Пользовательского поиска
Экология
Новости
Библиотека
Законодательство
Эко словарь
Заповеди экологии
Ваш вклад в дело
Вы не поверите!
О проекте








предыдущая главасодержаниеследующая глава

Глава 3. Защита атмосферы

§ 13. Параметры процесса пылеулавливания

Основные меры защиты атмосферы от загрязнений промышленными пылями и туманами предусматривают широкое использование пыле- и туманоулавливающих аппаратов и систем. Исходя из современной классификации пылеулавливающих систем, основанной на принципиальных особенностях процесса очистки, пылеочистное оборудование можно разделить на четыре группы: сухие пылеуловители, мокрые пылеуловители, электрофильтры и фильтры. Пылеуловители различных типов, и том числе и электрофильтры, применяют при повышенных концентрациях примесей в воздухе. Фильтры используются для тонкой очистки воздуха с концентрациями примесей менее 100 мг/м3. Если требуется тонкая очистка воздуха при высоких начальных концентрациях примесей, то очистку ведут в системе последовательно соединенных пылеуловителей и фильтров.

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

η=(Свхвых)/Свх, (2)

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=(Свхiвыхi)/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, (3)

Как следует из формул (2) и (3), 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=рвхвых=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.

Удельная пылеемкость N пылеуловителей или фильтров зависит от количества пыли, которое удерживает пылеуловитель за период непрерывной работы между двумя очередными регенерациями. Применительно к фильтрам удельная пылеемкость оценивается как масса осадка, приходящаяся на единицу площади рабочей поверхности фильтрующего элемента, и измеряется в г/м2. Удельная пылеемкость используется в расчетах продолжительности работы фильтра т между регенерациями: τ=(NдопFф)/(ηQVCвх), где Nдоп - допустимая удельная пылеемкость, г/м2; QV - объемный расход воздуха через фильтрующий элемент, м3/ч; Fф - площадь фильтрования фильтрующего элемента, м2.

При сравнительной оценке задерживающей способности пылеуловителей и фильтров различных типов кроме общей и фракционной эффективности очистки используют понятие «медианной d50 тонкости очистки». Она определяется размером частиц, для которых эффективность осаждения частиц в пылеуловителе составляет 0,50.

При описании процессов фильтрации дополнительно к рассмотренным используют следующие параметры. Пористость фильтрующего элемента П определяется отношением объема пустот Vп к полному объему пористого фильтра V:П=Vп/V; скорость фильтрации ωф, равная отношению объемного расхода фильтруемого газа к площади фильтрования, ωф=QV/Fф. Скорость фильтрации позволяет оценить удельную массовую пропускную способность фильтрующих материалов, которая численно равна произведению ρωф, где ρ - плотность фильтруемого газа. Для оценки скорости движения газа непосредственно в порах фильтроэлемента используют понятие скорости в порах ωп, которая связана со скоростью фильтрации соотношением ωпф/П.

В процессах пылеулавливания весьма важное значение имеют физико-химические характеристики пылей и туманов, такие, как дисперсный (фракционный) состав, плотность, адгезионные свойства, смачиваемость, электрическая заряженность частиц, удельное сопротивление слоев частиц и др. Для правильного выбора пылеулавливающего аппарата или фильтра необходимы прежде всего сведения о дисперсном составе пылей и туманов.

Результаты определения дисперсного состава пыли обычно представляют в виде зависимости массовых (иногда счетных) фракций частиц от их размера. Под фракцией понимают массовые (счетные) доли частиц, содержащихся в определенном интервале размеров частиц. Распределения частиц примесей по размерам могут быть различными, однако на практике они часто удовлетворительно согласуются с логарифмическим нормальным законом распределения Гаусса (ЛНР). В интегральной форме это распределение описывается формулой

М(dч)=100/lg σч √2π ∫lgdч-∞ e-у2/2

где М(dч) - относительная доля частиц размером менее dч; dm - медианный размер частиц, при котором доли частиц размером более и менее dm равны; lg σч - среднеквадратичное отклонение в функции ЛНР. Графики ЛНР частиц обычно строят в вероятностно-логарифмической системе координат, текущий размер частиц откладывают на оси абсцисс, а на оси ординат - относительную долю частиц с размерами меньше dч. Шкала оси абсцисс представляет собой логарифм диаметра частиц, а шкала оси ординат строится путем вычисления каждого из значений шкалы по уравнению

100-М(dч)=100/√2π ∫у-∞ e-у2/2

где у=lg(dч/dm)/lgσч. Цифровые значения этой функции затабулированы и в сокращенном виде приведены ниже:

M(dч) у M(dч) у
1 -2,326 50 0,0
5 -1,645 55 0,126
10 -1,282 60 0,253
15 -1,036 65 0,385
15,9 -1,00 70 0,524
20 -0,842 75 0,675
25 -0,675 80 0,824
30 -0,524 84,1 1,00
35 -0,384 85 1,036
40 -0,253 90 1,282
45 -0,126 95 1,645
- - 99 2,326

Если в этой системе координат интегральное распределение частиц по размерам описывается прямой линией, то данное распределение подчиняется ЛНР. В этом случае dm находят как абсциссу точки графика, ордината которой равна 50%, a lg σч - из уравнения lgσ 4ч=lgd84,1 - lgdm. Для характеристики пылей и сравнения их между собой достаточно иметь два параметра: dm и lg σч. Значение dm дает средний размер частиц, a lg σч - степень полидисперсности пыли. Ниже приведены значения dm и lg σч для некоторых пылей:

Технологический процесс Вид пыли dm, мкм lgσч
Заточка инструмента Металл, абразив 38 0,214
Производство аллюминия Al2O3 20 0,352
Размол в шаровой мельнице Цемент 20 0,468
Сушка угля в барабане Каменный уголь 15 0,334
Экспериментальные исследования Кварцевая пыль 3,7 0,405

Важным параметром пыли является ее плотность. Различают истинную и кажущуюся плотность частиц пыли, а также насыпную плотность слоя пыли. Кажущаяся плотность частицы представляет собой отношение ее массы к объему. Для сплошных (непористых) частиц значение кажущейся плотности численно совпадает с истинной плотностью. Насыпная плотность слоя пыли равна отношению массы слоя к его объему и зависит не только от пористости частиц пыли, но и от процесса формирования пылевого слоя. Насыпная плотность слежавшейся пыли примерно в 1,2-1,5 раза больше, чем у свеженасыпанной. Насыпная плотность слоя необходима для вычисления объема, который занимает пыль в бункерах.

Адгезионные свойства пылей определяют склонность частиц пыли к слипаемости, которая влияет на эксплуатационные параметры пылеуловителей. Чем выше слипаемость пыли, тем больше вероятность забивания отдельных элементов пылеуловителя и налипания пыли на газоходах. Слипаемость пыли значительно возрастает при ее увлажнении.

Смачиваемость частиц жидкостью (водой) влияет на работу мокрых пылеуловителей, а электрическая заряженность частиц - на их поведение в пылеуловителях и газоходах.

К общим параметрам пылеуловителей относятся их производительность по очищаемому газу и энергоемкость, определяемая величиной затрат энергии на очистку 1000 м3 газа.

предыдущая главасодержаниеследующая глава



Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
© Злыгостев Алексей Сергеевич - подборка материалов, оцифровка, статьи, разработка ПО 2001-2018
Вдохновитель и идеолог проекта: Злыгостева Надежда Анатольевна
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу первоисточник:
http://ecologylib.ru "EcologyLib.ru: Экология"