Воздухоочистка на предприятии и выбор пылеочистного устройства

Очистка воздуха от пыли с целью уменьшения содержания в нем пылевых частиц - сложная, но необходимая в современных условиях задача. Решение этой задачи зависит прежде всего от правильного выбора системы пылеочистки и квалифицированной эксплуатации пылеочистных устройств.

 

---

• Зачем нужна очистка от пыли
• Выбор пылеочистного устройства
• Виды пылеочистных устройств
• Расчет степени очистки воздуха пылеочистным устройством
• Другие значимые характеристики пылеочистных устройств

---

Многие производственные технологические процессы приводят к выбросу в воздух мелких твердых частиц или пыли. Пыль образуется в процессе измельчения, шлифовки, полировки, истирания, а также при транспортировке или пересыпании различных материалов.

Зачем нужна очистка от пыли

Воздух, удаляемый местными вентиляционными установками, запыленный или загрязненный ядовитыми газами или парами, необходимо очищать перед выпуском его в атмосферу. Способ очистки удаляемого воздуха от загрязнений, высота выброса и допустимые концентрации вредных веществ в нем должны соответствовать действующим нормативным документам и стандартам. Если очистка воздуха от ядовитых газов и паров технически невыполнима, то неочищенный воздух необходимо выбрасывать в высокие слои атмосферы.

Сегодня в нашей стране на многих действующих производствах существующие системы аспирации (пылеудаления) и вентиляции не справляются с задачами пылеудаления или делают это с недостаточным качеством. В основном, это происходит:

• в связи с износом действующего аспирационного и технологического оборудования,
• при подключении новых точек пыления к существующей системе аспирации, не рассчитанной на такое увеличение нагрузки.

Чтобы довести содержание пыли в удаляемом из производственных помещений воздухе до уровня, соответствующего действующим санитарным нормам, используются пылеочистные или газоочистные устройства.

Выбор пылеочистного устройства

Пылеочистное устройство выбирают в зависимости от ряда параметров, к числу которых относят: степень требуемой очистки воздуха, величину пылинок, свойства частиц пыли (пыль сухая, волокнистая, липкая, гигроскопичная и т.д.), начальное пылесодержание, а также температуру очищаемого воздуха и ценность частиц пыли.

Пылеочистные устройства делятся на:

• устройства грубой очистки воздуха,
• устройства очистки воздуха средней степени,
• устройства очистки воздуха тонкой степени.

Чтобы эффективно удалить пыль, следует знать ее классификацию. По размеру частиц (дисперсности) бывает:

• мелкая пыль (частицы менее 100 мкм в диаметре);
• средняя пыль (частицы более 100 мкм, но менее 200 мкм);
• крупная пыль (частицы более 200 мкм).

Устройства грубой очистки воздуха применяют чаще всего на стадии предварительной очистки при многоступенчатой очистке воздуха. Они задерживают главным образом частицы крупной пыли.

Устройства средней степени очистки воздуха находят свое использование в тех случаях, когда воздух выбрасывается в атмосферу, при этом остаточное содержание пыли в нем должно быть не более 150 мг/куб. м.

Устройства тонкой степени очистки воздуха применяются для обеспечения остаточного пылесодержания очищенного воздуха на уровне не более 2 мг/куб. м. Они могут задержать пылевые частицы величиной до 10 мкм. Такие устройства следует использовать как для очистки приточного, так и рециркуляционного воздуха, а также для улавливания ценной пыли (например, частиц цветных металлов, муки, цемента и т.п.).

Виды пылеочистных устройств

По принципу действия различают следующие виды пылеочистных устройств:

• Механического типа:
  • Сухие:
    • Гравитационные,
    • Инерционные,
    • Центробежные,
    • Вихревые,
    • Фильтрующие.
  • Мокрые (скрубберы):
    • Капельные,
    • Пленочные,
    • Барботажные.
• Электрического типа:
  • Сухие горизонтальные,
  • Сухие вертикальные,
  • Мокрые,
  • Двузонные.

К инерционным очистным устройствам относятся пылеосадительные камеры, в которых частицы загрязнения удаляются из потока газа под действием инерционных сил. Центробежные пылеотделители - это циклоны, мультициклоны и другие аппараты, работа которых основана на использовании сил инерции, выделении частиц пыли при изменении направления потока очищаемого газа.

Одним из самых эффективных мокрых пылеуловителей является скруббер Вентури, в котором турбулентный поток загрязненного газа пропускают через воду. При этом происходит захват каплями воды частиц пыли, коагуляции (слипание в более крупные комья) этих частиц с последующим осаждением в каплеуловителе инерционного типа.

В фильтрующих устройствах улавливание частиц пыли происходит при прохождении газа через пористые материалы. Различают тканевые (к ним относятся каркасные и рукавные фильтры), волокнистые (ячейковые, панельные, рукавные) и зернистые (ячейковые, барабанные) фильтры.

В мокрых электрофильтрах вода подается в виде пленки на осадительные электроды. Применение пылеулавливающих устройств мокрой очистки ограничивается теми случаями, когда допустимо увлажнение очищаемого газа.

Небольшая подсказка. Для эффективной очистки от пыли с размерами частиц до 4 мкм применяют главным образом рукавные фильтры и электрофильтры. Если размеры частиц лежат в диапазоне 4-8 мкм, то для очистки лучше применять циклоны с мокрой пленкой или скрубберы. Циклоны чаще всего используются для очистки от пыли с размерами частиц более 8 мкм.

Расчет степени очистки воздуха пылеочистным устройством

Существует формула, по которой можно рассчитать эффективность устройств пылеочистки. Эффективность характеризует, насколько устройство способно очистить воздух и измеряется в процентах:

N₀ = ((A₁ - A₂)/A₁)*100%,

где:

• N₀ - степень (эффективность) очистки воздуха,
• A₁ - концентрация пыли в воздухе после очистки,
• A₂ - концентрация пыли в воздухе до очистки.

При многоступенчатой очистке воздуха используют специальную формулу, в которой учитывается эффективность очистки на каждой ступени. К примеру, для двухступенчатой очистки эта формула такова:

N₀ = N₁ + N₂ - N₁*N₂,

где:

• N₀ - общая степень (эффективность) очистки воздуха,
• N₁ - степень (эффективность) очистки воздуха на первой ступени,
• N₂ - степень (эффективность) очистки воздуха на второй ступени.

Чтобы сравнить эффективность разных пылеочистных устройств, пользуются такой формулой:

N = (100% - N₁) / (100% - N₂),

где:

• N - сравнительная степень (эффективность) очистки воздуха,
• N₁ - степень (эффективность) очистки воздуха первого устройства,
• N₂ - степень (эффективность) очистки воздуха на второго устройства.

Пусть N₁ = 90%, а N₂ = 95%. Воспользуемся формулой и получим, что эффективность второго устройства в 2 раза превышает степень очистки первого. А не на 5%, как думают некоторые.

Если нужно рассчитать эффективность очистки для каждой фракции пыли, то концентрация измеряется только по исследуемой фракции. Но поскольку частицы пыли имеют разнообразную форму (шарики, палочки, пластинки, иглы, волокна и т.д.), то для них понятие размера условно. В общем случае принято характеризовать размер частицы величиной, определяющей скорость ее осаждения, - седиментационным диаметром. Т.е. фактически приводят частицы неправильной формы к некоему абстрактному шару, скорость осаждения и плотность которого равны скорости осаждения и плотности исследуемых частиц, а потом определяют диаметр этого шара и пользуются им для отнесения частиц к той или иной фракции.

Другие значимые характеристики пылеочистных устройств

Помимо эффективности очистки, при выборе пылеочистных устройств нужно учитывать и другие их характеристики. К их числу относят:

• производительность устройства (единица измерения - куб. м/ч);
• стоимость очистки воздуха (руб.);
• энергоемкость, измеряется как расход электроэнергии, требуемый на очистку 1000 куб. м воздуха (кВт*ч);
• скорость фильтрации (куб. м/кв. м);
• аэродинамическое сопротивление (Па);
• пылеёмкость (измеряется только для матерчатых и пористых фильтров), - количество пыли, повышающее сопротивление фильтра до определенной пороговой величины (г или кг).

Последние три показателя характеризуют главным образом фильтрующие устройства. Скорость фильтрации (ее еще называют нагрузкой по газу) рассчитывается, как отношение объемного расхода очищаемого газа к площади фильтрующей поверхности. Аэродинамическое сопротивление определяется как разность давлений газа на входе и на выходе в очистное устройство. А пылеёмкость равна массе пыли, которая накапливается на фильтре в промежутке между очередными процессами регенерации. Регенерацию фильтра следует проводить, когда аэродинамическое сопротивление очистного устройства возрастает в 2-3 раза от начального уровня.

---

В публикации использованы информационные материалы компании «Экофильтр».

 

Источник: TopClimat.ru