Очистка воздуха от газопылевых выбросов

 

Параметры процесса пылеулавливания

 

           Процесс очистки газов от твердых и капельных примесей в различных аппаратах характеризуется несколькими параметрами:

           1. Общая эффективность очистки η

 

           η = (свх – свых)/свх,

 

где     свх – массовая концентрация примесей в газе до пылеуловителя;

           свых – массовая концентрация примесей в газе после пылеуловителя.

           Общая эффективность очистки η безразмерная величина, либо можно представить в %.

 

           Задача 1

           Концентрация пыли на входе в аппарат составляет 2,5 мг/м3. После очистки воздуха от пыли концентрация составляет 0,5 мг/м3. Определить общую эффективность очистки воздуха в аппарате.

           Решение

           η = (2,5 – 0,5)/2,5 = 0,8 или 80 %.

 

           Задача 2

           Концентрация пыли на входе в аппарат составляет 2,0 мг/м3. Общая эффективность очистки воздуха в аппарате составляет 80 %. Определить концентрацию пыли после очистки воздуха.

           Решение

           η = (свх – свых)/свх

           η = 1 – свыхвх

           свыхвх =1 – η

           свых = (1 – η)хсвх

           свых = (1 – 0,8)х2,0 = 0,4 мг/м3

 

           Если очистка ведется в системе последовательно соединенных аппаратов, то общая эффективность очистки рассчитывается по следующей формуле

 

           η = 1 – (1 – η1)(1 – η2)…(1 – ηn),

 

где     η1, η2, ηn – эффективность очистки 1-го, 2-го и n-го аппаратов.

 

           Задача 3

           В системе последовательно соединенных аппаратов эффективность очистки 1-го аппарата составляет 60 %, 2-го 80 %, 3-го 90 %. Определить общую эффективность очистки воздуха в системе последовательно соединенных аппаратов.

           Решение

           η = 1 – (1 – 0,6)(1 – 0,8)(1 – 0,9)

           η = 1 – 0,4·0,2·0,1 = 1 – 0,008 = 0,992 или 99,2 %

 

           Иногда используют понятие фракционной эффективности очистки

 

           ηi = (свхi – свыхi)/свхi,

 

где     свхi – массовая концентрация i-той фракции загрязнителя до пылеуловителя;

           свыхi – массовая концентрация i-той фракции загрязнителя после пылеуловителя.

 

           2. Коэффициент проскока частиц через пылеуловитель К

 

           К =свыхвх.

 

           Коэффициент проскока и эффективность очистки связаны соотношением

 

           К = 1 – η.

 

           3. Медианная тонкость очистки d50

           Используется при сравнительной оценке задерживающей способности пылеуловителей различных типов, кроме общей и фракционной эффективности очистки. Она определяется размерами частиц, для которых эффективность осаждения в пылеуловителе составляет 50 %.

Характеристики пылеуловителей

 

           1. Гидравлическое сопротивление пылеуловителя Δр

           Определяют как разность давлений газового потока на входе рвх и выходе рвых из аппарата. Величину Δр находят экспериментально или рассчитывают по формуле

               

           Δр = рвх – рвых = ζρω2/2,

 

где     ρ – плотность газа в расчетном сечении аппарата;

           ω - скорость газа в расчетном сечении аппарата;

           ζ – коэффициент гидравлического сопротивления.

           Если в процессе очистки гидравлическое сопротивление пылеуловителя изменяется (обычно увеличивается), то необходимо регламентировать его начальное Δрнач и конечное значение Δркон значения. При достижении Δр = Δркон процесс очистки нужно прекратить и провести регенерацию (очистку) пылеулавливающего устройства. Последнее обстоятельство имеет принципиальное значение для фильтров.

 

           2. Мощность привода устройства для подачи газа к пылеуловителю N

           Величина гидравлического сопротивления Δр и объемный расход Q очищаемого газа определяют мощность N привода устройства для подачи газа к пылеуловителю

 

           N = kΔрQ/(ηмηв),

 

где     k – коэффициент запаса мощности;

           ηм – КПД передачи мощности от электродвигателя к вентилятору;

           ηв – КПД вентилятора.

 

           3. Производительность по очищаемому газу

           Относят к общим параметрам пылеуловителей.

 

           4. Энергоемкость

           Относят к общим параметрам пылеуловителей. Определяется величиной затрат энергии на очистку 1000 м3 газа.

 

           5. Удельная пылеёмкость пылеуловителя

           Удельная пылеёмкость пылеуловителя зависит от количества пыли, которое им удерживается за период непрерывной работы между двумя очередными регенерациями. Применительно к фильтрам удельную пылеемкость оценивают как массу осадка, приходящуюся на единицу площади рабочей поверхности фильтрующего элемента. Удельную пылеемкость используют в расчетах продолжительности работы фильтра между регенерациями.

 

           6. Скорость фильтрации ωф

           При описании процессов фильтрации используют понятие скорости фильтрации ωф, равную отношению объемного расхода фильтруемого газа к площади фильтрования.

 

           ωф = Q/Fф.

 

           Скорость фильтрации позволяет оценить удельную массовую пропускную способность фильтрующих материалов

 

           Му = ρωф,

 

где     ρ – плотность фильтруемого газа.

 

           7. Скорость в порах ωп

           Для оценки скорости движения непосредственно в порах фильтроэлемента используют понятие скорость в порах.

 

           ωп = ωф

 

где     П – пористость фильтроматериала.

 

Физико-химические характеристики пылей и туманов

 

           В процессах пылеулавливания весьма важны физико-химические характеристики пылей и туманов, а именно:

· дисперсный (фракционный) состав

Для правильного выбора пылеулавливающего аппарата необходимы сведения о дисперсном составе пылей и туманов. Под фракцией понимают массовые доли частиц, содержащихся в определенном интервале размеров частиц. Для характеристики пылей используются два параметра d50 – средний размер частиц и lgσ – степень полидисперсности пыли.

Величина σ характеризует полидисперсность улавливаемой пыли

σ = d50/d16,

где d50 – медианный диаметр частиц пыли;

d16 – диаметр частиц пыли, при котором суммарная масса всех частиц, имеющих диаметр менее d16, составляет 16 % от общей массы частиц пыли, поступающих в аппарат (циклон) на очистку.

По дисперсности пыли классифицированы на 5 групп:

I – очень крупнодисперсная пыль,          d50 > 140 мкм;

II – крупнодисперсная пыль,                    d50 = 40-140 мкм;

III – среднедисперсная пыль,                   d50 = 10-40 мкм;

IV – мелкодисперсная пыль,                     d50 = 1-10 мкм;

V – очень мелкодисперсная пыль,           d50 < 1 мкм.

· плотность

Различают истинную и кажущуюся плотность частиц пыли, а также насыпную плотность слоя пыли. Кажущаяся плотность частицы – это 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 необходима для вычисления объема пыли в бункерах.

· адгезионные свойства

Склонность частиц пыли к слипаемости определяется ее адгезионными свойствами. Чем выше слипаемость пыли, тем больше вероятность забивания отдельных элементов пылеуловителя и накапливания пыли на газоходах. Чем мельче пыль, тем выше ее слипаемость. Все пыли IV и V групп дисперсности практически относятся к слипаемым пылям, пыли II и III групп – к среднеслипающимся, а пыли I группы – к слабослипающимся. Слипаемость пыли значительно возрастает при ее увлажнении.

· смачиваемость

Смачиваемость частиц жидкостью (водой) влияет на работу мокрых пылеуловителей.

· электрическая заряженность частиц

Электрическая заряженность частиц влияет на их поведение в пылеуловителях и газоходах.

· удельное сопротивление слоев частиц и т.д.

Дата: 2019-02-19, просмотров: 19.