Оглавление

1. Назначение и классификация золоуловителей 4

2. Особенности конструкции сухих золоуловителей 4

3. Особенности конструкции мокрых золоуловителей 9

4. Методика расчета золоуловителя 12

Заключение 15

Список использованных источников 16

Введение

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются тепловые электростанции, особенно те, которые потребляют уголь высокой зольности.

Аэрозольные частицы, образующиеся при сгорании топлива на тепловых электростанциях, отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода. Несколько реже в их составе содержатся оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена.

Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для многих живых организмов, а у людей вызывают специфические заболевания.

Оседая на растениях, зола ухудшает процессы фотосинтеза и дыхания, что отрицательно отражается на их росте. Попадая в почву зола, содержащая тяжелые металлы и токсичные вещества, загрязняет её. Данные вещества металлы могут поглощаться из почвы растениями, накапливаясь в их биомассе, а также вместе с грунтовыми водами попадать в водоемы.

Также зола может попадать непосредственно в водоемы, вызывая нарушение в них биологического равновесия, а также оказывая токсическое воздействие на водные организмы. Тяжелые металлы, содержащиеся в золе, могут накапливаться в организме рыб.

Кроме того зола попадая в организм человека вызывает аллергические реакции, способствует возникновению и развитию онкологических заболеваний, подавляет репродуктивную деятельность.

Вследствие значительного вреда, наносимого окружающей среде, необходима тщательная очистка продуктов сгорания топлива от содержащейся в них золы. Для этой цели применяются специальные устройства – золоуловители.

1. Назначение и классификация золоуловителей

Золоуловители предназначены для очистки дымовых газов от механических включений.

По типу процесса улавливания золоуловители подразделяются на сухие и мокрые. В мокрых золоуловителях процесс улавливания связан с использованием смачивания золы какой-либо жидкостью, чаще всего водой. В сухих золоуловителях процесс улавливания пыли происходит без применения жидкости.

Сухие золоуловители подразделяются на инерционные и фильтрующие аппараты. В инерционных аппаратах отделение твердых частиц от газа происходит за счет инерционных сил: центробежной силы или силы тяжести. В большинстве фильтрующих аппаратов отделение твердых частиц происходит на фильтрующем материале, поры которого пропускают газ, но задерживают частицы золы. Инерционные аппараты в которых отделение золы происходит за счет силы тяжести называют осадителями. Аппараты, в которых зола отделяется под действием центробежной силы, называют циклонами. Также к инерционным аппаратам относятся жалюзийные аппараты, в которых отделение золы происходит за счет изменения направления движения потока.

Мокрые золоуловители подразделяются на пенные и пленочные аппараты, а также полые газопромыватели.

2. Особенности конструкции сухих золоуловителей

Простейшим сепаратором твердых взвешенных частиц является осадительная камера, в которой запыленный газовый поток перемещается с малой скоростью, делающей возможным гравитационное осаждение (седиментацию)

транспортируемой взвеси.

Для равномерного газораспределения по сечению осадительные камеры могут снабжаться диффузорами и газораспределительными решетками, а для снижения высоты осаждения частиц - горизонтальными или наклонными полками. Эффективность улавливания частиц с помощью гравитационного осаждения можно повысить, уменьшая требуемый путь их падения. Это можно осуществить, помещая в камеру горизонтальные пластины, что превращает ее в группу небольших параллельных камер. В некоторых конструкциях осадительных камер для повышения их эфективности предусматривается устройство цепных или проволочных завес и отклоняющихся перегородок. Это позволяет дополнительно к гравитационному эффекту использовать эффект инерционного осаждения частиц при обтекании потоком газов различных препятствий. Действие силы тяжести может быть увеличено инерционными силами, если к потолку камеры прикрепить вертикальный экран. При обтекании газовым потоком нижней кромки экрана частицы будут увлекаться вниз инерционной силой, возникающей при искривлении линий тока газа. Отделенная зола собирается в нижней части камеры и удаляется через специальные трубы. Схема осадительной камеры приведена на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 Схема осадительной камеры

В циклонных аппаратах очистка газов происходит путем придания запыленному потоку закрученного или вращательного движения, ограниченного цилиндрическими стенками. Частицы осаждаются при отбрасывании на стенки.

Циклоны просты в изготовлении, надежны в эксплуатации при высоких давлениях и температурах, обеспечивают фракционную эффективность очистки на уровне 80…95% от частиц золы размером более 10 мкм. Работа циклонов основана на использовании силы инерции.

Газ поступает в патрубок со скоростью . Будучи подведен тангенциально, газ получает вращательное движение и разворачивается вниз, одновременно совершает вращательное и поступательное движение. Приближенно можно считать, что все частицы газа движутся с постоянной угловой скоростью. Статическое давление по диаметру цилиндра непостоянно. В центре создается разрежение. Пыль вследствие инерции отжимается к стенкам цилиндра. Частицы, касаясь стенок, теряют скорость и выпадают из потока. По мере движения к вершине конуса внутренние слои газа поворачивают к оси циклона и начинают двигаться в сторону выхлопной трубы, образуя по центру трубы восходящий вращающийся вихрь. Пыль осаждается в нижней части, входя в золоспускную трубу. Из золоспускной трубы пыль попадает в бункер из которого удаляется для переработки. Удаление золы происходит через пылевой затвор, предотвращающий обратное перемещение золы. Работа циклона может происходить при любом его геометрическом положении.

Схема циклона приведена на рисунке 2.2

1 – цилиндрическая часть аппарата; 2 – входной патрубок; 3 – крышка;

4 – выхлопная труба; 5 – коническая часть корпуса; 6 – выходная

улитка; 7 – пылевыпускное отверстие; 8 – бункер; 9 – пылевой затвор

Рисунок 2.2 Схема циклона

Для улавливания золы достаточно часто используются рукавные фильтрующие золоуловители. Конструктивно гибкая фильтрующая перегородка выполняется в виде рукава, поэтому и золоуловители с гибкими фильтрующими перегородками получили название «рукавные». Для сохранения необходимой формы внутри рукавов из мягкого материала может находиться каркас.

Регенерация фильтровальной ткани рукавов производится путем механического или аэродинамического воздействия на фильтровальную ткань с целью разрушения и удаления слоя осевшей пыли.

Механическое встряхивание может выполняться несколькими способами.

Нестойкие на изгиб ткани (например, из стекловолокна) регенерируют быстрым покачиванием из стороны в сторону без изменения натяжения. Фильтры

из более эластичных и нетолстых тканей можно отряхивать, придавая материалу волнообразные колебания. Широко используемые для обработки газовых выбросов рукавные фильтры (аппараты с вертикальными фильтрующими элементами в виде тканевых рукавов) встряхивают волнообразным изменением натяжения ткани, поднимая и опуская вверх рукава. Большинство встряхивающих устройств снабжается электроприводом. Иногда встряхивание комбинируют с продувкой тканей сжатым воздухом через сопла. Зола в результате регенерации собирается в бункере, расположенном в нижней части аппарата, из которого удаляется для переработки. Схема фильтрующего золоуловителя приведена на рисунке 2.3.

1 – соленоидный клапан; 2 – труба для ввода сжатого воздуха; 3 – сопло;

4 – струя сжатого воздуха; 5 – прибор автоматического управления;

6 –рукав; 7 – каркас; 8 – бункер

Рисунок 2.3 Схема рукавного фильтрующего аппарата

Жалюзийные аппараты благодаря простоте конструкции, дешевизне и малому гидравлическому сопротивлению находят широкое применение как для очистки отходящих газов предприятий различных отраслей промышленности, так и для очистки дымовых газов электростанций и промышленных котельных.

Жалюзийный золоуловитель состоит из жалюзийной решетки и циклона. Жалюзийная решетка представляет собой полосы металла, расположенные под углом к направлению движения газового потока. Назначение жалюзийной решетки – разделение газового потока на две части: одну, составляющую большую часть всего количества газа и в значительной мере освобожденную от пыли, и другую меньшую, в которой сосредоточена основная масса содержащейся в газе пыли, улавливаемой потом в циклоне. При соприкосновении с решеткой основной поток газа меняет направление, а частицы золы движутся по инерции в другом направлении. Очищенный в циклоне газ возвращается в основной поток, освобожденный от пыли с помощью жалюзийной решетки.

Жалюзийные золоуловители с решетками, набираемыми из стальных уголков, по конструктивному оформлению и методам расчета основных эксплуатационных характеристик являются наиболее отработанными аппаратами рассматриваемого типа.

Схема жалюзийного золоуловителя приведена на рисунке 2.4

Рисунок 2.4 Схема жалюзийного золоуловителя