книги из ГПНТБ / Пирумов, А. И. Обеспыливание воздуха

калориферов их ребристая поверхность может быстро забиться пылью, в результате чего уменьшится теплоотдача и нарушится установленный тепловой режим помещений. Полностью очистить калориферы от осевшей пыли трудно. Ввиду указанного основ­ ные калориферы должны устанавливаться после фильтров, а предварительный (в случае необходимости) обогрев должен про­ изводиться упрощенными, легко очищающимися устройствами.

моприемник

В подавляющем большинстве случаев кратковременная рабо­ та системы в неблагоприятных погодных условиях без фильтров не может вызвать каких-либо серьезных последствий. В связи с этим при необходимости следует предусматривать обводные ка­ налы, позволяющие воздушному потоку миновать фильтры.

Электрические фильтры должны обеспечиваться водой для промывки, желательно подогретой. На время промывки и сушки фильтров с них должно сниматься напряжение, чтобы избежать пробоев и утечек тока, причем на время промывки должен от­ ключаться и вентилятор. В летнее время сушка фильтров при включенных вентиляторах происходит быстро (менее 30 мин). В зимнее время для сушки фильтров следует отключать их с по­ мощью клапанов, а при возможности подогревать воздух, напри­ мер путем устройства внутренней рециркуляции.

В заключение следует подчеркнуть, что так называемые но­ минальные пропускные способности фильтров являются предель­ ными и могут применяться в проектах только при обеспечении полного соблюдения всех требований к установке и эксплуата­ ции фильтров и, в первую очередь, при небольшом начальном пылесодержании. Запас в пропускной способности устанавливае­ мых фильтров должен приниматься с учетом ответственности со­ оружения и реальных условий работы установки. В ответствен­ ных фильтровальных установках он может доходить до 40%.

При проектировании системы воздухоснабжения необходимо учитывать влияние воздушных фильтров на ее производитель­ ность. В ячейковых фильтрах, как в масляных, так и в сухих, со­ противление фильтрующего слоя в период, предшествующий его регенерации или смене, превышает начальное сопротивление в

результате накопления пыли в 2—3 раза и более. Особенно боль­ ших значений достигает конечное сопротивление в фильтрах I класса, материал которых ввиду его ценности целесообразно ис­ пользовать как можно дольше. Под влиянием растущего сопро­ тивления фильтра производительность системы уменьшается. Границы колебания производительности зависят от вида харак­ теристики побудителя тяги. В вентиляторных системах это влия­ ние тем больше, чем положе характеристика вентилятора. Со­ кращение подачи воздуха в приточных системах и кондиционе­ рах нарушает температурный и влажностный режим помещений.

Сопротивление масляных самоочищающихся фильтров прак­ тически не изменяется, а в рулонных фильтрах приращение со­ противления автоматически регулируется так, что не вызывает слишком сильных изменений производительности.

Проектами должно предусматриваться создание необходи­ мых условий для облегчения труда эксплуатационного персо­ нала.

Для облегчения эксплуатации масляных самоочищающихся фильтров большой производительности, особенно в условиях по­ вышенной запыленности, применяют системы централизованно­ го маслоснабжения, регенерации масел и удаления шлама. Принципиальная схема такой системы, разработанной при учас­

182

предусмотрен счетчик 3, который позволяет контролировать за­ полнение ванн. Для защиты счетчика от загрязнений установлен специальный фильтр 4. При переполнении ванн 5 замасливатель по дренажному трубопроводу может стекать в отстойники 6. Залитый в ванны замасливатель используется до 7%-ного насы­ щения механическими примесями, после чего подлежит регенера­ ции и направляется на очистку в отстойники. После предвари­ тельного отстаивания замасливатель, пройдя через фильтр-пресс 7, перекачивается обратно в емкость. При длительном отстаива­ нии с подогревом необходимость в фильтрации может отпасть. Для этого 'Случая в схеме предусмотрена возможность перекачки замасливателя из отстойника непосредственно в емкость для свежего замасливателя.

В результате отстаивания индустриального, трансформатор­ ного и других аналогичных масел при температуре 70—80°С в течение 20 ч из них осаждается до 90% примесей. В фильтр­ прессе при предварительном отстаивании накапливается значи­ тельно меньше шлама, и его перезарядку можно производить значительно реже.

Загрязненный замасливатель отстаивается в отстойнике, ко­ нусная часть которого заполняется водой. Там же размещается устройство для пневматического перемешивания, что позволяет использовать отстойник для приготовления промывочного раст­ вора и для введения в замасливателя добавок.

Для обеспечения нормальной эксплуатации системы необхо­ димо предусматривать не менее двух отстойников.

Фильтрация отстоенного замасливателя осуществляется в ра­ мочных фильтр-прессах. Производительность фильтр-пресса за­ висит от вязкости жидкости, поэтому замасливатель желательно подогревать до температуры 70—80°С. В качестве фильтрующе­ го материала в фильтр-прессах применяют хлопчатобумажные ткани и фильтровальную техническую бумагу. Принимая во внимание необходимость перезарядки фильтрующего материа­ ла, следует предусматривать установку двух параллельно рабо­ тающих фильтр-прессов.

Для перекачки замасливателя по трубопроводам при его вязкости в пределах от 70 до 1850 сСт пользуются шестеренны­ ми насосами типа РЗ, а при вязкости не более 28—35 сСт — центробежными насосами. Слив замасливателя из фильтров ФШ производится с помощью насосов, входящих в комплект поставки фильтров.

Схема применима и для фильтров, работающих на полиорганосилоксановых жидкостях и водно-глицериновых растворах. Отстаивание водно-глицериновых растворов производится без использования водяной подушки, а при фильтрации нельзя (при­ менять бумагу.

183

2. ОЧИСТКА ЗАПЫЛЕННЫХ ВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ

Задачи очистки запыленных воздушных выбросов

Пыль, содержащаяся в воздушных выбросах, в зависимости от ее дисперсности либо оседает «а поверхность земли вблизи места выброса, либо разносится воздушными потоками, образуя долгоживущее зарязнение атмосферы земли. И в том, и в дру­ гом случае выбрасываемая пыль причиняет ущерб, для ограни­ чения которого необходимо стремиться к возможно более пол­ ному ее улавливанию.

Современная техника позволяет з большинстве случаев до­ стигать практически полного улавливания пыли из выбросов, од­ нако очистные установки иногда оказываются чрезмерно слож­ ными по устройству и эксплуатации. Ввиду этого требования к чистоте выбросов устанавливаются исходя из реальных возмож­ ностей техники и экономики и видоизменяются с развитием со­ ответствующих возможностей.

В большинстве стран допустимая концентрация пыли в воз­ душных выбросах вентиляционных систем ограничена величиной в 150 мг/м3, которую следует рассматривать как результат не­ которого компромисса между требованиями здравоохранения и возможностями техники. В СССР введено в практику норми­ рование допустимого содержания пыли-в вентиляционных выбро­ сах с учетом ее токсичности.

Остаточное содержание пыли в очищенных вентиляционных выбросах определяется по формуле С---Ш0/С, где С — предельно допустимая концентрация пыли в выбросе; К •— коэффициент, определяемый в зависимости от предельно допустимой концент­ рации (ПДК) той же пыли в воздухе рабочей зоны производ­ ственных помещений

При объеме вентиляционных выбросов менее 15 тыс. м3/ч ПДК пыли в выбросе, по мнению автора, целесообразно опре­ делять по формуле С— (160—4Q) К, где Q — объем выброса, тыс. м3/ч.

Пыль крупнее 10—20 мюм следует улавливать с полнотой не менее 95% ее массы независимо от ее ПДК- В приземном слое воздуха концентрация пыли не должна превышать ПДК пыли в атмосферном воздухе, установленной санитарными нормами.

184

улавливаемой пыли и очищаемого воздуха, его количеству и осо­ бенностям эксплуатации очистного оборудования. Эти условия характеризуются еще большим многообразием, чем условия очистки атмосферного воздуха. В значительно большем диапазо­ не ив самых различных сочетаниях изменяется дисперсность пы­ ли, являющаяся основным показателем для выбора пылеуловите­ лей требуемой эффективности. Возникает необходимость в уче­ те пластичности пыли, ее слииаемости и влажности.

Некоторые виды пыли способны растворяться в процессе мокрой очистки, а затем образовывать в пылеуловителях крис­ таллические отложения; другие обладают гидравлическими свой­ ствами и подобно цементу схватываются в увлажненном состоя­ нии, создавая твердые корки. Очищаемый воздух часто содержит пары и возгоны различных веществ, конденсирующихся и выпа­ дающих в процессе очистки, аэрозоли смолистых веществ и аг­ рессивные газовые примеси, разрушающие пылеуловители.

При выборе пылеуловителей обычно стремятся исходить из каталожных показателей эффективности улавливания отдель­ ных фракций пыли. Для получения этих показателей сопостав­ ляют определенные экспериментально дисперсные составы пу­ лей, содержащихся в воздухе, поступающем в пылеуловитель, и в очищенном воздухе. Этот метод не всегда дает вполне досто­ верные результаты, главным образом вследствие несовершенст­ ва методики определения дисперсного состава пыли; последнюю приходится вначале осаждать в том или ином уловителе, а за­ тем вновь диспергировать в воздушной или жидкой среде для исследования содержания в ней отдельных фракций. При этом невозможно установить, в какой мере степень искусственного диспергирования мелких фракций соответствует начальной дис­ персности, т. е. той, которую имеет данная пыль при проходе через пылеуловитель.

Развивающаяся техника исследования дисперсности пыли в потоке [121] с течением времени, несомненно, повысит точность этого метода, но пока более надежной основой для правильно­ го выбора оборудования является практика эксплуатации. Ис­ пользуя на проектируемом объекте пылеуловители, применение которых в идентичных условиях уже дало хороший эффект, можно быть уверенным в успехе [3]. Некоторую помощь при вы­ боре оборудования могут оказать данные табл. III.1 и III.2. Исхо­ дя из полного улавливания пылеуловителем, классом которого задаются в соответствии с обычно известной классификационной группой пыли по дисперсности (см. рис. 1.1), частиц размером, соответствующим размеру эффективно улавливаемых частиц, указанному в табл. III.1, и предполагая, что все частицы мень-

185

лей эффективности и сопротивления следующим образом. В сов­ ременных условиях с помощью циклонов редко можно полно­ стью удовлетворить требования к допустимому остаточному содержанию пыли в больших выбросах. Поэтому они применя­ ются преимущественно в качестве I ступени очистки. Исключе­ ние могут составлять небольшие вентиляционные выбросы (меньше 15 тыс. м3/ч), когда важно уловить наиболее крупные частицы, засоряющие территорию предприятий и нередко слу­ жащие причиной глазных травм. В таких случаях целесообраз­ но применять циклоны ЦН-45, показавшие себя в длительной эксплуатации как надежные аппараты. При наличии ограниче­ ний по высоте могут применяться циклоны ЦН-15у и при осо­

нов НИИОГаза подвержены абразивному износу [115].

В тех немногих случаях, когда, пользуясь высокоэффективны­ ми циклонами, можно обеспечить необходимую очистку воздуха при энергозатратах, равных и даже несколько больших, чем, на­ пример, в мокрых пылеуловителях, следует применять циклоны СДК-ЦН-33, а при очень жестких ограничениях по высоте циклоны СК-ЦН-34. Реже применяют циклоны УЦ и СИОТ.

Исследования показывают, что выигрыш в эффективности при применении групповых циклонов небольшого диаметра вместо больших одиночных циклонов значительно меньше, чем пред­ полагалось ранее. Этот вывод распространяется также на ба­ тарейные циклоны, более высокая эффективность которых про­ является только при хорошо организованной эксплуатации, исключающей возникновение условий для нарушения аэроди­ намической стабильности работы аппаратов. В отдельных слу­ чаях компактность батарейных циклонов и устойчивость их чу­ гунных элементов против износа оправдывает их применение и в системах вентиляции.

Инерционные пылеуловители мокрого типа. Основной задачей проектирования в данном случае является выбор наиболее прос­ той и дешевой схемы мокрой очистки. Определяющим здесь яв­ ляется расход воды и трудность удаления шлама.

До последнего времени в системах вентиляции применялись в основном пылеуловители группы, характеризующейся внеш­ ней циркуляцией воды: центробежные скрубберы ПСП-ВТИ, ЦВП, циклоны-промыватели СИОТ. Недостаточная в отдельных случаях эффективность этих пылеуловителей обусловила в пос­

187

ледние годы применение более энергоемких пылеуловителей типа Вентури.

Растут масштабы применения пылеуловителей с внутренней циркуляцией воды: ротоклонов, ПВ'М. При очистке небольших 'объемов воздуха особенно удобны в эксплуатации пылеулови­ тели этого типа со скребковыми механизмами. Они сохраняют свои преимущества также и в больших системах с оборотным водоснабжением.

Пенные пылеуловители не нашли широкого применения в системах вентиляции. Областью применения этих эффективных пылеуловителей остаются технологическая очистка и кондицио­ нирование отходящих газов, преимущественно в непрерывно ра­ ботающих газоочистных устройствах.

Тканевые пылеуловители, по видимому, с течением времени Получат более широкое применение в соответствии с их высокой

Электрические пылеуловители следует рассматривать как пы­ леуловители близкого будущего. Они обладают всеми преимуще­ ствами сухих пылеуловителей, но значительно эффективнее цик­ лонов, не требуют частой замены рабочих органов, как рукав­ ные пылеуловители, и т. п.

Конструирование пылеулавливающих установок

Вентиляционные пылеуловители, как правило, являются не­ продуктивным оборудованием, обременяющим основное произ­ водство. Вследствие этого при проектировании необходимо осо­ бенно тщательно продумывать удобство эксплуатации и ремонта этих аппаратов, учитывая их специфические особенности. Боль­ шое внимание должно уделяться подводящим и отводящим участкам воздуховодов, сбору и транспортированию уловленной пыли или шлама и тепловлажностному режиму работы пыле­ уловителей.

Подвод и отвод воздуха. Обычно пылеуловители можно уста­ навливать как на всасывание, так и на нагнетание, если этому не препятствует повышенный износ вентиляторов. Следует, од­ нако, учитывать, что при установке пылеуловителя после венти­ лятора повышается опасность загорания и взрыва горючих и взрывоопасных пылей.

Диаметр подводящих каналов должен подбираться таким об­ разом, чтобы предупредить выпадение в них пыли.

В непосредственной близости от циклонов рекомендуется из­ бегать поворотов и других местных сопротивлений на подводя­ щих участках воздуховодов, так как возникающие деформации потока распространяются на начальный участок течения в этихаппаратах и могут существенно снизить эффективность сепара-

188

ции. Допустимы повороты в плоскости, перпендикулярной оси циклонов, в направлении вращения воздуха в циклоне. С отри­ цательным влиянием деформации потока на входном участке следует считаться также при использовании скрубберов и цикло­ нов — батарейных и групповых. В последнем случае может ухудшаться распределение воздуха по циклонным элементам.

Отвод очищенного воздуха от циклонов часто производится через улиточные раскручиватели с целью совмещения поворота

Выходные отверстия воздуховодов, отводящих очищенный воздух в атмосферу, обычно снабжаются колпаками для защиты от попадания в них атмосферных осадков. Такое оформление отверстий создает дополнительное сопротивление, а сами кол­ паки быстро изнашиваются. Целесообразность установки за­ щитных колпаков следует рассматривать в каждом отдельном

дует предусматривать люки для их осмотра и очистки. Устраи­ вать дополнительные люки в корпусах пылеуловителей, кроме предусмотренных в конструкции, не следует. Герметичность пы­ леуловителей и их сопряжений с подводящими и отводящими каналами, а также герметичность разгрузочных отверстий яв­ ляется необходимым условием эффективного пылеулавливания.

Устан 1вливать регулирующие дроссель-клапаны на подводя­ щих и отводящих участках воздуховодов не следует. В группо­ вых пар ылелыных установках нескольких пылеуловителей, пред­ назначаемых для очистки периодически изменяющихся объемов воздуха, применяют запорную арматуру, при помощи которой можно отключать часть аппаратов и этим поддерживать на оп­

189

бункеров. Горючие и взрывоопасные пыли следует удалять не­ прерывно. Накопление пыли в бункерах циклонных пылеулови­ телей приводит, как это было показано в л. 3 главы III, к взму­ чиванию отложившейся пыли донным течением, а затем к полно­ му прекращению ее улавливания. Циклонные элементы забива­ ются пылью, которая, налипнув, часто продолжает держаться в них при опорожнении бункера. Аналогичные явления наблюда­ ются и в пылеуловителях других видов. Для накопления пыли под аппаратами устанавливают сборные бункера, емкость кото­ рых выбирают в соответствии с принятым режимом очистки, количеством отлагающейся пыли, ее насыпной массой и т. п. Угол наклона стенок бункера обычно составляет 55—60°. Нельзя допускать объединения общим бункером нескольких циклонов с индивидуальными вентиляторами.

Чтобы пылевыгрузочные устройства обеспечивали нормаль­ ную работу циклонов, они должны быть герметичными, в про­ тивном случае, когда бункер находится под давлением, возмо­ жен выброс пыли, а когда он находится под разрежением — подсос воздуха, что резко снижает эффективность очистки. На пылевыпускных отверстиях пылеуловителей устанавливать за­ творы не следует. Их устанавливают только на пылевыпускных патрубках бункеров. Весьма распространены барабанные за­ творы в виде лопастного колеса, вращающегося в литом корпу­ се, который крепится к фланцу пылевыпускного патрубка бун­ кера пылеуловителя. Привод механический.

Большое применение получили конусные мигалки типа ВТИ, периодически открывающиеся под давлением слоя пыли. При разрежении более 100 кгс/см2 устанавливают последовательно два затвора. Дополнительное уплотнение в данном случае дости­ гается благодаря тому, что при открытии одного из клапанов под давлением слоя пыли второй всегда закрыт и препятствует, таким образом, проходу воздуха.

Особые сложности возникают при проектировании систем во­ доснабжения и канализации мокрых пылеуловителей. Количест­ во твердых взвесей в сточных водах мокрых пылеуловителей, как правило, настолько велико, что спуск их в канализацию без отстаивания невозможен. В целях экономии воды сточные воды после очистки должны возвращаться обратно в пылеуловитель.

Впылеуловителях с форсуночным распылением воды требо­ вания к ее очистке особенно высоки из-за возможности засоре­ ния и износа форсунок.

Внекоторых случаях ограничиваются установкой отстойника непосредственно под пылеуловителем. Осветленная вода через перелив спускается в канализацию, а шлам, скапливающийся в отстойнике, периодически выгребается вручную. Эта операция, а также транспортирование полужидкого шлама представляет собой трудоемкую и грязную работу.

Весьма ответственным является устройство для спуска шла-

190