Вопрос 54

Основные характеристики пыли. Классификация сухих пылеуловителей.

Ответ:

Наиболее важные физические и химические свойства пылей обуславливаются их дисперсностью, формой частиц, способностью к растворению и химическим составом.

Для гигиенической оценки пыли наиболее важным признаком является ее дисперсность. С размерами пылевых частиц связаны длительность пребывания их во взвешенном состоянии в воздухе, глубина проникновения в дыхательные пути, физико-химическая активность и другие свойства.

Дисперсность и поведение пылевых частиц в воздухе. Пылевые частицы размером более 200 мк, подчиняясь закону тяготения, не испытывают большого сопротивления воздуха и быстро оседают с возрастающим ускорением. Пылевые частицы размером менее 200 мк до 0,1 мк, испытывая сопротивление воздуха, оседают с постоянной незначительной скоростью, измеряемой в миллиметрах или сантиметрах в час.

Частицы пыли менее 0,1 мк практически не оседают и находятся в постоянном беспорядочном движении в воздухе.

Таким образом, чем меньше размер пылевых частиц, тем дольше они задерживаются взвешенными в воздухе, следовательно, тем больше возможность попадания их в дыхательные пути.

Степень дисперсности промышленных аэрозолей зависит прежде всего от способа их образования. Только что образовавшиеся аэрозоли конденсации (дымы) имеют размеры меньше 1 мк. С течением времени они агрегируются и в виде хлопьев выпадают из воздуха.

Размеры аэрозолей дезинтеграции (пыли) зависят от вещества, из которого они получены, и интенсивности его размельчения. Чем тверже вещество и чем интенсивнее его размельчение, тем выше степень дисперсности пылевых частиц.

Благодаря сравнительно быстрому оседанию крупных пылевых частиц от 10 мк и более, обычно в воздухе производственных помещений преобладают пылевые частицы до 10 мк, причем 70—90% из них составляют частицы размером до 5 мк.

От химического состава пыли зависит ее биологическая активность, в частности то или иное действие на организм человека: токсическое (отравляющее), раздражающее и др.

Химическая активность пыли увеличивается с повышением ее дисперсности, т. е. с увеличением удельной поверхности размельчаемых веществ.

Большое значение имеет растворимость пыли. Если пыль не токсична и действие ее на ткань сводится к механическому раздражению, то хорошая растворимость такой пыли в тканевых жидкостях является благоприятным фактором. В случае токсичной пыли хорошая растворимость является отрицательным фактором.

Сухие пылеуловители делятся на гравитационные, инерционные, фильтрационные и электрические. По некоторым особенностям их действия или основному конструктивному признаку группы пылеуловителей делятся на подгруппы, а в зависимости от специфики конструктивного оформления на типы аппаратов.

Вопрос 55

Фильтрация газовых выбросов. Виды фильтров. Расчет эффективности аэрозольных фильтров.

Ответ:

Фильтрации газа заключается в его прохождении через пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее.

Фильтрация – весьма распространенный прием тонкой очистки газов. Ее преимущества – сравнительная низкая стоимость оборудования (за исключением металлокерамических фильтров) и высокая эффективность тонкой очистки. Недостатки фильтрации высокое гидравлическое сопротивление и быстрое забивание фильтрующего материала пылью.

Применяется большое количество видов газовых фильтров. Ячейковые фильтры являются старейшим видом воздушных фильтров. В настоящее время применяют унифицированные ячейковые фильтры с фильтрующим слоем из различных материалов. Ячейка фильтра представляет собой разъемную металлическую коробку. В корпус ячейки укладывается фильтрующий слой. Рамка ячейки имеет ручки для установки и извлечения из панели.

Рулонный фильтр собирают из двух или трех секций в зависимости от требуемой производительности. Секция состоит из сварного корпуса, подвижной решетки. Решетка натянута между нижним и верхним валами. Нижний вал - ведущий. В верхней и нижней частях каркаса установлены катушки с фильтрующим материалом. Перемещение решеток и вращение катушек осуществляется с помощью электродвигателя мощностью 0,25 кВт через редуктор. По мере загрязнения материал перематывается с верхних катушек на нижние. В фильтре применяют фильтрующий материал типа ФСВУ. Он представляет собой слой из стеклянного волокна толщиной 30 - 50 мм, промасленный и пропитанный в процессе изготовления связующими веществами. Слой обладает рыхлостью и упругостью. Материал изготовляется в виде полотнищ длиной 15 м. Подвижная решетка обеспечивает необходимую жесткость и прочность фильтрующего слоя.

Электрический воздушный фильтр - двухзонный. Вначале поток воздуха, подвергающегося очистке, проходит зону, которая представляет собой решетку из металлических пластин с натянутыми между ними коронирующими электродами из проволоки. К электродам подведен постоянный ток напряжением 13-15 кВ положительного знака от выпрямителя. Получив электрический заряд при прохождении ионизационной зоны, пылевые частицы в потоке воздуха направляются в осадительную зону. Она представляет собой пакет металлических пластин, расположенных параллельно друг другу на расстоянии 8 - 12 мм. К каждой второй пластине подведен ток напряжением 6,5 - 7,5 кВ положительного знака. Пыль осаждается на заземленных пластинах, к которым ток не подведен.

В волокнистых фильтрах фильтрующий слой образован относительно равномерно распределенными тонкими волокнами фильтрующих материалов. Эти фильтры предназначены для улавливания частиц мелкодисперсной и особо мелкодисперсной пыли при ее концентрации в очищаемом воздухе (газе) в пределах 0,5 - 5 мг/м3.

Фильтрующий слой в зернистых фильтрах образован зернами сферической или другой форме. Могут использоваться при высоких температурах - до 500 - 800С, в условиях воздействия агрессивной среды. Зернистые фильтры распространены значительно меньше, чем тканевые фильтры. Различают насыпные зернистые фильтры, в которых элементы фильтрующего слоя не связаны жестко друг с другом, и жесткие зернистые фильтры, в которых эти элементы прочно связаны между собой путем спекания, прессования, склеивания и образуют прочную неподвижную систему.

Зернистые жесткие фильтры керамические, металлокерамические и др. обладают значительной устойчивостью к высокой температуре, коррозии, механическим нагрузкам. Их недостаток - высокая стоимость, большое гидравлическое сопротивление, трудность регенерации.

Расчет эффективности фильтров производится в следующей последовательности:

- исходя из предельной величины сопротивления фильтра, которое может быть допущено в проектируемой системе, и из типа фильтра, выбранного в соответствии с требованиями к эффективности очистки воздуха, задаются воздушной нагрузкой и начальным сопротивлением фильтра;

- по начальному пылесодержанию и эффективности фильтра определяют количество пыли, уловленное фильтром в единицу времени;

- по пылевой характеристике фильтра определяют продолжительность работы фильтра, т. е. время, за которое будет использован перепад между принятым начальным и допустимым конечным сопротивлением фильтра. В случае, если это время меньше, чем может быть допущено по условиям эксплуатации, принимают меньшую воздушную нагрузку, более пыле емкий тип фильтра либо рассматривают возможность использования большего перепада давления в фильтре.

Начальное пылесодержание наружного и рециркуляционного воздуха желательно принимать по опытным данным, относящимся непосредственно к проектируемому объекту. При отсутствии таких данных начальное пылесодержание наружного воздуха принимается по приложению , а содержание пыли в рециркуляционном воздухе принимают равным предельно допустимой концентрации данной пыли в воздухе рабочей зоны. При большой начальной концентрации пыли или при необходимости особо тщательной очистки воздуха применяют многоступенчатую очистку.