Очистка выбросов от пыли и аэрозолей. Оздоровление воздушной среды. Очистка воздуха от пыли.

Введение

Длительное время локальные загрязнения атмосферы сравнительно быстро разбавлялись массами чистого воздуха. Пыль, дым, газы рассеивались воздушными потоками и выпадали на землю с дождем и снегом, нейтрализовались, вступая в реакции с природными соединениями. Сейчас объемы и скорость выбросов превосходят возможности природы к их разбавлению и нейтрализации. Поэтому необходимы специальные меры для устранения опасного загрязнения атмосферы. Основные усилия сейчас направлены на предупреждение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. На действующих и новых предприятиях устанавливают пылеулавливающее и газоочистное оборудование. В настоящее время продолжается поиск более совершенных способов их очистки. Классификация методов и аппаратов для обезвреживания газовых выбросов от различных примесей является приближенной. Она не охватывает всех существующих методов и тем более аппаратов для газоочистки.

Рассмотрим, существующие методы очистки.

Методы очистки от пыли

Для обезвреживания аэрозолей (пылей и туманов) используют сухие, мокрые и электрические методы. Кроме того, аппараты отличаются друг от друга как по конструкции, так и по принципу осаждения взвешенных частиц. В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы. В мокрых пылеуловителях осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью. При этом осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости. В электрофильтрах отделение заряженных частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах.

Выбор метода и аппарата для улавливания аэрозолей в первую очередь зависит от их дисперсного состава табл. 1

Таблица 1. Зависимость аппарата для улавливания от размера частиц

К сухим механическим пылеуловителям относятся аппараты, в которых использованы различные механизмы осаждения: гравитационный, инерционный и центробежный.

Инерционные пылеуловители . При резком изменении направления движения газового потока частицы пыли под воздействием инерционной силы будут стремиться двигаться в прежнем направлении и после поворота потока газов выпадают в бункер. Эффективность этих аппаратов небольшая. (рис. 1)

Жалюзийные аппараты . Эти аппараты имеют жалюзийную решетку, состоящую из рядов пластин или колец. Очищаемый газ, проходя через решетку, делает резкие повороты. Пылевые частицы вследствие инерции стремятся сохранить первоначальное направление, что приводит к отделению крупных частиц из газового потока, тому же способствуют их удары о наклонные плоскости решетки, от которых они отражаются и отскакивают в сторону от щелей между лопастями жалюзи В результате газы делятся на два потока. Пыль в основном содержится в потоке, который отсасывают и направляют в циклон, где его очищают от пыли и вновь сливают с основной частью потока, прошедшего через решетку. Скорость газа перед жалюзийной решеткой должна быть достаточно высокой, чтобы достигнуть эффекта инерционного отделения пыли. (рис. 2)

Обычно жалюзийные пылеуловители применяют для улавливания пыли с размером частиц >20 мкм.

Эффективность улавливания частиц зависит от эффективности решетки и эффективности циклона, а также от доли отсасываемого в нем газа.

Циклоны . Циклонные аппараты наиболее распространены в промышленности.

Рис. 1 Инерционные пылеуловители: а - с перегородкой; б - с плавным поворотом газового потока; в - с расширяющимся конусом.

Рис. 2 Жалюзийный пылеуловитель (1 - корпус; 2 - решетка)

По способу подвода газов в аппарат их подразделяют на циклоны со спиральными, тангенциальным и винтообразным, а также осевым подводом. (рис. 3) Циклоны с осевым подводом газов работают как с возвратом газов в верхнюю часть аппарата, так и без него.

Газ вращается внутри циклона, двигаясь сверху вниз, а затем движется вверх. Частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке. Обычно в циклонах центробежное ускорение в несколько сот, а то и тысячу раз больше ускорения силы тяжести, поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом, а под влиянием центробежной силы движутся к стенке. (рис. 4)

В промышленности циклоны подразделяются на высокоэффективные и высокопроизводительные.

При больших расходах очищаемых газов применяют групповую компоновку аппаратов. Это позволяет не увеличивать диаметр циклона, что положительно сказывается на эффективности очистки. Запыленный газ входит через общий коллектор, а затем распределяется между циклонами.

Батарейные циклоны - объединение большого числа малых циклонов в группу. Снижение диаметра циклонного элемента преследует цель увеличения эффективности очистки.

Вихревые пылеуловители. Отличием вихревых пылеуловителей от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока.

В аппарате соплового типа запыленный газовый поток закручивается лопаточным завихрителем и движется вверх, подвергаясь при этом воздействию трех струй вторичного газа, вытекающих из тангенциально расположенных сопел. Под действием центробежных сил частицы отбрасываются к периферии, а оттуда в возбуждаемый струями спиральный поток вторичного газа, направляющий их вниз, в кольцевое межтрубное пространство. Вторичный газ в ходе спирального обтекания потока очищаемого газа постепенно полностью проникает в него. Кольцевое пространство вокруг входного патрубка оснащено подпорной шайбой, обеспечивающей безвозвратный спуск пыли в бункер. Вихревой пылеуловитель лопаточного типа отличается тем, что вторичный газ отбирается с периферии очищенного газа и подается кольцевым направляющим аппаратом с наклонными лопатками. (рис. 5)

Рис. 3 Основные виды циклонов (по подводу газов): а - спиральный; б - тангенциальный; в-винтообразный; г, д - осевые

Рис. 4. Циклон: 1 - входной патрубок; 2 - выхлопная труба; 3 - цилиндрическая камера; 4 - коническая камера; 5 - пылеосадительная камера

В качестве вторичного газа в вихревых пылеуловителях может быть использован свежий атмосферный воздух, часть очищенного газа или запыленные газы. Наиболее выгодным в экономическом отношении является использование в качестве вторичного газа запыленных газов.

Как и у циклонов, эффективность вихревых аппаратов с увеличением диаметра падает. Могут быть батарейные установки, состоящие из отдельных мультиэлементов диаметром 40 мм.

Динамические пылеуловители . Очистка газов от пыли осуществляется за счет центробежных сил и сил Кориолиса, возникающих при вращении рабочего колеса тягодутьевого устройства.

Наибольшее распространение получил дымосос-пылеуловитель. Он предназначен для улавливания частиц пыли размером >15 мкм. За счет разности давлений, создаваемых рабочим колесом, запыленный поток поступает в «улитку» и приобретает криволинейное движение. Частицы пыли отбрасываются к периферии под действием центробежных сил и вместе с 8-10% газа отводятся в циклон, соединенный с улиткой. Очищенный газовый поток из циклона возвращается в центральную часть улитки. Очищенные газы через направляющий аппарат поступают в рабочее колесо дымососа-пылеуловителя, а затем через кожух выбросов в дымовую трубу.

Фильтры. В основе работы всех фильтров лежит процесс фильтрации газа через перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее.

В зависимости от назначения и величины входной и выходной концентрации фильтры условно разделяют на три класса: фильтры тонкой очистки, воздушные фильтры и промышленные фильтры.

Рукавные фильтры представляют собой металлический шкаф, разделенный вертикальными перегородками на секции, в каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, соединенной с встряхивающим механизмом. Внизу имеется бункер для пыли со шнеком для ее выгрузки. Встряхивание рукавов в каждой из секций производится поочередно. (рис 6)

Волокнистые фильтры. Фильтрующий элемент этих фильтров состоит из одного или нескольких слоев, в которых однородно распределены волокна. Это фильтры объемного действия, так как они рассчитаны на улавливание и накапливание частиц преимущественно по всей глубине слоя. Сплошной слой пыли образуется только на поверхности наиболее плотных материалов. Такие фильтры используют при концентрации дисперсной твердой фазы 0,5-5 мг/м 3 и только некоторые грубоволокнистые фильтры применяют при концентрации 5-50 мг/м 3 . При таких концентрациях основная доля частиц имеет размеры менее 5-10 мкм.

Различают следующие виды промышленных волокнистых фильтров:

Сухие - тонковолокнистые, электростатические, глубокие, фильтры предварительной очистки (предфильтры);

Мокрые - сеточные, самоочищающиеся, с периодическим или непрерывным орошением.

Процесс фильтрации в волокнистых фильтрах состоит из двух стадий. На первой стадии уловленные частицы практически не изменяют структуры фильтра во времени, на второй стадии процесса в фильтре происходят непрерывные структурные изменения вследствие накопления уловленных частиц в значительных количествах.

Зернистые фильтры . Применяются для очистки газов реже, чем волокнистые фильтры. Различают насадочные и жесткие зернистые фильтры.

Полые газопромыватели. Наиболее распространены полые форсуночные скрубберы. Они представляют колонну круглого или прямоугольного сечения, в которой осуществляется контакт между газом и каплями жидкости. По направлению движения газа и жидкости полые скрубберы делят на противоточные, прямоточные и с поперечным подводом жидкости. (рис. 7)

Насадочные газопромыватели представляют собой колонны с насадкой навалом или регулярной. Их используют для улавливания хорошо смачиваемой пыли, но при невысокой концентрации.

Рис. 5 Вихревые пылеуловители: а - соплового типа: б - лопаточного типа; 1 - камера; 2 - выходной патрубок; 3 - сопла; 4 - лопаточный завихритель типа «розетка»; 5 - входной патрубок; 6 - подпорная шайба; 7 - пылевой бункер; 8 - кольцевой лопаточный завихритель

Рис. 6 Рукавный фильтр: 1 - корпус; 2 - встряхивающее устройство; 3 - рукав; 4 - распределительная решетка

Газопромыватели с подвижной насадкой имеют большое распространение в пылеулавливании. В качестве насадки используют шары из полимерных материалов, стекла или пористой резины. Насадкой могут быть кольца, седла и т.д. Плотность шаров насадки не должна превышать плотности жидкости. (рис. 8)

Скрубберы с подвижной шаровой насадкой конической формы (КСШ) . Для обеспечения стабильности работы в широком диапазоне скоростей газа, улучшения распределения жидкое и уменьшения уноса брызг предложены аппараты с подвижной шаровой насадкой конической формы. Разработано два типа аппаратов: форсуночный и эжекционный

В эжекционном скруббере орошение шаров осуществляет жидкостью, которая всасывается из сосуда с постоянным уровнем газами, подлежащими очистке.

Тарельчатые газопромыватели (барботажные, пенные). Наиболее распространены пенные аппараты с провальными тарелками или тарелками с переливом. Тарелки с переливом имеют отверстия диаметром 3-8 мм. Пыль улавливается пенным слоем, который образуется при взаимодействии газа и жидкости.

Эффективность процесса пылеулавливания зависит от величины межфазной поверхности.

Пенный аппарат со стабилизатором пенного слоя . На провальной решетке устанавливается стабилизатор, представляющий собой сотовую решетку из вертикально расположенных пластин, разделяющих сечение аппарата и пенный слой на небольшие ячейки. Благодаря стабилизатору происходит значительное накопление жидкости на тарелке, увеличение высоты пены по сравнению с провальной тарелкой без стабилизатора. Применение стабилизатора позволяет существенно сократить расход воды на орошение аппарата.

Газопромыватели ударно-инерционного действия . В этих аппаратах контакт газов с жидкостью осуществляется за счет удара газового потока о поверхность жидкости с последующим пропусканием газожидкостной взвеси через отверстия различной конфигурации или непосредственным отводом газожидкостной взвеси в сепаратор жидкой фазы. В результате такого взаимодействия образуются капли диаметром 300-400 мкм.

Рис. 7 Скрубберы: а - полый форсуночный: б - насадочный с поперечным орошением: 1 - корпус; 2 - форсунки; 7 - корпус; 2 - форсунка; 3 - оросительное устройство; 4 - опорная решетка; 5 - насадка; 6 - шламосборник

Рис. 8. Газопромыватели с подвижной насадкой: а - с цилиндрическим слоем: 1 - опорная решетка; 2 - шаровая насадка; 3 - ограничительная решетка; 4 - оросительное устройство; 5 - брызгоуловитель; б и в - с коническим слоем форсуночный и эжекционный: 1 - корпус; 2 - опорная решетка; 3 - слой шаров; 4 - брызгоуловитель; 5 - ограничительная решетка; 6 - форсунка; 7 - емкость с постоянным уровнем жидкости

Газопромыватели центробежного действия . Наиболее распространены центробежные скрубберы, которые по конструктивному признаку можно разделить на два вида: 1) аппараты, в которых закрутка газового потока осуществляется при помощи центрального лопастного закручивающего устройства; 2) аппараты с боковым тангенциальным или улиточным подводом газа.

Скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури). Основной частью аппаратов является труба-распылитель, в которой обеспечивается интенсивное дробление орошаемой жидкости газовым потоком, движущимся со скоростью 40-150 м/с. Имеется также каплеуловитель.

Электрофильтры. Очистка газа от пыли в электрофильтрах происходит под действием электрических сил. В процессе ионизации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в них частиц. Ионы абсорбируются на поверхности пылинок, а затем под воздействием электрического поля они перемещаются и осаждаются к осадительным электродам.

Для обезвреживания отходящих газов от газообразных и парообразных токсичных веществ применяют следующие методы: абсорбции (физической и хемосорбции), адсорбции, каталитические, термические, конденсации и компримирования.

Абсорбционные методы очистки отходящих газов подразделяют по следующим признакам: 1) по абсорбируемому компоненту; 2) по типу применяемого абсорбента; 3) по характеру процесса - с циркуляцией и без циркуляции газа; 4) по использованию абсорбента - с регенерацией и возвращением его в цикл (циклические) и без регенерации (не циклические); 5) по использованию улавливаемых компонентов - с рекуперацией и без рекуперации; 6) по типу рекуперируемого продукта; 7) по организации процесса - периодические и непрерывные; 8) па конструктивным типам абсорбционной аппаратуры.

Для физической абсорбции на практике применяют воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемым газом, и водные растворы этих веществ. При хемосорбции в качестве абсорбента используют водные растворы солей и щелочей, органические вещества и водные суспензии различных веществ.

Выбор метода очистки зависит от многих факторов: концентрации извлекаемого компонента в отходящих газах, объема и температуры газа, содержания примесей, наличия хемосорбентов, возможности использования продуктов рекуперации, требуемой степени очистки. Выбор производят на основании результатов технико-экономических расчетов.

Адсорбционные методы очистки газов используют для удаления из них газообразных и парообразных примесей. Методы основаны на поглощении примесей пористыми телами-адсорбентами. Процессы очистки проводят в периодических или непрерывных адсорберах. Достоинством методов является высокая степень очистки, а недостатком - невозможность очистки запыленных газов.

Каталитические методы очистки основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности твердых катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов. Методы используются для очистки газов от оксидов азота, серы, углерода и от органических примесей. Их проводят в реакторах различной конструкции. Термические методы применяют для обезвреживания газов от легко окисляемых токсических примесей.

Пылеотделитель, циклон типа ЦОЛ.

Циклоны типа ЦОЛ (центробежный очиститель ЛИОТ)предназначены для очистки запыленного воздуха. Состоят из цилиндра, конуса, выхлопной трубы, колпака, регулятора.Особенностью конструкции циклонов ЦОЛ является наличие противоподсосного конусного устройства, служащего для регулирования величины давления во входном патрубке циклона работающего на нагнетании.Степень очистки 98%.

Устройство и принцип работы:

Принцип работы пылеотделителей основан на использовании действия центробежных сил на частицы пыли, находящиеся в очищенном воздухе. Запыленный воздух через приемный патрубок (10), попадая со значительной скоростью в пространство между верхним (1) и внутренним (3) цилиндрами, получает вращательное движение. В результате частицы пыли, как более тяжелые, прижимаются к стенке нижнего цилиндра и скатываются

Рис. 1. Пылеотделитель, циклон типа ЦОЛ

в конус (4), откуда выводятся через отверстие в выпускном патрубке. Отталкиваясь от конуса (5), очищенный воздух через внутренний цилиндр (3) поступает в выпускной патрубок. Колпак устанавливается на фланце внутреннего цилиндра и защищает от воздействия атмосферных осадков. В конусе имеется люк (10) для обеспечения возможности регулирования положения дросселя и, как следствие, качества очистки выбрасываемого в атмосферу воздуха от пыли.

ПДК=1мг/м 3

Степень очистки 95%

Количество пыли в загрязненном воздухе 150мг/м 3

После очистки получим воздух с концентрацией пыли 7,5мг/м 3 , что не соответствует нормам ПДК

Очистка от h2s

Механические абсорберы.

Типичным аппаратом с механическим разбрызгиванием является абсорбер с вращающимся погружным конусом (рис. 3.33). Внутри цилиндрического кожуха I расположено по высоте несколько тарелок 2, заполненных жидкостью. На валу 5 закреплены вращающиеся вместе с ним конусы 4. Нижние края конусов погружены в находящуюся на тарелках жидкость. При вращении вала жидкость поднимается по конусам и под действием

Рис. 2. Скруббер Дойля.

1-трубы; 2-наконечники; 3,4- перегородки.

центробежной силы сбрасывается с их верхних обрезов, образуя факел распыла.

Такие абсорберы применяют в коксохимической промышленности, а также при охлаждении и очистке газов. Степень очистки от H 2 Sсоставляет 95 %.

ПДК=10мг/м 3

Степень очистки 95%

Количество пыли в загрязненном воздухе 100мг/м 3

После очистки получим воздух с концентрацией пыли 5мг/м 3 , что соответствует нормам ПДК.

Очистка от so2

Известковый метод.

Этот метод основан на поглощении сернистого ангидрида из газов суспензией СаО. При очистке отходящих газов, поступающих после концентраторов серной кислоты, кроме S0 2 содержится туман серной кислоты. Основное его количество улавливается в электрофильтрах, однако около 10 % тумана остается в газах, поступающих в скруббер. Здесь H 2 S0 4 вступает в реакцию с СаО:

Двуокись углерода, содержащаяся в газах, частично улавливается известковым молоком; образующиеся карбонаты кальция вступаютдалее в реакцию с сернистым ангидридом, образуя сульфит кальция.При недостатке извести может образоваться хорошо растворимый бисульфит кальция, который переходит далее в сульфит при добавлении к суспензии известкового молока.

Таким образом, в отходящем растворе содержится также осадок малорастворимых солей сульфита и сульфата кальция. Суспензия имеет рН в пределах 6,1-6,2.

Большие затруднения в работе при замкнутом цикле производства создаются в результате отложения кристаллов гипса на насадку скруббера вследствие насыщения раствора серно-кислым кальцием.

Для очистки отходящих газов после концентраторов серной кислоты применяется технологическая схема, показанная на рис. 3.

Газы передаются на очистку с помощью газодувки в скруббер 1, орошаемый суспензией известкового молока. Очищенный газ выбрасывают в атмосферу, а поглотительный раствор - из башни в резервуар 9, откуда с помощью насоса 8 их подают в кристаллизатор 4 и далее вновь на орошение скруббера.

В процессе работы в циркулирующем растворе увеличивается содержание сульфита и сульфата кальция, которые кристаллизуются из раствора и забивают насадку и коммуникации. Для предохранения системы от забивки устанавливают промежуточный кристаллизатор, в котором при охлаждении выпадают кристаллы солей кальция.

Рис. 3. Схема известкового метода очистки газов от S0 2:

1 - скруббер; 2 - емкости; 3 - насос; 4 - кристаллизатор, 5 - вакуум-фильтр;

6 - сборник; 7 - насос; 8 - циркуляционный насос; 9 - сборник известкового молока

Часть циркулирующей жидкости, содержащей кристаллы CaSО 4 и CaSО 3 , периодически выводится из системы и подается на вакуум-фильтр 5, где происходит отделение кристаллов. Сульфит и сульфат кальция в виде шлама удаляются в отвал.

Фильтрат из вакуум-фильтра сливают в бак 6, откуда с помощью насоса 7 его подают в емкость 2 на приготовление свежего поглотительного раствора. Чтобы состав и количество орошающего раствора оставались неизменными, в приемный бак 9 с помощью насоса 3 периодически подается свежеприготовленный поглотительный раствор.Степень очистки газа составляет 85 %.

К достоинствам известкового метода следует отнести сравнительно небольшие капитальные затраты и возможность изготовления технологического оборудования из некислотоупорных материалов.

Кроме того, необходимо отметить простоту и надежность работы установок, относительно небольшую площадь для их сооружения. К недостаткам метода следует отнести необходимость фильтрации шлама и наличие отходов в виде солей сульфита и сульфата кальция.

ПДК=10мг/м 3

Степень очистки 85%

Количество пыли в загрязненном воздухе 70мг/м 3

После очистки получим воздух с концентрацией пыли 10,5мг/м 3 , что не соответствует нормам ПДК.

Еще одним распространенным и весьма опасным заблуждением, активно поддерживаемым производителями климатической техники, является миф о благотворном влиянии на качество воздуха озона. Бытовые озонаторы продаются под видом "очистителей воздуха" и ионизаторов. Биполярный ионизатор без озонатора, генерирующий как положительно, так и отрицательно заряженные ионы, - действительно полезное для здоровья и качества воздуха устройство, так как воссоздает естественную природную аэроионную среду. Однополярные ионизаторы генерируют лишь отрицательно заряженные ионы, что может привести к изменению естественного аэроионного фона. При использовании ионизаторов обязателен контроль аэроионного состава воздуха при помощи счетчиков аэроионов.

Российские Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.2.4.1294-03 нормируют (п. 1.2) содержание аэроионов обоих зарядов в следующих типах общественных и производственных помещений, где может иметь место аэроионная недостаточность или избыток аэроионов:
- помещения, в отделке и (или) меблировке которых используются синтетические материалы или покрытия, способные накапливать электростатический заряд;
- помещения, в которых эксплуатируется оборудование, способное создавать электростатические поля, включая видеодисплейные терминалы и прочие виды оргтехники;
- помещения, оснащенные системами (включая централизованные) принудительной вентиляции, очистки и (или) кондиционирования воздуха;
- помещения, в которых эксплуатируются аэроионизаторы и деионизаторы.

Таблица. Показатели аэроионного состава

Нормируемые показатели аэроионного состава	Концентрации аэроионов, р (ион/см3)		Коэффициент униполярности, У (отношение концентрации P+ ионов к Р- ионам)
	положительной полярности	отрицательной полярности
Минимально допустимые	р + ≥ 400	р - > 600	0.4 ≤ У< 1.0
Максимально допустимые	р +< 50 000	р - ≤ 50 000

Пункт 2.5. СанПиН 2.2.4.1294-03 допускает в зонах источников электростатических полей (видеодисплейные терминалы или другие виды оргтехники) отсутствие аэроионов положительной полярности.

Именно аэроионы, а не озон создают ощущение "свежего воздуха", атмосферы "морского воздуха", "воздуха в сосновом бору". Также ионизаторы воздуха способствуют быстрому осаждению пылевых частиц за счет притяжения противоположных зарядов. Качественные биполярные ионизаторы, дозирующие количество отрицательных ионов с селекцией тяжелых и легких аэроионов, применяются в медицине для улучшения качества жизни больных с нарушениями сна, при гипертонической болезни, при бронхолегочной патологии. Для лечебных целей могут использоваться другие концентрации аэороионов (п. 2.6 СанПиН 2.2.4.1294-03). Кстати, самый простой способ насыщать атмосферу дома природными аэроионами - это часто проветривать помещения, либо держать окно или форточку постоянно открытыми.

А что же озонаторы? В России озон отнесен к классу чрезвычайно опасных веществ (I класс опасности - ГН 2.2.5.1313-03) с остронаправленным механизмом действия, требующих автоматического контроля за их содержанием в воздухе производственных помещений. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны согласно Гигиеническим Нормативам ГН 2.2.5.1313-03, утвержденных Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 27 апреля 2003 г, определяют ПДК озона как 0,1 мг/м 3 . Бытовые озонаторы не имеют счетчиков концентрации озона в атмосфере. В России использование озонаторов для обеззараживания воздуха допускается в медицинских учреждениях только при отсутствии в помещениях людей (СанПиН 2.1.3.2630-10 пункты 4.4.5. и 6.15).

В странах Запада техногенный озон и озон, образующийся в результате солнечной радиации, считается опасным загрязнителем атмосферного воздуха. Например, в 2005 году Канадский центр профессиональной безопасности и здоровья (CCOHC) распространил документ "Озон и его влияние на здоровье" (" Health Effects of Ozone "), в котором говорится: "Даже очень низкие концентрации озона может быть вредным для верхних дыхательных путей и легких. Тяжесть нарушений зависит одновременно от концентрации озона и продолжительности его воздействия. Даже кратковременное воздействие низких концентраций озона может привести к тяжелым нарушениям функций дыхательной системы или к смерти " . В брошюре Американского агентства по охране окружающей среды (2009 г.) говорится о том, что озон может вызывать раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, ухудшать дыхательную функцию легких, вызывать воспаление легких, приводить к постоянному повреждению легких и ухудшать состояние людей с легочными заболеваниями и бронхиальной астмой. Проблема высокой концентрации озона в атмосфере остро встает перед жителями южных стран, где сильная солнечная радиация создает высокую концентрацию озона. В США публикуются ежедневные прогнозы индекса качества воздуха по содержанию озона с рекомендациями людям из подверженных воздействию озона групп (аллергики, страдающие бронхиальной астмой, легочными заболеваниями, спорсменам и рабочим) по контролю времени пребывания на открытом воздухе.

Почему озон так опасен? Озон является сильнейшим окислителем. Воздействие свободных радикалов озона повреждает мембраны клеток тканей дыхательных органов, вызывает их воспаление и увеличивает подверженность воздействию инфекционных и аллергенных факторов. Кроме того, озон является вероятным атерогеным фактором, увеличивающим вероятность инсультов и инфарктов. В 2004 году исследователями (Bell M.L., McDermott А. и др.) была статистически доказана связь смертности и кратковременных повышений концентрации озона в атмосфере и то, что значительнее всего смертность от воздействия озона увеличивается у пожилых людей. Детально биологические эффекты озона и их последствия для здоровья человека описаны на сайте Американского агентства по охране окружающей среды .

Кроме вреда здоровью озон наносит значительный вред полимерам (ускоренное старение и разрушение), электронным приборам, красителям и домашним растениям. Кроме того, детально не изучены побочные химические продукты, образующиеся при окислении озоном, которые также могут быть опасны для здоровья. В 2014 году Агентством по охране окружающей среды было издано специальное разъяснение о бытовых генераторах озона, выдаваемых производителями за воздухоочитстители , и о их потенциальных опасностях для здоровья потребителей.

Главный вывод : использование озонаторов не улучшает, а ухудшает качество воздуха жилых помещений, насыщая его чрезвычайно опасным веществом в неконтролируемой концентрации, способным спровоцировать развитие опасных заболеваний, ухудшить течение хронических заболеваний (бронхиальная астма) и привести к смерти.

Рисунок 13. Горшки с цветами - источник пыли и грибных спор.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методы очистки воздуха от пыли

Инерционные пылеуловители. При резком изменении направления движения газового потока частицы пыли под воздействием инерционной силы будут стремиться двигаться в прежнем направлении и после поворота потока газов выпадают в бункер. Эффективность этих аппаратов небольшая.

Жалюзийные аппараты. Эти аппараты имеют жалюзийную решетку, состоящую из рядов пластин или колец. Очищаемый газ, проходя через решетку, делает резкие повороты. Пылевые частицы вследствие инерции стремятся сохранить первоначальное направление, что приводит к отделению крупных частиц из газового потока, тому же способствуют их удары о наклонные плоскости решетки, от которых они отражаются и отскакивают в сторону от щелей между лопастями жалюзи В результате газы делятся на два потока. Пыль в основном содержится в потоке, который отсасывают и направляют в циклон, где его очищают от пыли и вновь сливают с основной частью потока, прошедшего через решетку. Скорость газа перед жалюзийной решеткой должна быть достаточно высокой, чтобы достигнуть эффекта инерционного отделения пыли.

Обычно жалюзийные пылеуловители применяют для улавливания пыли с размером частиц >20 мкм.

Циклоны. Циклонные аппараты наиболее распространены в промышленности.

По способу подвода газов в аппарат их подразделяют на циклоны со спиральными, тангенциальным и винтообразным, а также осевым подводом. Циклоны с осевым подводом газов работают как с возвратом газов в верхнюю часть аппарата, так и без него.

В промышленности циклоны подразделяются на высокоэффективные и высокопроизводительные.

Батарейные циклоны - объединение большого числа малых циклонов в группу. Снижение диаметра циклонного элемента преследует цель увеличения эффективности очистки.

Вихревые пылеуловители. Отличием вихревых пылеуловителей от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока.

Динамические пылеуловители. Очистка газов от пыли осуществляется за счет центробежных сил и сил Кориолиса, возникающих при вращении рабочего колеса тягодутьевого устройства.

Фильтры. В основе работы всех фильтров лежит процесс фильтрации газа через перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее.

Рукавные фильтры представляют собой металлический шкаф, разделенный вертикальными перегородками на секции, в каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, соединенной с встряхивающим механизмом. Внизу имеется бункер для пыли со шнеком для ее выгрузки. Встряхивание рукавов в каждой из секций производится поочередно. (рис 6)

Волокнистые фильтры. Фильтрующий элемент этих фильтров состоит из одного или нескольких слоев, в которых однородно распределены волокна. Это фильтры объемного действия, так как они рассчитаны на улавливание и накапливание частиц преимущественно по всей глубине слоя. Сплошной слой пыли образуется только на поверхности наиболее плотных материалов. Такие фильтры используют при концентрации дисперсной твердой фазы 0,5-5 мг/м 3 и только некоторые грубоволокнистые фильтры применяют при концентрации 5-50 мг/м 3 . При таких концентрациях основная доля частиц имеет размеры менее 5-10 мкм.

Различают следующие виды промышленных волокнистых фильтров:

Сухие - тонковолокнистые, электростатические, глубокие, фильтры предварительной очистки (предфильтры);

Мокрые - сеточные, самоочищающиеся, с периодическим или непрерывным орошением.

Зернистые фильтры. Применяются для очистки газов реже, чем волокнистые фильтры. Различают насадочные и жесткие зернистые фильтры.

Полые газопромыватели. Наиболее распространены полые форсуночные скрубберы. Они представляют колонну круглого или прямоугольного сечения, в которой осуществляется контакт между газом и каплями жидкости. По направлению движения газа и жидкости полые скрубберы делят на противоточные, прямоточные и с поперечным подводом жидкости.

Насадочные газопромыватели представляют собой колонны с насадкой навалом или регулярной. Их используют для улавливания хорошо смачиваемой пыли, но при невысокой концентрации.

Газопромыватели с подвижной насадкой имеют большое распространение в пылеулавливании. В качестве насадки используют шары из полимерных материалов, стекла или пористой резины. Насадкой могут быть кольца, седла и т.д. Плотность шаров насадки не должна превышать плотности жидкости.

Скрубберы с подвижной шаровой насадкой конической формы (КСШ). Для обеспечения стабильности работы в широком диапазоне скоростей газа, улучшения распределения жидкое и уменьшения уноса брызг предложены аппараты с подвижной шаровой насадкой конической формы. Разработано два типа аппаратов: форсуночный и эжекционный

Тарельчатые газопромыватели (барботажные, пенные). Наиболее распространены пенные аппараты с провальными тарелками или тарелками с переливом. Тарелки с переливом имеют отверстия диаметром 3-8 мм. Пыль улавливается пенным слоем, который образуется при взаимодействии газа и жидкости.

Эффективность процесса пылеулавливания зависит от величины межфазной поверхности.

Пенный аппарат со стабилизатором пенного слоя. На провальной решетке устанавливается стабилизатор, представляющий собой сотовую решетку из вертикально расположенных пластин, разделяющих сечение аппарата и пенный слой на небольшие ячейки. Благодаря стабилизатору происходит значительное накопление жидкости на тарелке, увеличение высоты пены по сравнению с провальной тарелкой без стабилизатора. Применение стабилизатора позволяет существенно сократить расход воды на орошение аппарата.

Газопромыватели ударно-инерционного действия. В этих аппаратах контакт газов с жидкостью осуществляется за счет удара газового потока о поверхность жидкости с последующим пропусканием газожидкостной взвеси через отверстия различной конфигурации или непосредственным отводом газожидкостной взвеси в сепаратор жидкой фазы. В результате такого взаимодействия образуются капли диаметром 300-400 мкм.

Г азопромыватели центробежного действия. Наиболее распространены центробежные скрубберы, которые по конструктивному признаку можно разделить на два вида: 1) аппараты, в которых закрутка газового потока осуществляется при помощи центрального лопастного закручивающего устройства; 2) аппараты с боковым тангенциальным или улиточным подводом газа.

Скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури). Основной частью аппаратов является труба-распылитель, в которой обеспечивается интенсивное дробление орошаемой жидкости газовым потоком, движущимся со скоростью 40-150 м/с. Имеется также каплеуловитель.

Электрофильтры. Очистка газа от пыли в электрофильтрах происходит под действием электрических сил. В процессе ионизации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в них частиц. Ионы абсорбируются на поверхности пылинок, а затем под воздействием электрического поля они перемещаются и осаждаются к осадительным электродам.

Методы очистки воздуха от пыли при выбрасывании в атмосферу

Для очистки воздуха от пыли при меняют пылеуловители и фильтры:

Фильтры - устройства, в которых отделение пылевых частиц от воздуха производится путем филь трации через пористые материалы.

Типы пылеулавливающих аппаратов:

Основными показателями являются:

производительность (или пропускная способность аппарата), оп ределяемая объемом воздуха, который может быть очищен от пыли за единицу времени (м 3 /час);

аэродинамическое сопро тивление аппарата прохождению че рез него очищаемого воздуха (Па). Оно определяется разностью давле ний на входе и выходе.

общий коэффициент очи стки или общая эффективность пыле улавливания, определяемая отношени ем массы пыли, уловленной аппаратом С у, к массе пыли, поступившей в него с загрязненным воздухом С вх: С у /С вх х 100 (%);

фракционный коэффици ент очистки, т. е. эффективность пылеулавливания аппарата по отно шению к различным по крупности фракциям (в долях единицы или в %)

Пылеосадительные камеры, эффективность пылеулавливния - 50 … 60 %. Принцип очистки - истечение запыленного воздуха из камеры со скоростью меньшей скорости витания пыли, т.е. пыли успевает осесть (см. рис. 1).

Циклоны - эффективность пылеулавливния - 80...90%. Принцип очистки - отброс тяжелых частиц пыли на стенки циклона при закручивании потока запыленного воздуха (см. рис. 2). Гидравлическое сопротивление циклонов колеблется в пределах 500... 1100 Па. Применяются для тяжелых пылей: цементной, песчаной, древесной…

Рукавные фильтры (для улавлива ния сухих неслипающихся пылей) эффективность пылеулавливния - 90...99 %. Принцип очистки - задерживание частиц пыли на фильтрующих элементах (см. рис. 3). Основные рабочие эле менты - ма терчатые рукава, подвешиваемые к встря хивающему устройству. Применяются для тяжелых пылей: древесной, мучной, …

Гидравлическое сопротивление фильт ра в зависимости от степени запыления рукавов колеблется в пределах 1...2.5 кПа.

Фильтр-циклоны - комбинация циклона (отделение тяжелых частиц) и рукавного фильтра (отделение легких частиц). См. рис. 3.

Электрические фильтры - отделение пылевых частиц от воздуха производит ся под воздействием эле ктростатического поля высокой напряжен ности. В металлическом корпусе, стенки которых заземлены и являются осадительными электродами, размещены коронирующие электроды, соединенные с источником постоянного тока. Напря жение - 30...100 кВ.

Вокруг отрицательно заряженных электродов образуется электрическое поле. Проходящий через электрофильтр запыленный газ ионизируется и пылевые частицы приобретают отрицательные заряды. Последние начинают перемещаться к стенкам фильтра. Очистка осадительных электродов производится путем их остукивания или вибрации, а иногда путем смыва водой. аэрозоль фильтр скруббер

Эффективность пылеулавливания - 99,9 %. Низкое гидравлическое сопротивление 100...150 Па,

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Плавка цинка и сплавов. Промышленные выбросы пыли при плавке, предельно допустимые концентрации. Классификация систем очистки воздуха и их параметры. Сухие и мокрые пылеуловители. Электрофильтры, фильтры, туманоуловители. Метод абсорбции, хемосорбции.

дипломная работа , добавлен 16.11.2013

Характеристика методов очистки воздуха. "Сухие" механические пылеуловители. Аппараты "мокрого" пылеулавливания. Созревание и послеуборочное дозревание зерна. Сушка зерна в зерносушилке. Процесс помола зерна. Техническая характеристика Циклона ЦН-15У.

курсовая работа , добавлен 28.09.2009

Основные физико-химические свойства пыли. Оценка пылеулавливания батарейного циклона БЦ 250Р 64 64 после модернизации. Анализ метода обеспыливания газов для обеспечения эффективного улавливания с использованием физико-химических свойств коксовой пыли.

дипломная работа , добавлен 09.11.2014

Микробиологические методы обезвреживания промышленных органических жидких отходов. Подбор аппарата для очистки сточных вод от фенола и нефтепродуктов: выбор носителя культуры микроорганизмов и метода иммобилизации; технологический и механический расчеты.

дипломная работа , добавлен 19.12.2010

Основные методы очистки масличных семян от примесей. Технологические схемы, устройство и работа основного оборудования. Бурат для очистки хлопковых семян. Сепаратор с открытым воздушным циклом. Методы очистки воздуха от пыли и пылеуловительные устройства.

контрольная работа , добавлен 07.02.2010

Образование пыли при производстве цемента, экономическая необходимость ее регенерации. Получение цемента из обжиговой пыли и остатков товарного бетона. Экологический мониторинг атмосферного воздуха в зонах загрязнения отходами цементного производства.

курсовая работа , добавлен 11.10.2010

Организация машинного производства. Методы очистки технологических и вентиляционных выбросов от взвешенных частиц пыли или тумана. Расчет аппаратов очистки газов. Аэродинамический расчет газового тракта. Подбор дымососа и рассеивание холодного выброса.

курсовая работа , добавлен 07.09.2012

Анализ схем очистки пылей, образующихся на свинцовом производстве. Токсичность свинцовой пыли. Характеристика эксплуатационных показателей пылеулавливающего оборудования. Расчет размеров аппаратов, используемых для очистки выбросов от свинцовой пыли.

курсовая работа , добавлен 19.04.2011

Методы и технологические схемы очистки пылевоздушных выбросов от каменно-угольной пыли с применением пылеосадительных камер, инерционных и центробежных пылеуловителей, фильтровальных перегородок. Расчет материального баланса калорифера, циклона, фильтра.

курсовая работа , добавлен 01.06.2014

Знакомство с наиболее распространенными и эффективными методами очистки воздуха. Характеристика аппарата Циклон-ЦН15У: анализ сфер использования, рассмотрение функций. Особенности разработки и промышленного изготовления дешевых фильтровальных тканей.