Улавливание абразивной пыли на промышленных предприятиях
журнал «С.О.К.»
№5
2006г.
Согласно данным Госкомстата Украины в 2003 году вредные выбросы в воздушный бассейн страны составили 4,1млн. т вредных веществ. В структуре выбросов преобладают газообразные, жидкие вещества и, приблизительно, 1/5 часть пылевидных выбросов, которая составляет 820тыс. т, сумарного количества выброшенных в воздух загрязнений.
При выборе пылеулавливающих аппаратов для улавливания промышленных пылей необходимо учитывать их абразивные свойства, которые определяют интенсивность износа элементов пылеуловителя.
Интенсивность износа металла при одинаковых скоростях газа концентрациях частиц пыли (золы) зависит от их твердости, формы, размера, плотности. На этот процесс также оказывает весьма существенное влияние угол атаки частицы при столкновении с поверхностью. Порядок расположения материалов, расположенных в ряду по степени износостойкости, может измениться на обратный при определенном изменении угла атаки поверхности абразивными частицами. Зависимость интенсивности износа металла от размеров частиц имеет свой оптимум (например, максимальный износ металла вызывают частицы золы с размерами 90 ± 2 мкм).
Коэффициент абразивности частиц можно оценивать коэффициентом, который определяет утонение стенки поперечно обтекаемой трубы из стали 20 при концентрации частиц 1г/м³, скорости воздуха 1м/с и комнатной температуре в течение 1–ого часа.
Промышленная пыль в большинстве случаев полидисперсна. Если содержание мелких фракций в ней незначительно, часто при очистке запыленного воздуха ограничиваются использованием циклонных аппаратов, защищая их внутреннюю поверхность облицовочными материалами. Однако при применении высокоэффективных аппаратов, таких как рукавные фильтры (РФ) и электрофильтры (ЭФ) возникают проблемы, связанные с абразивным износом фильтрующих тканей и других элементов конструкций.
Альтернативой указанным аппаратам могут служить насыпные фильтры, для фильтрующего слоя которых абразивный износ не представляет никакой опасности.
Насыпные (зернистые) фильтры (НФ) вызывают значительный интерес у разработчиков пылеулавливающих аппаратов, об этом свидетельствует постоянное появление в патентной литературе новых решений. Усилия специалистов, в основном, направлены на совершенствование системы регенерации НФ.
В НТЦ УТО «Экология» разработаны пылезолоулавливающие комплексы «Каскад», одним из элементов которых служит насыпной фильтр с системой регенерации с периодическим перемещением фильтрующего материала по замкнутому контуру с сепаратором.
Как показали результаты многих исследований, в случае применения в качестве фильтровального слоя фракций 0,2 – 3,0мм достигается высокая степень очистки за счет лобового слоя, непосредственно соприкасающегося с запыленными газами, при этом лишь небольшая часть пыли проникает в глубь слоя. Накопление пыли по толщине слоя происходит по экспоненциально убывающему закону. Данное свойство мелкозернистого материала использовано в фильтре ПЗК «Каскад» с регенерацией, осуществляемой путем удаления лобового слоя.
Система регенерации НФ оборудована рядом новых узлов, конструкция которых обеспечивает надежность работы системы регенерации: сепаратором, устройством для удаления фильтрующего материала из корпуса фильтра, пневмотранспортным устройством, специальными клапанами. Две схемы ПЗК «Каскад» показаны на рисунках.
Представленные выше модификации ПЗК «Каскад» различаются конструкцией первой ступени очистки (в первом случае циклонный, а во втором; вихревой аппарат) условиями работы насыпного фильтра под давлением и под разряжением.
В обоих случаях осуществляется двухступенчатая очистка воздуха от пыли.
При относительно небольших расходах (например, до 6 – 10тыс. м³/ч) целесообразно применять первую схему, при больших расходах очищаемого воздуха; вторую схему. ПЗК «Каскад» эффективны при улавливании промышленных сухих неволокнистых пылей (кроме супертонких, например, возгонов).
При улавливании абразивной пыли или при повышенной температуре очищаемого воздуха ПЗК «Каскад» имеют преимущества перед рукавными фильтрами. Такие ситуации характерны для теплоэнергетики, промышленности строительных материалов, горно–добывающей, металлургической и других отраслей промышленности.