Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ

ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ, очистка газов от взвешенных в них мелкодисперсных твердых частиц пыли или дыма (см. Аэрозоли). Производится для защиты от загрязнений атм. воздуха (особенно при выбросе отходящих пром. газов), технол. подготовки газов и извлечения из них ценных продуктов. Пылеулавливание осуществляют с помощью пылеуловителей, встроенных в основное технол. оборудование, а также выносных. Эффективность пылеулавливание определяется, как правило, отношением массы частиц пыли, уловленных (осажденных) в пылеуловителе, к массе частиц пыли на его входе.

В технике пылеулавливания применяют большое число аппаратов, отличающихся конструкцией и принципом осаждения взвешенных частиц. По способу их отделения от потока газа пылеуловители обычно подразделяют на аппараты механической (сухой и мокрой) и электрич. очистки (см. также Газов очистка). Работа любого пылеуловителя основана на использовании одного или неск. механизмов осаждения взвешенных в газах частиц. Вклад каждого определенного механизма осаждения в эффективность работы пылеуловителя можно качественно охарактеризовать соответствующим безразмерным параметром.

Гравитационное осаждение (седиментация) происходит в результате вертикального оседания частиц под действием силы тяжести при прохождении их через газоочистной аппарат. Параметр гравитац. осаждения G выражается соотношением:

4030-2.jpg

где Fт, Fc-силы тяжести и сопротивления среды (Н); dч, rч-диаметр (м) и плотность (кг/м3) частиц; g-ускорение своб. падения (м/с ); mr, uг-динамич. вязкость (Па·с) и скорость (м/с) газового потока; Спч-поправка Каннингема-Милликена, учитывающая увеличение подвижности частиц, размер к-рых сравним со средней длиной пробега молекул газа. Гравитац. принцип осаждения используется в пыле-осадит. камерах.

Центробежное осаждение происходит при криволинейном движении аэродисперсного потока, когда развиваются центробежные силы, под действием к-рых частицы отбрасываются на пов-сть осаждения. Параметр центробежного осаждения w характеризуется отношением центробежной силы Fц, воздействующей на частицу, к силе сопротивления среды:

4030-3.jpg

где uw, r-скорость (м/с) и радиус вращения (м) газового потока. Центробежное осаждение применяется в одиночных, групповых и батарейных циклонах, вихревых аппаратах, динамич. скрубберах.

Инерционное осаждение происходит, если масса частиц или их скорость движения настолько значительны, что они не могут следовать вместе с газом по линии тока, огибающей препятствие, а, стремясь по инерции продолжить движение, сталкиваются с препятствием и осаждаются на нем. Параметр инерционного осаждения - критерий Стокса:

4030-4.jpg

где uог- скорость газового потока относительно пов-сти обтекания или препятствия (м/с); l-характерный линейный параметр (м) обтекаемого тела (для сферич. капли-диаметр шара, для волокна-диаметр цилиндра). Инерционное осаждение определяет работу большинства мокрых пылеуловителей (скрубберов), а также играет важную роль в фильтрах.

Зацепление (эффект касания) наблюдается, когда расстояние от частицы, движущейся с газовым потоком, до обтекаемого тела равно ее радиусу или меньше его. Эффект зацепления характеризуется параметром R3 — dч/l и имеет существ. значение при очистке газов в фильтрах.

Диффузионное осаждение происходит в результате непрерывного воздействия на мелкие взвешенные частицы молекул газа, находящихся в броуновском движении. Параметр диффузионного осаждения Doc-величина, обратная критерию Пекле: Doc = Ре-1 = uгl/D4, где D4-коэф. броуновской диффузии частиц (м2/с). При справедливости закона Стокса, когда размер частиц больше среднего пути пробега молекул, имеем;

4030-5.jpg

где k- постоянная Больцмана; Тг-т-ра газов (K). Диффузионное осаждение подобно эффекту зацепления используется в осн. в фильтрах. Эти механизмы осаждения преобладают при обеспечении путем фильтрации особо высокой степени очистки газов, напр. при создании стерильных условий работы в цехах расфасовки антибиотиков.

Электрическое осаждение. При ионизации молекул газов электрич. разрядом содержащиеся в газах частицы заряжаются, а затем осаждаются на электродах. Параметр осаждения за счет действия электрич. сил характеризуется соотношением:

4030-6.jpg

где q-заряд частицы (Кл); E-напряженность электрич. поля коронного разряда (В/м). На этом методе осаждения частиц основана работа электрофильтров.

Электрич. осаждение возможно и при взаимод. частиц с каплями (пузырями), причем электрич. заряды м. б. подведены к частицам, орошающей жидкости или, что наиб. эффективно, одновременно к частицам и жидкости. Электрич. осаждение происходит также при прохождении аэрозоля через фильтрующие перегородки; в этом случае заряды могут подводиться как к частицам, так и к фильтровальному материалу.

Помимо указанных выше осн. механизмов осаждения, имеется и ряд других: термо- и диффузиофорез, воздействие магн. поля, турбулентности газового потока и др. Однако они не получили пока распространения в пром-сти.

Выбор пылеуловителя обусловлен физ.-хим. св-вами частиц и очищаемых газов, но определяющим служит дисперсный состав (размер) улавливаемых частиц. При коагуляции первичные частицы объединяются в агломераты, т. е. укрупняются. Поэтому в технике пылеулавливания важную роль играет т. наз. стоксовский размер - диаметр сферич. частицы, имеющей такую же скорость осаждения, как и данная несферич. частица или агрегат. Размер частиц нек-рых аэрозолей и аппараты, используемые для их улавливания, приведены на рис., а в табл. (с. 147)-сравнительные характеристики разл. пылеуловителей с учетом влияния на их эффективность физ. параметров аэрозолей. Эти данные м. б. полезны при выборе аппаратов для пылеулавливания.

4030-7.jpg

Виды взвешенных частиц и аппараты для их улавливания.


Совр. системы пылеулавливания-относительно сложные сооружения, состоящие из комплекса собственно газоочистных и вспомо-гат. аппаратов. Поскольку объемные расходы очищаемых газов часто достигают сотен тыс. и даже млн. м3/ч, стоимость таких систем может оказаться достаточно высокой.

Пылеулавливание осуществляют при измельчении, классификации и сушке твердых материалов, обработке их в псевдоожиженном слое, сжигании твердого топлива (очистка дымовых газов), сублимации, обжиге, пневмотранспорте, а также в системах кондиционирования и др.

Лит.: Очистка промышленных газов от пыли, М., 1981; Страус В., Промышленная очистка газов, пер. с англ., М., 1981; Справочник по пыле- и золоулавливанию, под ред. А. А. Русанова, М., 1983. А.Ю. Вальдберг.

___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн