химического восстановления;
производственных печах отжига известняка;
технологических котлах сжигания биомассы;
предприятиях черной металлургии;
производстве цветных металлов;
объектах цементной промышленности;
предприятиях переработки сельскохозяйственной продукции и других отраслях.

Диапазоны работы мощных промышленных электростатических фильтров с различными вредными веществами показаны на диаграмме.

Очистка воздуха в жилых помещениях осуществляется:

Принцип работы кондиционера демонстрирует картинка.

Загрязненный воздух прогоняется вентиляторами через электроды с приложенным к ним напряжением порядка 5 киловольт. Находящиеся в воздушном потоке микробы, клещи, вирусы, бактерии погибают, а частицы примесей, заряжаясь, пролетают на электроды улавливания пыли и оседают на них.

При этом происходит ионизация воздуха и выделение озона. Поскольку он относится к разряду сильнейших природных окислителей, то все живые организмы внутри кондиционера уничтожаются.

Превышение нормативной концентрации озона в воздухе недопустимо по санитарно-гигиеническим нормам. За этим показателем тщательно следят надзорные органы производителей кондиционеров.

Прототипом современных ионизаторов послужила разработка советского ученого Чижевского Александра Леонидовича, которую он создал для восстановления здоровья людей, изнуренных в заключении тяжелейшими каторжными работами и плохими условиями содержания.

Катионы придавали жизненную энергию ослабшему организму, а выделяющийся озон убивал болезнетворных микробов и бактерии.

Современные ионизаторы лишены многих недостатков, которые были в первых конструкциях. В частности, сейчас строго лимитируется концентрация озона, применяются меры к снижению действия высоковольтного электромагнитного поля, используются биполярные устройства ионизации.

Однако, стоит заметить, что многие люди до сих пор путают назначение ионизаторов и озонаторов (производство озона в максимальном количестве), применяя последние не по назначению, чем сильно вредят своему здоровью.

Ионизаторы по принципу своей работы не выполняют все функции кондиционеров и не очищают воздух от пыли.

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

Читайте также:

Электрофильтры для очистки газовых выбросов реферат

Список литературы

2.1 Образование туманов

2.2 Для улавливания туманов

Достоинство фильтров: высокая эффективность улавливания (в том числе тонкодисперсных туманов), надежность в работе, простота конструкции, монтажа и обслуживания.

2.3 Волокнистые туманоуловители

Фильтрующие элементы крепят на трубной решетке в корпусе колонны (до 50--70 элементов). Туманоуловители работают при скорости газа vг 3 /ч.

2.4 Каплеуловители

электрофильтр газ туманоуловитель каплеуловитель

2.5 Мокрые электрофильтры

Подобные документы

Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники, БИМ

Фильтрующие элементы крепят на трубной решетке в корпусе колонны (до 50--70 элементов). Туманоуловители работают при скорости газа v_г 3 /ч.