Министерствообразования и науки Российской Федерации
Государственноеобразовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургскийгосударственный горный институт им. Г.В. Плеханова
(технический университет)
Кафедра геоэкологии
Реферат
По дисциплине: Теоретические основы защитыокружающей среды
Тема: «Скруббер Дойля»
Выполнила: студентка гр. ИЗ-07-1/Муравьева А.А./
Проверил: доцент /ИсаковА.Е./
Санкт-Петербург
2010 г.
Содержание
Введение
1. Свойства пыли, содержащейся в газах
2. Очистка газов в мокрых пылеуловителях
3. Пылеуловители ударно-инерционного действия. Скруббер Дойля
4. Влияние отдельных факторов на эффективность улавливанияпылив скруббере ударного действия
5. Эксплуатация скрубберов
6. Область применения мокрых пылеуловителей
7. Достоинства и недостатки мокрой газоочистки
7.1 Достоинства мокрыхпылеуловителей
7.2 Недостатки мокрыхпылеуловителей
7.3 Преимущества использования скруббера Дойля
Список литературы
Введение
Длительноевремя локальные загрязнения атмосферы сравнительно быстро разбавлялись массамичистого воздуха. Пыль, дым, газы рассеивались воздушными потоками и выпадали наземлю с дождем и снегом, нейтрализовались, вступая в реакции с природнымисоединениями. Сейчас объемы и скорость выбросов превосходят возможности природык их разбавлению и нейтрализации. Поэтому необходимы специальные меры дляустранения опасного загрязнения атмосферы. Основные усилия сейчас направлены напредупреждение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. На действующих иновых предприятиях устанавливают пылеулавливающее и газоочистное оборудование.В настоящее время продолжается поиск более совершенных способов их очистки.
Большое числосовременных химико-технологических процессов связано с дроблением, измельчениеми транспортированием сыпучих материалов. При этом неизбежно часть материаловпереходит в аэрозольное состояние, образуя пыль, которая с технологическими иливентиляционными газами выбрасывается в атмосферу.
В настоящеевремя известно несколько сотен различных конструкций аппаратов для очисткигазов от пыли. Несмотря на многообразие, все они являются вариантамиаппаратурного оформления, где использованы немногие основные принципы осажденияили задержания взвешенной фазы.
В зависимостиот природы сил, используемых в пылеулавливающих аппаратах для отделения частицпыли от газового потока, их подразделяют на четыре основные группы:пылеосадительные камеры и циклоны, аппараты мокрой очистки газов, пористыефильтры, электрические фильтры.
В своемреферате я хотела бы подробно рассмотреть мокрый способ очистки газов и воздухаот пыли, а именно очистку мокрыми пылеуловителями ударного действия (скрубберДойля).
1. Свойства пыли, содержащейся в газах
Металлургическиезаводы являются промышленными предприятиями с технологическим комплексом, вкотором применяются механические, термические и химические процессы,сопровождающиеся выделением в дымовые газы и окружающую среду твердых илижидких частиц.
Дляпроизводства металлов используют руды, кокс, агломерат и другие сыпучиематериалы, которые приходится разгружать, перемешивать, транспортировать иобрабатывать. Во время этих механических операций в окружающую среду выделяетсяпыль. Технологические процессы металлургического производства в большинствеслучаев происходят при высокой температуре. В результате термических реакцийтвердое топливо и другие сыпучие материалы растрескиваются и разрушаются, аполучающиеся при этом мельчайшие частицы в виде пыли уносятся дымовыми газами.При воздействии высокой температуры одновременно может происходить испарениеметаллов, флюсов и других материалов. Пары этих веществ попадают в дымовые газыи после их охлаждения образуют взвешенные в газе мельчайшие твердые или жидкиечастицы. Пары черных металлов могут образовываться в процессе плавки стали вмартеновских, электросталеплавильных печах и конверторах. На предприятияхцветной металлургии цинк, олово, свинец, сурьма и другие металлы, имеющиенизкую температуру испарения, легко переходят в парообразное состояние ипоступают в дымовые газы.
Для выборааппаратов с целью эффективной очистки газа необходимо знать следующие основныесвойства пыли, содержащейся в технологических и вентиляционных газах:химический состав, плотность, угол естественного откоса, смачиваемость,удельное электрическое сопротивление, структуру частиц, дисперсность,токсичность, воспламеняемость, смачиваемость и способность коагулировать.
Химическийсостав пыли. Он всегда характерен для данного производства илитехнологического процесса. Например, пыль, образующаяся во время плавки металлов,состоит из окислов этих металлов и флюсов; пыль, выделяющаяся в процессехолодной обработки металлов, содержит мелкие частицы металлов и абразивногоинструмента; в производстве строительных материалов пыль состоит из минеральныхсоставляющих; текстильная пыль образуется из мельчайших частиц перерабатываемыхволокон и т.п.
Похимическому составу пыли судят о ее токсичности. Зная химический составпыли, можно обоснованно выбрать мокрый или сухой способ очистки газа. Если пыльсодержит компоненты, способные образовывать с водой или другой жидкостью,подаваемой на орошение аппаратов, соединения, которые при оседании на стенкахаппаратов и газоходов трудно удалить, применять мокрый способ очистки газовнельзя. При наличии в руде серы во время металлургических процессов в газпереходят ее оксиды, которые при мокром способе очистки образуют кислоты. Вэтом случае следует принимать меры по защите аппаратов и газоходов от коррозиии обеспечивать нейтрализацию шламовых вод. При наличии в составе пыли окисловкремния и аналогичных им соединений принимают меры по защите аппаратов игазоходов от механического истирания.
Абразивность,т.е.истирающая способность пыли, зависит не только от ее химического состава, но иот формы частиц, их размера и плотности.
Плотностьпылииграет большую роль при очистке от нее газа. Чем больше плотность частиц пыли,тем более полно они осаждаются в аппаратах, предназначенных для очистки газа.Обычно ее определяют с помощью пикнометра (небольшого стеклянного сосуда) пообъему жидкости, вытесненной пылью, масса которой известна. Вследствиевакуумирования пикнометра воздух, находящийся между частицами пыли, удаляется.Частное от деления массы пыли на объем жидкости, вытесненной пылью,представляет собой плотность пыли.
Смачиваемостьпылихарактеризует ее способность смачиваться водой. Чем меньше размер частиц пыли,тем меньше их способность смачиваться. Смачиванию препятствует газоваяоболочка, образующаяся вокруг мелких частиц пыли. Чем крупнее частицы пыли ичем округлее их форма, тем слабее силы, удерживающие газовую оболочку вокругповерхности частиц, и, следовательно, тем больше их способность смачиваться.Смачиваемость пыли зависит и от ее химического состава. Смоченные частицы лучшеотделяются от газа в аппаратах газоочистки. Смачиваемость определяется путемизмерения доли смоченного и погрузившегося на дно сосуда порошка, насыпанноготонким слоем на поверхность воды.
Пыли посмачиваемости разделяют на три группы: гидрофобные (плохо смачиваемые, менее30%), умеренно-смачиваемые (30 – 80%), гидрофильные (хорошо смачиваемые, 80 –100%). В зависимости от химического состава некоторые пыли при смачивании водойсхватываются (цементируются, затвердевают). Такие пыли при оседании на стенкиаппаратов и газоходов образуют трудно удаляемые отложения, которые уменьшаютрасстояние для прохода газа и ухудшают условия газоочистки.
Форма иструктура частиц пыли. Пыль в аэрозолях состоит из частиц самой разнообразной формы.Возгоны большей частью имеют шарообразную или сферическую форму. Частицы,образованные в результате механического воздействия, представляют собой мелкиеосколки различной неправильной формы. Пыль, образованная в процессе сжиганияили плавления материала, наряду с частицами неправильной формы содержит большоеколичество частиц с оплавленными краями. По структуре пыль может быть аморфной,зернистой и волокнистой. К аморфной пыли относят частицы округлой формы ивозгоны, к волокнистой – частицы, образованные в процессе текстильногопроизводства.
Дисперсностьпыли. Размерчастиц пыли является одной из основных характеристик пыли, определяющих выбортипа аппарата или системы аппаратов для очистки газа. Крупная пыль лучше, чеммелкая, оседает из газового потока и может быть уловлена в аппарате простейшеготипа. Для очистки газа от мелкой пыли зачастую требуется не один, а несколькоаппаратов, установленных последовательно по ходу газа. Под дисперсностью пылипонимают совокупность размеров всех составляющих ее частиц. Доля частиц,размеры которых находятся в определенном интервале значений, принятых вкачестве верхнего и нижнего пределов, называют фракцией.
Одной изклассификаций пыли по размерам служит ее разделение на крупную пыль (размеромболее 10 мкм) и мелкую пыль (размером менее 10 мкм). Пыль, образованная врезультате механических операций (дробление, транспортировка и т.п.), обычноимеет размеры более 5 – 10 мкм. В любых технологических газах металлургическогопроизводства в зависимости от их физико-химических характеристик содержитсяпыль разнообразного дисперсного состава.
Токсичностьпыли. Чеммельче частицы пыли, тем больше их способность проникать вместе с воздухом ворганы дыхания человека и вызывать различные заболевания. Токсичность пылизависит от материала, из которого она образованна.
Воспламеняемостьи взрываемость пыли. Чем меньше размеры и пористее структура частиц пыли, тем больше ихудельная поверхность, выше физическая и химическая активность пыли. Высокаяхимическая активность некоторых видов пыли является причиной ее взаимодействияс кислородом воздуха. Окисление частиц пыли сопровождается повышениемтемпературы. Поэтому в местах скопления пыли возможны ее самовоспламенение ивзрыв. Ввиду большой удельной поверхности возгонов и наличия в ряде случаев вих составе неокисленных металлов, углерода и серы возгоны более склонны ксамовозгоранию. Взрывоопасность пыли увеличивается с уменьшением ее зольности ивлажности.
Коагуляция(укрупнение) пыли – это способность ее мелких частиц слипаться между собой иобразовывать более крупные частицы. На скорость коагуляции влияют запыленностьгаза, размер и форма частиц, вязкость, температура и скорость газового потока,а также другие факторы, в частности колебание газа под воздействием звуковыхволн, электрические заряды частиц. Чем больше скорость газа, тем выше еготурбулентность и вероятность столкновения и укрупнения частиц пыли, находящихсяво взвешенном состоянии в газе. Частицы пыли разного размера укрупняются лучше,чем частицы одинакового размера.
Коагуляциячастиц пыли размером более 0,1 мкм происходит вследствие их столкновения вовремя движения. Более мелкие частицы коагулируют в процессе броуновскогодвижения под действием молекулярных сил. Частицы пыли размером более 5 – 10 мкмпочти не коагулируют в газовом потоке. [7]
2. Очисткагазов в мокрых пылеуловителях
скруббер дойля пылеуловительмокрая газоочистка
В мокрыхпылеуловителях удаление пыли из газо-воздушного потока осуществляется путемсмачивания частиц пыли и уноса их водой. В процессе пылеулавливаниягазо-воздушный поток приводится в контакт с жидкостью, которая образует заслонна пути движения потока, а затем стекает в виде тонкой пленки по стенкамаппарата вместе с частицами пыли. Различают три принципиальные схемы работымокрых пылеуловителей.
Первая схемахарактеризуется пропуском запыленного потока, движущегося прямолинейно, череззаслон разбрызгиваемой жидкости, в результате чего частицы пыли смачиваются,вес их значительно увеличивается и по этой причине они выпадают вместе сжидкостью из потока под действием силы тяжести.
Вторая схемахарактеризуется тем, что газо-воздушный поток при движении через аппарат резкоизменяет направление, в результате чего частицы пыли движутся под действием силинерции по первоначальному направлению и, встречая на своем пути пленкужидкости, стекающую по стенкам пылеуловителя, захватываются ею и удаляются ввиде шлама, а очищенный воздух выбрасывается в атмосферу.
Третья схемаработы пылеулавливающих аппаратов аналогична первой схеме, но отличается тем,что в этих аппаратах струя газо-воздушного потока вводится в аппарат с большойскоростью по касательной к внутренней его поверхности, по которой стекаеттонкая пленка жидкости, при этом под действием центробежной силы частицы пылиотбрасываются к стенкам пылеуловителя и уносятся стекающей жидкостью вниз.
Такимобразом, взвешенные в газе частицы пыли выводятся из газового потока поддействием гравитационных сил, сил инерции, в том числе центробежных сил, либозахватываются жидкостью и удаляются в виде шлама. [5]
Инерционноеосаждение пыли происходит в случае, если масса частиц или скорость ее движениянастолько значительны, что она не может следовать вместе с газом по линии тока,огибающей препятствие, и, стремясь продолжить по инерции свое движение,сталкивается с препятствием и осаждается на нем.
Прикриволинейном движении газового потока в скруббере, а также при обтеканиипрепятствия возникают и развиваются центробежные силы, под действием которыхвзвешенные частицы сталкиваются с каплями или пленкой жидкости на поверхностипрепятствий и стенок аппарата.
Мелкиечастицы испытывают непрерывное воздействие молекул газа, находящихся вдвижении, обусловленное различными причинами (броуновское движение,конвективные токи, стефановское движение и др.). В результате захвата мелкихчастиц этим движением увеличивается вероятность столкновения и осаждения их наповерхности обтекаемых тел (капель, препятствий) и стенок аппарата. Влияниедиффузионного эффекта на пылеулавливание резко возрастает в турбулентном потокегазов.
Эффекткасания (зацепления) наблюдается, когда расстояние от центра частицы, движущейсяс газовым потоком, до поверхности обтекаемого тела равно или меньше ее радиуса.
Каждый изперечисленных механизмов осаждения наиболее характерен для частиц определенногоразмера, однако при соответствующих условиях возможно их совокупное влияние напроцесс улавливания некоторых фракций пыли.
Процессочистки газов от взвешенных частиц в современных конструкциях мокрыхпылеуловителях разделяется на четыре основные стадии:
1) подготовкагазов путем их орошения на входе в аппарат;
2) улавливание(смачивание) частиц пыли жидкостью;
3) выделениеуловленных частиц пыли (в виде шлама) из газового потока;
4) удалениевыделенной пыли из аппарата. [1]
При очисткегаза в мокрых пылеуловителях он одновременно охлаждается. Ввиду того, что присмачивании масса частиц становится больше, эффективность их улавливания из газабольше в мокрых пылеуловителях, чем в однотипных сухих. Мокрые пылеуловителиприменяют в тех случаях, когда уловленная из газа пыль не используется, можетбыть использована в мокром виде или после обезвоживания, а также когданеобходимо охладить газ независимо от его очистки.
Мелкиечастицы пыли в мокрых инерционных пылеуловителях улавливаются плохо. Этосвязано с тем, что на поверхности таких частиц образуется пленка газа, котораяпрепятствует их смачиванию. Для улучшения смачиваемоси мелких частиц создаютусловия для разрушения газовой пленки вокруг частиц. В частности, запыленномугазовому потоку придают высокую турбулентность или в жидкость, орошающуюаппараты, вводят поверхностно-активные добавки. В этих условиях пленка газаразрушается, частицы пыли смачиваются, укрупняются и могут улавливаться мокрымиинерционными аппаратами.
При очисткегазов с высоким влагосодержанием и подаче в аппарат холодной жидкости начастицах пыли и каплях жидкости конденсируются водяные пары. Интенсивнаяконденсация водяных паров происходит также при вдувании пара в холодный потокзапыленного газа. При этом увеличивается размер и масса частиц пыли вследствиекак конденсации на их поверхности водяных паров, так и контакта с водянымипарами и каплями жидкости. Процесс конденсации пара жидкости, содержащегося вгазах при их охлаждении, способствует повышению эффективности очистки газов вмокрых пылеуловителях. [4]
Приинтенсификации процесса смачивания пыли отдельные мокрые пылеуловители могутбыть применены для глубокой очистки газов или воздуха от частиц пыли размеромдо 0,1 мкм.
Мокрыепылеуловители могут успешно применяться вместо таких высокоэффективныхпылеуловителей, как рукавные фильтры, особенно в тех случаях, когда применениепоследних невозможно (например, при высокой температуре и повышенной влажностигазов, при опасности возгораний и взрывов очищаемых газов или улавливаемойпыли).
Аппаратымокрой очистки одновременно со взвешенными частицами пыли могут улавливать парообразныеи газообразные компоненты вредных примесей (окислы серы, азота, углерода ит.п.).
Процессочистки газов от взвешенных частиц в мокрых пылеуловителях сопровождаетсяобычно процессами абсорбции и охлаждения газов, поэтому все типы мокрыхгазоочистных аппаратов могут применяться для очистки газов не только от пыли икапель жидкости.
В мокрыхпылеуловителях в качестве орошающей жидкости чаще всего применяется вода; прикомплексном проведении процессов пылеулавливания и химической очистке газавыбор орошающей жидкости (абсорбента) обуславливается процессом абсорбции. [1]
3. Пылеуловители ударно-инерционного действия. Скруббер Дойля
Мокрыегазоочистные аппараты ударно-инерционного типа работают по принципуинерционного осаждения частиц во время преодоления очищаемыми газамипрепятствия или при резком изменении направления движения газового потока надповерхностью жидкости.
Мокрыйударно-инерционный пылеуловитель представляет собой вертикальную колонну, внижней части которой находится слой жидкости. Запыленные газы со скоростью 20м/с направляются сверху вниз на поверхность жидкости. При резком изменениинаправления движения газового потока (на 180°) взвешенные частицы, содержащиесяв газах, проникают в воду и осаждаются в ней, а очищенные газы направляются ввыходной газопровод. Труба Вентури служит для увеличения скорости частиц и, следовательно,увеличения действия инерционных сил частиц перед ударом о поверхность жидкости.
Пылеуловителиэтого типа удовлетворительно работают в случае хорошо смачивающейся пыли сразмером частиц более 20 мкм. Шлам из аппарата удаляется периодически илинепрерывно через гидрозатвор. Для удаления уплотненного осадка со дна применяютсмывные сопла.
/>
Рис.1. Скруббер Дойля
1 – труба, 2 – конус, 3 – перегородки
По такомупринципу работает скруббер Дойля (рис.1). На поверхность воды запыленный газпоступает через трубу, в выходном сечении которой установлен конус, образующийузкую кольцевую щель. В результате наличия этой щели скорость газа на выходе изтрубы достигает 35 – 55 м/с. Уровень жидкости в аппарате устанавливают на 2 – 3мм ниже уровня выходного сечения трубы. Газовый поток при ударе о поверхностьжидкости создает завесу из капель, в которой и очищается газ. Проходя междувертикальными перегородками, газ изменяет направление своего движения иосвобождается от капель. Расход жидкости в скруббере составляет около 0,13кг/м3. Гидравлическое сопротивление 1500 Па. Степень очистки 97,5 – 99,5% взависимости от дисперсного состава пыли. [7]
Таблица 1
Техническая характеристика скруббера ДойляВид пыли
Запыленность, г/м3 Эффективность очистки, %
Расход воды, м3/ч на 100 м3 газа на входе на выходе Зола 23,1 0,342 98,4 4,0 Свинцовый агломерат (от дробилок) 1,91 0,0071 99,6 0,8 Свинцовый агломерат (от сушильных печей) 4,75 0,101 97,9 1,36 Фосфорит 17,5 0,468 97,4 1,92 Уголь 4,4 0,06335 98,6 1,36
Процесскаплеобразования с скруббере ударного действия можно представить следующимобразом: под динамическим воздействием газового потока на поверхности жидкостиобразуется впадина. Форму впадины можно представить в виде усеченного конуса.
Каплеобразованиев скруббере ударного действия происходит под действием аэродинамических силобратной струи газа, движущейся вдоль поверхности впадины. На границе разделажидкость – обратная струя в результате пульсаций и искривления поверхности изнее вытягиваются жидкие нити. Под действием поверхностного натяжения нитираспадаются на отдельные капли, сохраняющие направление движения обратнойструи. Размер и количество капель зависят от скорости обратной струи газа ивеличины поверхности контакта обратной струи газа с жидкостью.
Каплеобразованиепроисходит с боковой поверхности впадины, где наблюдается интенсивноеперемешивание. На нижней поверхности впадины перемешивание практически непроисходит вследствие торможения газового потока.
В конечномсчете, каплеобразование в скруббере ударного действия определяется скоростьюгаза на выходе из сопла, его диаметром и зазором между кромкой сопла иповерхностью жидкости. [3]
4. Влияние отдельных факторов на эффективность улавливания пыли вскруббере ударного действия
Работа мокрыхпылеуловителей характеризуется такими показателями, как эффективность очистки,скорость газа и производительность аппарата (по газу), гидравлическоесопротивление, расход энергии, расход воды, затраты на газоочистную установку,стоимость очистки газов. [1]
Как известно,принцип работы скруббера ударного действия заключается в следующем: запыленныйгазовый поток с высокой скорость выходит из сопла, ударяется о свободнуюповерхность жидкости, изменяет направление движения на 1800,проходит в пространство над жижкостью и выбрасывается в атмосферу.
Осаждениепыли в скруббере ударного действия происходит в результате совместного действияряда механизмов улавливания, значение которых определяется крупностью частиц.Один из основных механизмов – инерционное осаждение. При изменении направлениягазового потока частицы пыли под действием сил инерции смещаются с линий тока.Стремясь сохранить первоначальное направление движения, они выпадают из потока,ударяясь о зеркало жидкости и ею удерживаются.
Наэффективность инерционного осаждения влияют: скорость газа на выходе из сопла,размер и плотность частиц пыли, плотность газа, диаметр выходного отверстиясопла.
Порезультатам многих исследователей инерционное осаждение характеризуетсякритерием подобия – числом Стокса.
/>, (1)
где /> - характерная скоростьгазового потока на выходе из сопла, м/с;
/> - диаметр частицы, м;
/> — плотность частицы, кг/м3;
/> - динамический коэффициентвязкости газа, кг/(мс)
DC – диаметр отверстиясопла, м.
Минимальныйдиаметр частиц, которые не улавливаются при инерционном осаждении, составляетменее 1 мкм.
В месте ударагазового потока о свободную поверхность жидкости создается турбулентный слой.Степень турбулизации слоя зависит от скорости газа на выходе из сопла. Жидкостьи газ находятся в состоянии интенсивного перемешивания. Над бурлящейповерхностью жидкости находится область капель с частицами пыли, не уловленнымипри инерционном ударе. Основной характеристикой данного механизма являетсячисло Рейнольдса.
/>, (2)
где /> — плотностьгаза, кг/м3.
Коэффициентулавливания может быть выражен в функции безразмерных параметров (критериев):
/>. (3)
Эффективностьулавливания увеличивается с ростом числа St. С увеличением Re, характеризующегостепень турбулизации газового потока, эффективность улавливания возрастает.
Увеличениескорости газа на выходе из сопла повышает эффективность осаждения(соответственно уменьшает остаточную запыленность), поскольку при этоповышается и инерционный параметр St, и параметр режима движения Re.
С ростомскорости газа на выходе из сопла увеличивается гадравлическое сопротивлениеаппарата и энергозатраты на очистку газа.
Мельчайштечастицы пыли (менее 0,2 мкм) могут улавливаться в результате молекулярнойдиффузии (броуновского движения). Такие частицы могут улавливаться жидкостью навсем пути потока. Эффект улавливания благодаря этому механизму уменьшается сповышением скорости потока и увеличением размера частиц пыли.
Наэффективность улавливания скруббера ударного действия влияют также форма сопла,в котором идет ускорение газового потока и частиц пыли, и зазор между кромкойсопла и зеркалом жидкости. [2]
Дляувеличения эффективности улавливания пыли в существующих аппаратахцелесообразно усилить смачиваемую способность орошающей воды. Смачивающаяспособность воды может быть увеличена засчет прибавления к нейповерхностно-активных веществ (ПАВ), оптимальная концентрация которых обычносоставляет 0,1 – 0,2%. Несмотря на вполне положительные результаты, полученныепри испытании смачивателей, указывающие на то, что их добавки к воде присоблюдении оптимальных условий снижают остаточную запыленность, все же вбольшинстве случаев не удается достичь ожидаемой степени пылеулавливания.
Эффективностьпылеулавливающего действия растворов ПАВ в слабой степени зависит отминералогического состава пыли (независимо от их смачиваемости в статистическихусловиях), так же как и от дисперсности, включая и высокодисперсную фракцию в 5мкм и ниже, которая, однако, улавливается значительно хуже других.
Дляправильного решения вопроса по увеличению к.п.д. (степени очистки газов) мокрыхпылеуловителей необходимо выявить причины недостаточной эффективности контактачастиц пыли с жидкостью при прохождении пылегазового потока в аппарате.
Исследованиямипо улавливанию гидрофобной и гидрофильной пыли с помощью жидкости (воды ирастворов ПАВ) установлено, что заметное влияние плохой смачиваемости пыли наэффективность ее влияния сказывается лишь на частицы размером 5 мкм смачиваемость значения не имеет.
Эффективностьработы мокрых пылеуловителей зависит также от влажности очищаемых газов. Находящаясяв газах влага адсорбируется на поверхности частиц, образуя слой жидкости, ипроникает внутрь пылевой частицы. При этов взвешенная в газе частицаукрупняется и утяжеляется, что облегчает ее последующее осаждение в аппарате.
При наличии вгазах взвешенных частиц происходит конденсация водяных паров в объеме.Необходимым условием конденсации в объеме является пересыщение пара, т.е.конденсация начинается при определенном критическом пересыщении.
Вперенасыщенном водяными парами воздухе пылевые частицы при объемной конденсациизначительно утяжеляются, происходит конденсационный рост частиц, так как ониявляются ядрами конденсации.
Перенасыщениевоздуха водяными парами осуществляется в основном засчет охлаждения насыщенноговодяными парами воздуха или засчет ввода пара в уже насыщенный водяными парамивоздух.
Основныминаправлениями по увеличению степени очистки газов и воздуха надо считать:
— повышениетонкости распыления жидкости и увеличение количества капель в контактныхустройствах аппаратов мокрого пылеулавливания;
— увеличениеразности скоростей капель и частиц пыли в зоне их контакта;
— конденсационное укрупнение мелких частиц пыли. [1]
5. Эксплуатация скрубберов
Трудности вэксплуатации мокрых пылеуловителей возникают в связи с выносом брызг воды илидругой промывной жидкости из аппаратов, а также в связи с образованиемотложений на внутренней поверхности аппаратов в процессе взаимодействия пыли сжидкостью. Такие же осложнения наблюдаются и в газоходах за аппаратами газоочистки,и на роторах вентиляторов и дымососов, что приводит к зарастанию газоходов и кразбалансировке тягодутьевых машин. Для борьбы с выносом брызг следуетсоблюдать оптимальный режим работы аппаратов и предусматривать специальныебрызго- и каплеуловители. Для борьбы с отложениями аппараты промывают имеханическим путем снимают с их поверхности налипшие материалы. В последнеевремя для защиты от отложений применяют синтетические покрытия аппаратов имашин. В частности, в американской практике лопатки вентиляторов и дымососовпокрывают тефлоном, т.к. он прочен и дает возможность наносить его на лопастилюбой формы.
Ввиду того,что в промывной жидкости, вводимой в мокрые аппараты газоочистки, могутрастворяться содержащиеся в газе отдельные компоненты (SO2 и др.), способныеобразовывать кислоты, при применении мокрых способов очистки газа необходимопринимать меры против коррозии аппаратов и газоходов, а также осуществлятьнейтрализацию шламовых вод. [4]
6. Область применения мокрых пылеуловителей
Наиболееширокое применение мокрые пылеуловители получили на электростанциях. Этообстоятельство было вызвано повышением санитарно-гигиенических требований кзащите атмосферного воздуха от загрязнений его окислами серы и летучей золой, всвязи с развитием электростанций, использующих в качестве пылевидного топливамногосернистые и многозольные угли.
Науглеобогатительных фабриках с мокрым процессом обогащения удаление шлама измокрых пылеуловителей не представляет больших трудностей – эти шламы будутнаправляться в общую шламовую систему.
На фабриках спневматическим обогащением мокрое пылеулавливание потребует организациишламового хозяйства. Дополнительные капитальные и эксплуатационные затраты наорганизацию этого хозяйства окупятся увеличением выпуска энергетическоготоплива за счет включения в общий баланс продукции фабрики шламов изпылеуловителей.
Мокрыепылеуловители могут быть применены также на крупных сортировках, в котельных идругих предприятиях угольной промышленности, где в атмосферу выбрасываетсязапыленный воздух или топочные газы, содержащие летучую золу.
Резюмируювышеизложенное, можно сказать, что мокрые пылеуловители могут быть применены:
— науглеобогатительных фабриках с пневматическим методом обогащения, где из-за несовершенствапылеулавливания в циклонах теряется большое количество угольной пыли;
— науглеобогатительных фабриках, где сушка мелкого концентрата и флотоконцентратаосуществляется в трубах-сушилках.
— набрикетных фабриках с сушильным, прессовым и подготовительными цехами (длясоздания взрывобезопасных условий работы фабрики);
— в системахпромвентиляции и дробильно-сортировочных цехах обогатительных фабрик (длясоздания санитарно-гигиенических условий труда). [5]
За рубежомскрубберы Дойля, близкие по конструкции к скрубберам ударного действия, широкоприменяют для очистки технологических и вентиляционных газов.[2]
7. Достоинства и недостатки мокрой газоочистки 7.1Достоинства мокрых пылеуловителей
1) болеевысокая эффективность улавливания взвешенных частиц;
2)возможность использования для очистки газов от частиц размером крупнее0,1 мкм;
3)допустимость очистки газов при высокой температуре и повышенной влажности, атакже при опасности возгораний и взрывов очищенных газов и уловленной пыли;
4)возможность наряду с пылью одновременно улавливать парообразные и газообразныекомпоненты.7.2Недостатки мокрых пылеуловителей
1) выделение уловленнойпыли в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод, т.е. судорожанием процесса;
2) возможность уносакапель жидкости и осаждения их с пылью в газоходах и дымососах;
3)в случае очистки агрессивных газов необходимость защищать аппаратуру икоммуникации антикоррозионными материалами.7.3Преимущества использования скруббера Дойля
1)простая конструкция аппаратов;
2)сравнительно небольшой расход электроэнергии;
3)малое потребление жидкости;
4)высокая эффективность улавливния. [2]
Список литературы
1. Бобриков В.В. «Мокрыепылеуловители для санитарной очистки газов и охраны окружающей среды». 1977 г.
2. Гордон Г.М.«Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии. (труды ГРИНЦВЕТМЕТ№36)». 1975 г.
3. Гордон Г.М.«Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии. (труды ГРИНЦВЕТМЕТ№44)». 1979 г.
4. Гордон Г.М., ПейсаховИ.Л. «Пылеулавливание и очистка газов. Учебное пособие». 1968 г.
5. Руденко К.Г. «Мокрыезолоуловители и пылеуловители». 1953 г.
6. Руденко К.Г., КалмыковА.В. «Обеспыливание и пылеулавливание при обработке полезных ископаемых». 1987г.
7. Юдашкин М.А.«Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии». 1984 г.