Сухие методы очистки газов

1. Очистка под действием центробежных сил (циклон)

Схема работы циклона:

циклон - сухие методы очистки газов 

Преимущества циклона:

  • отсутствие каких-либо движущихся частей
  • надежное функционирование при температуре газа до 500°С
  • постоянное гидравлическое сопротивление
  • эффективная работа при высоких давлениях газа
  • простота в изготовлении и эксплуатации
  • рост запыленности газа не приводит к снижению фракционной эффективности очистки

Недостатки:

  • большой абразивный износ внутренних частей аппарата
  • плохо улавливаются частицы диаметром меньше 5 мкм

Эффективность работы циклона зависит от:

  • скорости газового потока (~5-20 м/с, обычно 15 м/с)
  • эффективность повышается с уменьшением диаметра циклона
  • герметичность сочленения конической части и бункера: если бункер не герметичен, то будет происходить подсос воздуха извне
  • степень очистки зависит от дисперсности пыли (если диаметр — 30-40 мкм, степень очистки — 98%; если 10 мкм — степень очистки 80%; если диаметр частиц 4-5 мкм — степень очистки 60%).
  • эффективность работы зависит от расхода газа (колебания скорости газа вызывают колебания эффективности очистки).

 

 

 

 

 


2. Фильтрация.

Эффективность метода — до 99%.

По типу перегородки выделяют следующие фильтры:

  • с зернистыми слоями (фильтр-элемент может состоять как из неподвиижных, свободно насыпанных зернистых материалов — кокс, песок, керамзит и т.п., так и представлять собой их псевдоожиженный слой).
  • с гибкими пористыми перегородками (ткани, стекловолокно, губчатая резина и т.п.)
  • с полужесткими пористыми перегородками (различные сетки, прессованные спирали, стружка и т.п.)
  • с жесткими пористыми перегородками (пористая кермика)

Наиболее распространены фильтры с гибкими пористыми перегородками. В основном используют рукавные фильтры (ткани: фланель, синтетические ткани). Предпочитают использовать синтетику: так как фильтры из хлопка применимы при температурах от 0 до 100°С, синтетику легче обслуживать, ремонтировать, монтажировать и т.п.

Стекловолокно используют при температурах от 0 до 250°С. Минус таких фильтров — их хрупкость.

Достоинства рукавных фильтров:

  • высокая эффективность (до 99%)
  • небольшая чувствительность фильтров к фракционному составу

Недостатки:

  • быстрый износ материала рукавов (что может вызывать ненадежность работы фильтров)
  • аппарат является периодически работающим (так как нуждается в регенерации встряхиванием)
  • неравномерность очистки в течение некоторого времени после регенерации
  • неравномерность гидравлического сопротивления в ходе работы фильтра

3. Туманоуловители.

Туманоуловители — это волокнистые фильтры для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей.

Различают:

  • низкоскоростные туманоуловители (0,15 м/с). Задержка капель жидкости происходит по диффузионному механизму. Отличается повышенной эффективностью (до 98%).
  • высокоскоростные туманоуловители (2 — 2,5 м/с). Задержка капель — по инерционному механизму — чем больше скорость газа, тем чаще и сильнее механический удар жидкости с волокнами. Эффективность этого типа ниже (за счет вторичного каплеуноса) — до 90%.

4. Электрофильтрация.

Эффективность — 99%. Наиболее эффективно удаляются мелкие примеси (1 — 100 мкм). 

Трубчатые электрофильтры:

В них процесс основан на ударной ионизации газа в электрическом поле (в зоне коронирующего разряда). На корпус подают положительный полюс источника тока, на проволоку — отрицательный. Энергия между электродами — 50-100 кВ. Проволока — это коронирующий электрод; корпус — осадительный электрод.

Основной процесс: передача зарядов ионов частицам примеси с дальнейшим осаждением последних на осадительных и коронирующих электродах.

В воздухе и дымовых газах подвижность отрицательных ионов выше, чем положительных, поэтому электрофильтры обычно делают с отрицательным коронирующим электродом. Время зарядки аэрозольных частиц измеряется долями секунды. Движение заряженных частиц к осадительному электроду происходит под действием аэродинамических сил и сил электрического поля.

Пластинчатые электрофильтры:

состоят из рядов пластин с проволоками.

Плюсы электрофильтров:
— высокая степень очистки для мелкодисперсных примесей
— низкое гидравлическое сопротивление аппарата
— возможность очистки горячих газов температурой до 6000С.

Минусы электрофильтров:
— сложность и высокая стоимость аппаратов
— высокий расход электроэнергии.

По величине электрического сопротивления пыль делится на:

  1. с малым удельным электрическим сопротивлением (<100 Ом·см) — они легко перезаряжаются
  2. с удельным сопротивлением (104 — 1010 Ом·см) — такая пыль лучше всего очищается электрофильтрами
  3. с сопротивлением больше 1010 Ом·см — такая пыль хуже всего задерживается в электрофильтрах (так как они медленно разряжаются на корпусе). Можно понизить удельное сопротивление частиц пыли легким увлажнением газа.