Меню
Головна
 
Головна arrow БЖД arrow Безпека життєдіяльності
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Засоби захисту атмосфери

У тих випадках, коли реальні викиди перевищують ПДВ, необхідно в системі викиду використовувати апарати для очищення газів від домішок.

Апарати очищення вентиляційних і технологічних викидів в атмосферу діляться: на пиловловлювачі (сухі, електричні, фільтри, мокрі); туманоуловлювачі (низькошвидкісні і високошвидкісні); апарати для вловлювання парів і газів (абсорбційні, хемосорбционные, адсорбційні і нейтралізатори); апарати багатоступінчастої очищення (уловлювачі пилу і газів, уловлювачі туманів і твердих домішок, багатоступінчасті пиловловлювачі). Їх робота характеризується рядом параметрів. Основними з них є ефективність очищення, гідравлічний опір і споживана потужність.

Ефективність очищення

де стз свых - масові концентрації домішок в газі відповідно до і після апарату.

У ряді випадків для пилу використовується поняття фракційної ефективності очищення:

де свхі і свьш- - масові концентрації г-й фракції пилу відповідно до і після пилоуловлювача.

Для оцінки ефективності процесу очищення також використовують коефіцієнт проскакування речовин До через апарат очищення:

Як випливає з формул (5.2) і (5.3), коефіцієнт проскакування і ефективність очищення пов'язані співвідношенням К = - х.

Гідравлічний опір апаратів очищення Ар визначають як різницю тисків газового потоку на вході апарату рвх і виході рпых з нього. Значення Ар знаходять експериментально або розраховують за формулою

де , - коефіцієнт гідравлічного опору апарату; р і 1У - щільність і швидкість газу відповідно в розрахунковому перерізі апарата.

Якщо в процесі очищення гідравлічний опір апарату змінюється (зазвичай збільшується), то необхідно регламентувати його початкове Дрпач і кінцеве значення Аркон. При досягненні Ар = Дркон процес очищення потрібно припинити і провести регенерацію (очищення) апарату. Остання обставина має принципове значення для фільтрів. Для фільтрів Дркон = (2+5) Д/>нач.

Потужність N спонукача руху газів визначається гідравлічним опором і об'ємною витратою Про, очищуваного газу:

де £ - коефіцієнт запасу потужності, зазвичай до = 1,1+1,15; р|м - ККД передачі потужності від двигуна до вентилятора, зазвичай т|м = 0,92+0,95; р||{ - ККД вентилятора, зазвичай г|" = 0,65+0,8.

Широке застосування для очищення газів від частинок отримали сухі пиловловлювачі - циклони (рис. 5.2) різних типів (циліндричні і конічні). Газовий потік вводиться в циклон через патрубок 2 по дотичній до внутрішньої поверхні корпусу 7 і здійснює обертально-поступальний рух уздовж корпусу до бункера 4. Під дією відцентрової сили частки нили утворюють на стінки циклону пиловий шар, який разом з частиною газу потрапляє в бункер. Відділення частинок пилу від газу, що потрапив в бункер, відбувається при повороті газового потоку в бункері на 180°. Звільнившись від нили, газовий ноток утворює вихор і виходить

Схема циклону

Рис. 5.2. Схема циклону

з бункера, даючи початок вихору газу, покидающем)' циклон через вихідну трубу 3. Для нормальної роботи циклону необхідна герметичність бункера. Якщо бункер негерметичний, із-за підсосу повітря відбувається винесення пилу з потоком через вихідну трубу.

Для очищення великих мас газів застосовують батарейні циклони, що складаються з великого числа паралельно встановлених циклонних елементів. Конструктивно вони об'єднуються в один корпус і мають загальне підведення і відведення газу. Досвід експлуатації батарейних циклонів показано, що ефективність очищення у таких циклопів трохи нижче ефективності окремих елементів із-за перетікання газів між циклонними елементами.

Для тонкого очищення газів від частинок і краплинної рідини застосовують різні фільтри. Процес фільтрування полягає в затриманні частинок домішок на пористих перегородках при русі через них дисперсних середовищ. Принципова схема процесу фільтрування в пористої перегородки показана на рис. 5.3. Фільтр являє собою корпус /, розділений пористою перегородкою (фильтроэлементом) 2 на дві порожнини. У фільтр надходять забруднені гази, які очищаються при проходженні фільтроелемента. Частинки домішок осідають на вхідний частини пористої перегородки, утворюючи на поверхні перегородки шар 3, і затримуються в порах. Для знову вступників часток цей шар

Схема фільтра

Рис. 5.3. Схема фільтра

стає частиною фільтрової перегородки, що збільшує ефективність очищення фільтра і перепад тиску на фильтроэлементе. Осадження частинок на поверхні пор фільтроелемента відбувається в результаті сукупної дії ефекту дотику, а також дифузного, інерційного та гравітаційного ефектів.

Класифікація фільтрів базується на типі фільтрової перегородки, конструкції фільтра і його призначення, тонкості очищення та ін.

За типом перегородки фільтри бувають: з зернистими шарами (нерухомі, вільно насипані зернисті матеріали, псевдоожиженные шари); з гнучкими пористими перегородками (тканини, войлоки, волокнисті мати, губчаста гума, пінополіуретан та ін); з напівжорсткими пористими перегородками (плетені й ткані сітки, пресовані спіралі та ін); з жорсткими пористими перегородками (пориста кераміка, пористі метали та ін).

Електрична очистка (електрофільтри) - один з найбільш досконалих видів очищення газів від зважених в них частинок пилу і туману. Цей процес заснований на ударній іонізації газу, передачі заряду іонів частинок домішок і осадженні останніх на осадительных і коронируючих електродах.

Апарати мокрого очищення газів - мокрі пиловловлювачі - мають широке поширення, так як характеризуються високою ефективністю очищення від дрібнодисперсних пилу сс!ч> 0,3 мкм, а також можливістю очищення від пилу нагрітих і вибухонебезпечних газів. Однак мокрі пиловловлювачі мають ряд недоліків, що обмежують область їх застосування: освіта в процесі очищення шламу, що вимагає спеціальних систем для його переробки; винесення вологи в атмосферу і утворення відкладень у відвідних газоходах при охолодженні газів до температури точки роси; необхідність створення оборотних систем подачі води в пиловловлювач.

Апарати мокрого очищення працюють за принципом осадження частинок пилу на поверхню або крапель або плівки рідини. Осадження частинок пилу на рідину відбувається під дією сил інерції і броунівського руху.

Серед апаратів мокрої очистки з осадженням частинок пилу на поверхню крапель на практиці більш застосовні скрубери Вентурі (рис. 5.4). Основна частина скрубера сопло Вентурі 2. В його конфузорной частина підводиться запилений потік газу і через відцентрові форсунки / - рідина на зрошення. У конфузорной частини сопла відбувається розгін газу від вхідної швидкості р = 15+20 м/с) до швидкості у вузькому перерізі сопла 80-200 м/с і більше. Процес осадження пилу на краплі рідини обумовлений масою рідини, розвиненою поверхнею крапель і високою відносною швидкістю частинок рідини і пилу в конфузорной частини сопла. Ефективність очищення в значній мірі залежить від рівномірності розподілу рідини по перерізу конфузорной частини сопла. У диффузорной частини сопла потік гальмується до швидкості 15-20 м/с і подається в каплеуловлювач 3. Каплеуловлювач зазвичай виконують у вигляді прямоточного циклону.

Скрубери Вентурі забезпечують високу ефективність очищення аерозолів при початковій концентрації домішок до 100 г/м3. Вони також широко використовуються в системах очищення газів від туманів. Ефективність очищення повітря

Схема скрубера Вентурі

Рис. 5 4. Схема скрубера Вентурі

від туману з середнім розміром частинок більше 0,3 мкм досягає 0,999, що цілком порівнянно з високоефективними фільтрами.

До мокрим пылеуловителям відносять і барботажно-пінні пиловловлювачі (рис. 5.5), в яких газ на очищення надходить під решітку 2, проходить через отвори в решітці і, барботируя через шар рідини та піни очищається від пилу шляхом осадження частинок на внутрішній поверхні газових бульбашок.

Схема барботажно-пінного пиловловлювача

Рис. 5.5. Схема барботажно-пінного пиловловлювача

Схема фільтруючого елемента низькошвидкісного туманоуловителя

Рис. 5.6. Схема фільтруючого елемента низькошвидкісного туманоуловителя

Для очищення повітря від туманів кислот, лугів, мастил та інших рідин використовують волокнисті фільтри - туманоуловлювачі (рис. 5.6), принцип дії яких заснований па осадженні крапель на поверхні пір з подальшим стенанием рідини по волокнах в нижню частину туманоуловителя. Осадження крапель рідини відбувається під дією броунівської дифузії або інерційного механізму відділення частинок забруднювача від газової фази на фильтроэлементах.

Метод абсорбції - очищення газових викидів від газів і парів - заснований на поглинанні останніх рідиною. Для цього використовують абсорбери. Вирішальною умовою для застосування методу абсорбції є розчинність парів або газів в абсорбенті. Так, для видалення з технологічних викидів аміаку, хлоро - фтороводень або доцільно застосовувати в якості абсорбенту воду. Для високоефективного протікання процесу абсорбції необхідні спеціальні конструктивні рішення. Вони реалізуються у вигляді насадочных веж (рис. 5.7), форсуночных барботажно-пінні та інших скруберів.

Схема насадковій вежі:

Рис. 5.7. Схема насадковій вежі:

1 - насадка; 2 - розприскувач

Робота хемосорберов заснована на поглинанні газів та пари рідкими чи твердими поглиначами з утворенням малорозчинних або малолетучих хімічних сполук. Основними апаратами для реалізації процесу є насадкові вежі, барботажно-пінні апарати, скрубери Вентурі і т. п. Хемосорбція - один з поширених методів очищення відхідних газів від оксидів азоту та парів кислот. Ефективність очищення від оксидів азоту становить 0,17-0,86 і від парів кислот - 0,95.

Метод адсорбції базується на здатності деяких тонкодисперсних твердих тіл селективно вилучати і концентрувати на своїй поверхні окремі компоненти газової суміші. Для цього методу використовують адсорбенти. В якості адсорбентів, або поглиначів, застосовують речовини, які мають велику площу поверхні на одиницю маси. Так, питома поверхня активованого вугілля досягає 101-106 и1/кг. Їх застосовують для очищення газів від органічних парів, видалення неприємних запахів і газоподібних домішок, що містяться в незначних кількостях у промислових викидах, а також летких розчинників і цілого ряду інших газів. В якості адсорбентів застосовують також прості і комплексні оксиди (активоване глинозем, силікагель, активоване оксид алюмінію, синтетичні цеоліти або молекулярні сита), які володіють більшою селективної здатністю, ніж активоване вугілля.

Конструктивно адсорбери виконують у вигляді ємностей, заповнених пористим адсорбентом, через який фільтрується потік очищуваного газу. Адсорбери застосовують для очищення повітря від парів розчинників, ефіру, ацетону, різних вуглеводнів і т. п. Адсорбери знайшли широке застосування в респіраторах і протигазах. Патрони з адсорбентом слід використовувати строго у відповідності з умовою експлуатації, зазначеним у паспорті респіратора або протигаза.

Термічна нейтралізація заснована на здатності горючих газів і парів, що входять до складу вентиляційних або технологічних викидів, згоряти з утворенням менш токсичних речовин. Для цього методу використовують нейтралізатори. Розрізняють три схеми термічної нейтралізації: пряме спалювання; термічне окислення; каталітичне допалювання.

Пряме спалювання використовують в тих випадках, коли очищаються гази володіють значною енергією, достатньою для підтримки горіння. Прикладом такого процесу є факельне спалювання горючих відходів. Так нейтралізують ціановодень у вертикально спрямованих факелах на нафтохімічних заводах. Розроблені схеми камерного спалювання відходів. Такі допалювачі можна використовувати для нейтралізації парів токсичних горючих або окислювачів при їх сдувах з ємностей.

Термічне окислення (рис. 5.8) знаходить застосування в тих випадках, коли очищаються гази мають високу температуру, але не містять достатньо кисню, або коли концентрація горючих речовин незначна і недостатня для підтримання полум'я.

У першому випадку процес термічного окислення проводять в камері з подачею свіжого повітря (допалювання оксиду вуглецю і вуглеводнів), а в другому - при подачі додатково природного газу.

Каталітичне допалювання використовують для перетворення токсичних компонентів, що містяться у відхідних газах, нетоксичні або менш токсичні шляхом їх контакту з каталізаторами. Для реалізації процесу необхідно крім застосування каталізаторів підтримання таких параметрів газового потоку, як температура і швидкість газів.

Схема установки для термічного окислення:

Рис 5.8. Схема установки для термічного окислення:

7 - вхідний патрубок; 2 - теплообмінник; 3 - пальник; 4 - камера; 5 - вихідний патрубок

В якості каталізаторів використовують платину, паладій, мідь та ін. Температури початку каталітичних реакцій газів і парів змінюються в широких межах - 200-400 °С. Об'ємні швидкості процесу каталітичного допалювання зазвичай встановлюють в межах 2000-6000 год (об'ємна швидкість - відношення швидкості руху газів до обсягу катализаторной маси).

Каталітичні нейтралізатори застосовують для знешкодження оксиду вуглецю, летких вуглеводнів, розчинників, відпрацьованих газів і т. п.

Термокаталитические реактори з електропідігрівом типу ТКРВ розроблені Дзержинським філією НИИОГАЗа Вони призначені для очищення газових викидів сушильних камер фарбувальних ліній від органічних речовин, а також інших технологічних виробництв.

Каталітична нейтралізація відпрацьованих газів ДВЗ па поверхні твердого каталізатора відбувається за рахунок хімічних перетворень (реакції окислення або відновлення), в результаті яких утворюються нешкідливі або менш шкідливі для навколишнього середовища і здоров'я людини сполуки.

Для високоефективної очищення викидів необхідно застосовувати апарати багатоступінчастої очищення. У цьому випадку гази очищаються послідовно проходять кілька автономних апаратів очищення або один агрегат, що включає кілька ступенів очищення. У системі послідовно з'єднаних апаратів загальна ефективність очищення Л = (1 - лОО - п. 2)" (1" чД гаї Л1> год.2 основні підприємства> ooo> Пп ~ ефективність очищення 1-, 2 - і і-го апаратів.

Такі рішення знаходять застосування при високоефективної очищення газів від твердих домішок, при одночасній очищенню від твердих і газоподібних домішок, очищення від твердих домішок і краплинної рідини і т. п.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Схожі тими

Засоби індивідуального захисту
ЕКОЛОГІЯ АТМОСФЕРИ
Захист атмосферного повітря
Інші засоби захисту
Засоби захисту голови
другий. ЗАХИСТ АТМОСФЕРИ ВІД ВИКИДІВ ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИН
Засоби захисту від ураження струмом
Використання засобів колективного захисту
Засоби захисту ніг
Засоби захисту гідросфери
 
Предмети
Банківська справа
БЖД
Бухоблік і аудит
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика і естетика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Соціологія
Страхова справа
Товарознавство
Філософія
Фінанси