3843

11

фильтра, находящегося в активной зоне, т.е. в зоне, где происходит фильтрация запыленности воздуха.

По удельной воздушной нагрузке определяют требуемую площадь для

Фильтры высокой и сверхвысокой степени очистки используются в чистых помещениях.

3.2.Классификация пылеулавливающих установок

Внастоящее время классификация пылеуловителей (ПУ) производится по эффективности очистки и по эффективности и принципу действия ГОСТ

[9].

I. По эффективности

1.ПУ грубой очистки;

2.ПУ средней очистки;

3.ПУ тонкой очистки.

II. По принципу действия и эффективности [9, 14].

4. Пылеосадочные камеры

Пылеосадочные камеры – это первый пылеуловитель, который был использован для очистки уходящих газов и вентиляционных выбросов.

Пылеосадочные камеры представляют собой герметичные емкости, имеющие вид внезапного расширения. Из-за внезапного расширения

12

скорость воздушного потока падает, а частицы под действием силы тяжести выпадают из него.

В старых пылеосадочных камерах вход и выход находился на противоположных торцевых стенках в верхней части камеры.

η = 35 ÷ 40 % bп ≥ 20 мкм

Длина камеры l определяется в зависимости от горизонтальной скорости витания сепарируемых частиц Vs, а также высоты камеры.

Достоинства: 1) простота конструкции; 2) надежность эксплуатации.

Недостатки: 1) низкая эффективность;

2)громоздкость конструкции;

3)необходимость ручной уборки при заполнении поддона

камеры.

Следующей моделью пылеосадочной камеры с горизонтальным входом и вертикальным выходом.

η = 35 ÷ 50 % bп ≥ 20 мкм

Наличие пакетов цепей обеспечивает эффективное торможение и распределение потока по сечению камеры, в результате чего горизонтальная скорость резко падает. Это позволяет значительно уменьшить длину камеры. А изменение направления движения из горизонтального в вертикальное повышает эффективность очистки на 10 %.

Достоинства: 1) простота конструкции;

2)надежность эксплуатации;

3)уменьшаются габаритные размеры камеры. Недостатки: 1) низкая эффективность;

2)громоздкость конструкции;

3)необходимость ручной уборки при заполнении поддона камеры.

В. В. Батуриным были разработаны лабиринтовые пылеосадочные камеры, которые являются промежуточными конструкциями между гравитационными и инерционными пылеуловителями. В данных конструкциях лабиринтовых пылеосадочных камер была устранена часть недостатков простых пылеосадочных камер.

η = 40 ÷ 60 % bп ≥ 20 мкм

Достоинства: 1) простота конструкции;

2)надежность эксплуатации;

3)отсутствие ручной уборки отсепарированной примеси. Недостатки: 1) значительная металлоемкость;

2)низкая эффективность;

13

3) необходимость установки этой конструкции на эстакаде (фундамент, опоры, ребра жесткости).

5. Пылеуловители инерционного действия

Пылеуловители инерционного действия выпускаются следующих типов: ИП-П, ИП-К, ИП-Д [14].

η = 60 ÷ 80 % bп ≥ 20 мкм

ИП-П работает как под нагнетанием, так и под разряжением. Недостатки: исключение переполнения бункера, т.к. в этом случае

получится вторичный вынос примеси, т.е. воздушный поток вспучивает в переполненном бункере ранее отсепарированную примесь и уносит ее вместе с собой.

ИП-К работает как под нагнетанием, так и под разряжением.

Крышка корпуса имеет седловидную форму, к которой по касательной подводится через входной патрубок запыленный воздух. Воздушный поток прилипает к поверхности цилиндра крышки, уводится под наклоном в вертикальном направлении через выхлопной патрубок круглой формы, а частицы по инерции продолжают двигаться в нижнюю часть конусного корпуса.

ИП-Д (с диффузором внутри конструкции)

η = 60 ÷ 80 % bп ≥ 20 мкм

Поток подводится через крышку в вертикальном нисходящем направлении.

ИП-Д работает только под разряжением. Под нагнетанием нельзя, т.к. нагнетающий факел сразу «влетит» в камеру и обеспечит вынос частиц; а факел разряжения имеет форму шапочки и не достает до частиц.

6. Циклоны

Принцип действия циклонов основан на сепарации примесей под действием:

центробежных сил;

сил трения;

сил инерции частиц при резком изменении движения воздушного потока.

14

Принцип действия циклонов любой конструкции основан на действии 3-х сил: центробежных сил, сил трения и сил инерции частиц.

В настоящее время существует следующая классификация циклонов: I. По эффективности

1.Средняя очистка

2.Тонкая очистка

II. По пропускной способности

1.Малой пропускной способности

2.Средней пропускной способности

3.Большой пропускной способности III. По конструктивным особенностям

1.Циклоны с цилиндрическим корпусом

2.Конусные циклоны

3.Циклоны с обратным конусом IV. По способу очистки

1.Сухие

2.Мокрые Эффективность очистки циклонов зависит от скорости запыленного

потока во входном патрубке и конструктивных особенностей. Чем больше скорость потока и меньше диаметр циклона, тем выше эффективность очистки. Но эти характеристики ограничиваются экономической целесообразностью по удалению энергии для преодоления сопротивления циклона.

Первые конструкции циклонов были разработаны для очистки дымовых газов, работающих на угле и дровах.

В настоящее время фирмой НИОГАЗ выпускаются циклоны марки ЦН:

ЦН11, ЦН15, ЦН15У, ЦН24 [11, 12, 14, 15, 17]. Цифра в маркировке характеризует угол наклона входного патрубка.

15

Первые конструкции циклонов комплектовались бункерамисборниками цилиндрической формы. В настоящее время бункеры-сборники делаются в виде двух переходов.

Характеристики ЦН11:

ζвх = 4 (КМС циклона определяется по КМС на входе)

η = 80 ÷ 95 % bп ≥ 20 мкм

Циклоны ЦН11 выпускаются 4 типоразмеров.

Циклоны выпускаются под заказ, как левого, так и правого закручивания для удобства присоединения к системе.

Бункер-сборник рассчитывается для конкретных систем в зависимости от количества отходов, удаляемых от оборудования.

Для повышения производительности циклоны серии ЦН объединяют в блоки. Серийная марка блочных циклонов имеет аббревиатуру БЦН [17]. В один блок объединяют 2, 3 либо 4 циклона, имеющие одинаковую маркировку.

И циклоны ЦН, и циклоны БЦН комплектуются раскручивателем. ζвх = 4,2 ÷ 4,5 ( КМС циклона с раскручивателем)

По заказу промышленности и ряда химических производств институт СФ НИИОГАЗ разработал конусные циклоны серии С: марки СДК-ЦН-33 и

марки СК-ЦН-34 [12, 14].

Конусные циклоны в отличие от барабанных имеют увеличенный размер конуса циклона по сравнению с вертикальным размером барабана корпуса.

Характеристики циклонов серии С:

ζвх = 5 ÷ 6; с раскручивателем КМС равен ζвх раскр = 5,5 ÷ 6,2

η = 85 ÷ 98 % bп ≥ 8 мкм

D = 1300 ÷ 3500 мм, имеет модуль циклона по высоте Н = 2,62· D Данные циклоны так же комплектуются раскручивателями. Циклоны серии С работают под нагнетанием и под разряжением.

Институтом ГИПРОДРЕВПРОМ для очистки древесных отходов из удаляемого воздуха систем аспирации и пневмотранспорта был разработан конусный циклон марки УЦ 500 ÷ УЦ 2000.

Выпускается 15 типоразмеров η = 85 ÷ 98 %

bп ≥ 8 мкм

При необходимости данные циклоны компонуются раскручивателями. Свердловским институтом охраны труда был разработан циклон марки СИОТ1 ÷ СИОТ7. Отличительной особенностью циклонов этой марки является то, что у них входной патрубок круглой формы, и подводящий канал запыленного воздуха от входного патрубка циклона к корпусу имеет

треугольную форму.

Данные циклоны работают и под нагнетанием, и под разряжением.

17

η = 60 ÷ 90 % bп ≥ 20 мкм

Пылеуловители ИП могут присоединяться к вентилятору либо на всасывающей, либо на нагнетательной линии.

Конструкция пылеуловителя, присоединенного на всасывающей линии вентилятора, т.е. под разряжением, имеет следующую конструкцию:

Институтом НИИПромзданий был разработан жалюзийный пылеуловитель трубчатой формы, который не нашел применения в практике.

Так же был разработан жалюзийный пылеуловитель ИП-У (угловой):

8. Центробежные пылеуловители

Принцип действия центробежных пылеуловителей основан на сепарации примеси под действием центробежных сил в улитке вентилятора. Под действием сил трения и центробежных сил частицы прижимаются к улитке корпуса пылеуловителя, в нижней части которого находится щелевидное отверстие для удаления примеси из корпуса пылеуловителя.

По принципу действия центробежные пылеуловители делятся на две группы:

1.Противоточные центробежные пылеуловители.

2.Вентиляторные пылеуловители.

Вентиляторные пылеуловители из-за значительной энергоемкости по сравнению с циклонами имеют ограниченное применение (их используют в лабораториях). Их энергоемкость на 30 ÷ 35 % больше, чем в циклонах, но компактность данных пылеуловителей определяет область их использования.

Т.к. вентиляторные пылеуловители нашли более широкое применение, чем противоточные, то часто на практике весь класс центробежных пылеуловителей называют вентиляторами (но это неправильно).

Характеристики: 5 типоразмеров ΔР = 2 ÷ 2,5 Па η = 70 ÷ 90 %

bп ≥ 20 мкм

Американской фирмой «AAF» был разработан противоточный пылеуловитель, называемый Холмс-Джафер, у которого барабан в виде пластин с щелевыми зазорами:

Более широкое применение нашли вентиляторные пылеуловители. Широкое применение получили вентиляторные ПУ «Турбокаптеры»

франзузской фирмы «Прат-Даниэль».

Отечественные ПУ этой группы называются центриклонами. Характеристики:

ΔР=0,6 ÷ 1 кПа η =75-90 % bп≥20 мкм

18

Вентиляторные ПУ используют для охлаждения обмоток электрогенераторов и в сельскохозяйственной технике.

Современные вентиляторные ПУ носят название кориолисовые ПУ (ПВК, КП). Их используют для охлаждения генераторов электрических машин, для подачи воздуха в кабины сельхоз техники, для охлаждения элементов в химической промышленности и нефтепереработке.

Американской фирмой «ААF» выпущенна серия вентиляторов ПУ, имеющих маркировку «Ротоклоны серии D».

Данные ПУ предназначенны для сепарации зернистой примеси и золоулавливания.

9. Вихревые пылеуловители

Сепарация примесей осуществляется за счет центробежных сил при движении двух закрученных воздушных потоков. В первом потоке воздух за счет центробежных сил при прохождении через закручиватель в виде неподвижно установленного пропеллера в сопловой насадке.

10. Мокрые пылеуловители средней очистки

Мокрые ПУ были разработаны для золоулавливания энергетических установок, поэтому по производительности они подразделяются:

-малой; -средней;

-большой производительности.

Лишь в последствии, данные ПУ стали использоваться для очистки вент. выбросов. Мокрые ПУ средней очистки часто называют полыми промывателями или скрубберами.

Наибольшее применение получили ПУ МП ВТИ, которые выпускаются малой, средней и большой производительности и работают на нагнетательной и всасывающей линиях. М- мокрый, П- прутковый, ВТИВсесоюзный технологический институт.

11. Скрубберы

Принцип очистки удаляемых газов основан на промывании, адсорбции поверхностью капель жидкости продуктов сгорания или примесей в удаляемом воздухе.

1.L =500-10000 м3/ч- малая производительность;

2.L =10000-50000 м3/ч- средняя производительность;

3.L =50000-90000 м3/ч-большая производительность устанавливаются только в теплых помещениях, имеет значительный габаритный размер D=5,5 м, H=12 м.

19

Характеристики

Gw=100 л/м3 ζвх=3-3,5 η =80-95 % bп≥20 мкм

Так как в данном аппарате необходимо исключить вынос капель с примесями, то скорость подъема потока в аппарате 1-1,2 м/с.

Расход орошаемой жидкости 100 л/м3 запыленного воздуха, в современных установках расход воды составляет 5 - 7 л/м3

Энергоемкие аппараты, необходимо иметь значительные по мощности очистные сооружения, поэтому в настоящее время данные аппараты используют только малой производительности.

Значительный расход воды и ограничения по скорости восходящего потока приводили к значительным габаритным размерам данных ПУ. Для устранения этого недостатка ВТИ разработали серию аппаратов МС-ВТИ (имеет сепаратор или каплеуловитель).

1.L =500-10000 м3/ч- малая производительность;

2.L =10000-50000 м3/ч- средняя производительность;

3.L =50000-200000 м3/ч-большая производительность Характеристики

ζвх=3,5-4 η =80-95 % bн≥20 мкм

Наличие каплеуловителя позволило повысить скорость восходящего потока воздуха до 3 м/с. Это обеспечивает либо уменьшение габаритных размеров или у ПУ расход удаляемого воздуха увеличился (ок.2 раз). Расход орошаемой жидкости 100 л/м3 запыленного воздуха, в современных установках расход воды составляет 5 - 7 л/м3

12. Гидрофильтры

Используют для очистки удаляемого воздуха от окрасочных вытяжных камер.

В настоящее время существует сухая (картриджи 0 сухие порошкообразные компоненты, в химической реакции связывают примеси) и мокрая очистка (лабиринтовые, с переливом, каскадные).

Площадь поперечного сечения канала определяется в зависимости от производительности вытяжной системы:

Производительность определяется временем работы человека в вытяжной окрасочной камере. При переодическом пребывании расход определяется по допустимой скорости в рабочем проеме: Vр.пр.=1-1,5 м/с

20

Поскольку гидрофильтры комплектуются каплеуловителем, то скорость движения воздуха в нем должна быть Vдоп ≤3 м/с:

(11)

При постоянном пребывании человека в камере

(12)

Расчитывать расход по каждому компоненту, входящему в смесь. За расчетное принимается большее значение с учетом суммации примесей.

13. Классификация пылеуловителей тонкой очистки

Степень очистки ≥ 95%

Для СРС [10, 14, 17]

14. Волокнистые фильтры

Фильтры волокнистые гальванические марок ФВГ-Т-М, ФВГ-П-М, ФВГ-М имеют 5 базовых и 4 дополнительных (промежуточных) типоразмеров и у каждого типоразмера 5 модификаций. Дополнительные модели (по заказу) имеют площади фильтрации: 0,12; 0,56; 2,4; 4,8м2 .

Например: ФВГ-Т-М-0,37-00 – фильтровальная кассета без распределительных камер; ФВГ-Т-М-0,37-01- фильтровальная кассета с распределительными камерами.