Пылеулавливание в ПЗК «Каскад»
журнал «С.О.К.»
№4
2004г.
Загрязнение воздуха может быть естественным или возникать в результате деятельности человека. Естественное загрязнение обусловлено морскими брызгами, эрозией почвы или извержениями вулканов. Загрязнение атмосферы вследствие деятельности человека возникает либо при сжигании углеродосодержащих веществ, либо как отход производства химических веществ и строительных материалов, металлургической и горнодобывающей промышленности, ведения сельского хозяйства, а также при сжигании бытовых отходов.
Защита воздушного бассейна от загрязнений промышленными выбросами является в настоящее время одной из важнейших проблем, затрагивающей в той или иной степени все страны мира.
Устойчивый прирост объемов промышленного производства, который имеет место в последние годы в Украине, приводит к увеличению вредных выбросов в атмосферу, в том числе пыли. Кроме нанесения ущерба окружающей среде промышленные предприятия несут экономические потери, так как пыль часто является продуктом производства.
В этих условиях перед многими предприятиями стоит проблема как с наименьшими финансовыми потерями привести уровень пылевых выбросов в соответствие с санитарными нормами. Пылеочистное оборудование, которое эксплуатируется давно, морально и физически устарело, номенклатура выпускаемого в стране пылеулавливающих аппаратов весьма ограничена, а зарубежные образцы весьма недешевы.
При необходимости утилизировать пыль в виде сухого порошка используются пылеуловители, в которых реализуются сухие способы очистки. Основные типы сухих пылеуловителей — электрофильтры (ЭФ), тканевые (рукавные) фильтры (РФ) и циклонные (или вихревые) пылеуловители. Для каждого типа из перечисленных выше аппаратов существуют ограничения применения, за пределами которых снижаются их технико–экономические и эксплуатационные показатели. Например, ЭФ неэкономичны при сравнительно небольших объемах очищаемого воздуха и неэффективны при улавливании высокоомной пыли. В РФ проблемы возникают при повышенной температуре, абразивной или налипающей пыли. Циклонные пылеуловители во многих случаях не обеспечивают требуемый уровень очистки воздуха и чаще применяются только в качестве первой ступени очистки.
В указанных ситуациях альтернативным решением может быть применение насыпных (зернистых) фильтров (ЗФ). В этих аппаратах используется дешевый фильтрующий материал, устойчивый по отношению к абразивной пыли, повышенной температуре и агрессивной среде. К числу недостатков ЗФ следует отнести большую массу фильтрующего материала, что отражается на требованиях к системе регенерации фильтра.
Поиски экономичных, эффективных и надежных систем регенерации, которые велись в различных направлениях на протяжении нескольких десятилетий в нашей стране и за рубежом, привели к многообразию конструктивных решений этих систем.
Ниже приведены краткие сведения о некоторых системах регенерации ЗФ, представляющих практический интерес. Разработаны и используются системы регенерации фильтров различных типов, но каждая из них обладает рядом недостатков.
К наиболее применяемым можно отнести следующие:
- с продвижением всего фильтрующего слоя, но она громоздкая и дорогостоящая;
- с импульсной продувкой и с импульсным псевдоожижением, не позволяют добиться равномерного распределения регенерационного воздуха или ударной волны;
- с ворошением (рыхлением) слоя;
- с удалением лобового слоя, в обоих вариантах наблюдаются залегание пыли и зарастание перфорированных экранов пылевидными отложениями, а также заметное усложнение конструкции из–за наличия движущихся частей;
- с вибровстряхиванием, отличаются быстрым разрушением теплоизоляции и корпусов фильтров при вибрации.
Несмотря на постоянное совершенствование пылеочистительной техники потребность в дешевых пылеуловителях, которые могли бы успешно эксплуатироваться в достаточно жестких условиях воздействия на них очищаемых двухфазных потоков, сохраняется по–прежнему.
Научно–технический центр «Экология» (отдел промышленной вентиляционной очистки), обобщая имеющийся опыт в области создания ЗФ и осуществляя новые разработки, решал задачу совершенствования системы регенерации насыпного фильтра, с периодическим перемещением фильтрующего материала по замкнутому контуру и удалением лобового слоя.
В результате проведенных экспериментальных и конструкторских работ специалистам НТЦ УТО «Экология» удалось создать пылезолоулавливающий комплекс (ПЗК) «Каскад», который может обеспечить высокую эффективность очистки в весьма жестких условиях эксплуатации. В этом аппарате сблокированы две ступени очистки: первая ступень — вихревой аппарат предварительной очистки, вторая ступень — насыпной фильтр.
Вихревой аппарат — высокоэффективный пылеуловитель оригинальной конструкции.
Насыпной фильтр оборудован рядом новых узлов: сепаратором, устройством (без движущихся частей) для удаления лобового слоя, устройством для беспечения надежности транспортирования фильтрующего материала. Регенерация насыпного фильтра осуществляется автоматически с помощью вихревого аппарата предочистки, который выполняет, как было сказано выше, роль первой ступени очистки запыленного воздуха.
Испытания ПЗК «Каскад» проводились на цементно–шиферном комбинате. Проблем с обеспыливанием различных технологических процессов на предприятиях цементно–шиферного производства достаточно. Одной из острых является фасование цемента в мешкотару.
При загрузке цемента сжатым воздухом в мешок цементную пыль выбивает в рабочую зону (фото 1), в непосредственной близости от оператора. Концентрация пыли в этой зоне значительно превышает предельно допустимую норму.
ПЗК «Каскад» был установлен на линии фасовки цемента на ЦШК(фото2, фото3). В процессе испытаний были получены следующие результаты:
| Производительность по очищаемому воздуху, м³/ч | 520 | |
| Гидравлическое сопротивление установки, Па | 2200 | |
| Концентрация цементной пыли, г/м³ | перед ПЗК | 0,7 – 11,0 |
| после ПЗК | 0,012 – 0,06 | |
| Степень очистки, % | 96 – 99 | |
Результаты проведенных испытаний, а также многочисленные данные испытаний ЗФ на различных переделах промышленных предприятий показывает, что с помощью ЗФ во многих случаях (кроме случаев улавливания супертонких пылей, например, возгонов) можно обеспечить требуемый санитарными нормами уровень запыленности вентвыбросов в атмосферу. Достижение высоких эксплуатационных показателей обеспечивается в ПЗК «Каскад» новой надежной системой регенерации.
Область применения ПЗК «Каскад» весьма широка. ЗФ целесообразно использовать в горнодобывающей, металлургической, цементной отраслях промышленности, в производстве строительных материалов и теплоэнергетике. В последнем случае ЗФ имеют значительные преимущества по сравнению с другими пылеулавливающими аппаратами при использовании их в системах очистки дымовых газов за котлами на твердом топливе, особенно за котлами с топками, с кипящим слоем, в которых успешно сжигается многозольное топливо.