Механическая очистка газов

Механическая очистка газов является обязательным условием для сохранения окружающей среды и исключения возникновения профессиональных заболеваний в различных отраслях промышленности и производства. Фильтрация отходящих газов от твердых частиц в металлургии, энергетике, химической, металлообрабатывающей, коммунальной, деревообрабатывающей сферах, на участках по переработке сельскохозяйственной продукции, изготовлению строительных материалов, позволяет не загрязнять атмосферу и почву, поддерживать экологическую обстановку на высоком уровне, снизить риск заболеваемости на рабочих местах. Наличие газоочистных установок на предприятиях с выбросами в атмосферу закреплено законодательно, количество и концентрация вредных веществ (ПДВ и ПДК) регулируются специальными нормами, в которых показатели зависят от вида загрязнений и влияния их на окружающую среду. Превышение ПДВ и ПДК влечет за собой наложение крупных штрафов на должностных лиц или на предприятие. Повторные нарушения могут привести к временной или полной остановке производства.

Виды очистки газовоздушных смесей 

Механические методы очистки газов дают возможность фильтровать газовоздушные смеси от твердых включений, размер которых варьируется от 0,1 до 50 мкм. В зависимости от вида и концентрации загрязнений, их физических и химических характеристик, применяются различные методы фильтрации рабочей среды:

• сухой;
• мокрый.

В первом случае используются следующие очистные устройства:

• осадительные камеры;
• циклоны;
• рукавные фильтры;
• электрические фильтры.

Второй метод предполагает наличие на производстве скрубберов, орошаемых осадительных камер, труб Вентури, в которых применяется жидкость для связывания и осаждения загрязнений.

В аппаратах сухой очистки вредные включения выводятся из газового потока с помощью инерционной и центробежной сил, фильтрующих материалов или электрических зарядов.

Какие аппараты используют для механической очистки газов

Большое распространение в промышленной сфере получили циклоны, которые могут применяться в качестве первой или основной ступени очистки. Принцип действия таких устройств основан на использовании центробежных и инерционных сил. Конструкция циклона состоит из рамы, на которой установлен стальной цилиндрический корпус с коническим нижним сектором. В верхней части расположен входной патрубок, в середине проходит вертикальная труба для выхода чистого воздуха. В нижней части корпус переходит в накопительный бункер с шиберным затвором для выгрузки пыли.

Загрязненный газ поступает через входной патрубок, который имеет спиральную форму и закручивает поток вокруг вертикальной оси, придавая ему вращательное движение. Центробежная сила отбрасывает загрязнения к стенкам корпуса и заставляет снижаться по спирали. Очищенный воздух резко меняет направление на 180° и выходит через вертикальный патрубок наружу. Твердые включения, под действием силы инерции, продолжают опускаться в нижнюю часть, откуда попадают в накопительный бункер и впоследствии вывозятся для утилизации.

В рукавных фильтрах очищение происходит при прохождении загрязненного потока через материал рукавов. Пыль оседает на поверхности материала, а чистый воздух выходит наружу. Для очищения рукавов используется механизм встряхивания механического или воздушного типа. Степень очистки в таких аппаратах достигает показателя 99,99%. Рукавные фильтры могут применяться в качестве основной или второй ступени фильтрации.

В электрических фильтрах при прохождении пыли загрязнения прилипают к специальным электродам за счет принципа притяжения частиц с различным видом заряда. Создаваемое ионное поле заряжает загрязнения и проходя между электродами, которые имеют другой заряд, частички оседают на поверхности электродов. Механизм встряхивания регулярно очищает поверхность от пыли, которая опускается в нижнюю часть и удаляется наружу.

Мокрая очистка газов

Широкое применение в химической, энергетической, металлургической областях промышленности получили форсуночные скрубберы, которые представляют из себя стальной корпус с встроенными в него форсунками для подачи жидкости. Простейшая схема работы представляет собой движение загрязненного потока в верхнюю часть скруббера, который по пути встречается с мельчайшими капельками жидкости, подаваемой под большим давлением через форсунки. Жидкость связывает отдельные пылинки, увеличивая их объем и вес. Под действием силы тяжести загрязнения оседают в нижнюю часть корпуса и удаляются с помощью шламопровода. Чистый воздух проходит в верхнюю часть и через каплеуловитель выводится наружу. В зависимости от концентрации загрязнений и их свойств, полый форсуночный скруббер может иметь несколько ярусов форсунок для увеличения степени очистки. Большим преимуществом форсуночных скрубберов является возможность химической нейтрализации вредных веществ и газов с помощью подачи в качестве жидкости необходимых химических растворов.

Скруббер с подвижной насадкой обладает повышенной мобильностью, которая позволяет с большой эффективностью сохранять неразрывность кипящего слоя на поверхности элементов. Смоченные жидкостью элементы в свободном порядке перемещаются по опорной тарелке, поддерживая постоянный кипящий межфазовый слой и увеличивая фильтрующую способность аппарата. Создается максимальный и постоянный контакт газа и жидкости, что дает возможность повысить КПД установки до 99,9%.