Снижение степени загрязнения окружающей среды отходами переработки хлопка (стр. 2 из 9)
Запыленный и загрязненный воздух, отсасываемый из пылящих источников, а также воздух, отработавший в пневмотранспортных установках, должен очищаться от пыли до выброса его в атмосферу. Очистка его может быть грубой, средней и тонкой.
При грубой очистке запыленный воздух очищают от пыли размером более 100μ, запыленность воздуха после такой очистки может быть более 150 мг/м3.
При средней очистке выделяют пыль размером от 10μ, и выше, запыленность воздуха после очистки не должна превышать 150 мг/м3. Такой воздух можно выбрасывать в атмосферу.
При тонкой очистке улавливают пыль размером менее 10μ, а остаточная запыленность воздуха не должна превышать 2-3 мг/м3.
1.3 Методы очистки газов от механических примесей
Методы очистки по их основному принципу можно разделить на механическую очистку, электростатическую очистку и очистку с помощью звуковой и ультразвуковой коагуляции.
Механическая очистка газов включает сухие и мокрые методы. К сухим методам относятся:
1) гравитационное осаждение;
2) инерционное и центробежное пылеулавливание;
3) фильтрация.
В большинстве промышленных газоочистительных установок комбинируется несколько приемов очистки от аэрозолей, причем конструкции очистных аппаратов весьма многочисленны.
Гравитационное осаждение основано на осаждении взвешенных частиц под действием силы тяжести при движении запыленного газа с малой скоростью без изменения направления потока. Процесс проводят в отстойных газоходах и пылеосадительных камерах. Для уменьшения высоты осаждения частиц в осадительных камерах установлено на расстоянии 40–100 мм множество горизонтальных полок, разбивающих газовый поток на плоские струи. Производительность осадительных камер П = SwО, где S — площадь горизонтального сечения камеры, или общая площадь полок, м2; wO — скорость осаждения частиц, м/с. Гравитационное осаждение действенно лишь для крупных частиц диаметром более 50-100 мкм, причем степень очистки составляет не выше 40-50%. Метод пригоден лишь для предварительной, грубой очистки газов.
Инерционное осаждение основано на стремлении взвешенных частиц сохранять первоначальное направление движения при изменении направления газового потока. Среди инерционных аппаратов наиболее часто применяют жалюзийные пылеуловители с большим числом щелей (жалюзи). Газы обеспыливаются, выходя через щели и меняя при этом направление движения, скорость газа на входе в аппарат составляет 10-15 м/с. Гидравлическое сопротивление аппарата 100 - 400 Па (10 - 40 мм вод. ст.). Частицы пыли с d < 20 мкм в жалюзийных аппаратах не улавливаются. Степень очистки в зависимости от дисперсности частиц составляет 20-70%. Инерционный метод можно применять лишь для грубой очистки газа. Помимо малой эффективности недостаток этого метода – быстрое истирание или забивание щелей.
Для очистки запыленного воздуха перед выводом его в атмосферу широко применяют центробежные пылеуловители - циклоны.
Рисунок 1.1 – Устройство конического циклона
Центробежные пылеуловители. В центробежных пылеуловителях- циклонах происходит очистка запыленного воздуха от крупной пыли (размером более 50μ). При вращении воздушного потока внутри циклона развивается центробежная сила, под воздействием которой пылевые частицы отделяются от воздуха и отбрасываются к наружной стенке. В хлопковой промышленности широко используют конические циклоны.
На рис. 1.1 показано устройство конического циклона, который состоит из входного патрубка 1, наружного полого усеченного конуса 2, внутреннего полого усеченного конуса 3, дождевого колпака с рассекателем 4 и пылевого патрубка 5. Запыленный воздух поступает в циклон через входной патрубок по касательной и приобретает вращательное движение. Центробежная сила отжимает частицы пыли к внутренней стенке наружного конуса, по которой они, вращаясь, скатываются к пылевому патрубку и выводятся в атмосферу. Воздушный поток, также вращаясь и теряя скорость, в нижней части переходит во внутренний конус и выходит в атмосферу. В нижней части циклона, в месте перехода наружного воздушного потока во внутренний конус, создается разрежение, которое препятствует выделению пыли. В результате этого разрежения через пылевой патрубок в циклон подсасывается наружный воздух, а вместе с ним может обратно поступать выделенная пыль, которая будет выбрасываться в атмосферу через внутренний усеченный конус вместе с очищенным воздухом.
Для нормальной работы циклона без подсоса наружного воздуха необходимо создать подпор воздуха на выходном отверстии за счет регулировки дождевого колпака, который в некоторой степени может уменьшить разрежение в нижней части циклона. Полное устранение подсоса в циклоне достигается герметизацией пылевого патрубка, а также устройством бункера или шлюзового затвора. Даже незначительный присос воздуха через нижнюю часть циклона резко снижает эффективность задержания пыли. При подсосе 10—15% воздуха эффективность его очистки незначительна.
Рисунок 1.2 – График зависимости пылезадерживающего эффекта циклона (D = 1800 мм) от размера частиц пыли
С увеличением скорости воздуха при входе в циклон пылезадерживающий эффект повышается. Однако с увеличением скорости увеличивается и сопротивление циклона. Оптимальной скоростью воздуха в циклонах считают 14—18 м/с.
Пылезадерживающий эффект конических циклонов зависит от свойств пыли и от размеров ее частиц.
На графике (рис. 1.2) показана зависимость пылезадерживающего эффекта циклона от размера частиц пыли, выделяющейся с отработавшим воздухом пневмотранспортной установки с крупностью частиц менее 50|х и содержанием их в пыли около 35%. Пылезадерживающий эффект при этом составляет 60—65%. Опыт работы хлопкоочистительных заводов показывает, что при очистке циклонами отработавшего воздуха с большим содержанием в нем волокнистой массы пылезадерживающий эффект доходит до 94-97%. Это объясняется тем, что пыль с воздухом по внутренней поверхности наружного конуса опускается, а вблизи пылевого патрубка воздушный поток изменяет направление. В момент изменения направления движения воздушного потока происходит захват воздухом мелких частиц пыли и вынос их из циклона в атмосферу.
Нормальная эксплуатация циклонов обеспечивает при переработке хлопка-сырца низких сортов очистку воздуха после конденсеров линтеров до 76 мг/м3 при пылезадерживающем эффекте 95—97%. При очистке воздуха после конденсеров джинов достигается такой же пылезадерживающий эффект (94-97%). Циклоны, которые обеспыливают воздух после конденсеров джинов, очищают его до санитарной нормы (150 мг/м3), если в хлопке-сырце нет лессовой пыли. Поэтому их широко применяют при обеспыливании отработавшего воздуха, отходящего от конденсеров линтеров, от местных пылеотсосов, от семяочистителей и других устройств, выделяющих волокнистую пыль.
Сопротивление циклонов потоку воздуха при скорости входа его в циклон, равной 14 м/с, составляет 460—650 Н/м2.
Конические циклоны в зависимости от производительности устанавливают одиночно или группами. При групповой установке (более двух циклонов) необходимо, чтобы направление вращения воздуха во всех циклонах было одинаковым.
Рисунок 1.3 – Схема установки циклонов с одинаковым направлением вращения воздуха
Рисунок 1.4 – Схема установки циклонов с разным направлением вращения воздуха
Схема установки циклонов с одинаковым направлением вращения воздуха показана на рис. 1.3, а с разным - на рис. 1.4. Когда несколько циклонов подключают к одному источнику запыленного воздуха, необходимо предусмотреть регулировку количества воздуха, поступающего в каждый циклон. Для этого устанавливают заслонки во входном патрубке циклона.
При работе группы циклонов, установленные в одну линию бункера их не обеспечивают отвода осаждающегося сора, поэтому сор направляют в герметически закрытый винтовой шнек, который транспортирует сорные примеси к месту их скопления.
Для улавливания запыленных частиц после пневмотранспортных систем и из системы аспирации технологических машин применяют двухсекционную многоциклонную установку.
Двухступенчатая шестициклонная установка. Такую установку применяют для очистки воздуха, отходящего от системы пневмотранспорта хлопка-сырца перед выпуском его в атмосферу.
Двухступенчатая шестициклонная воздухоочистительная система (рис. 1.5) для очистки воздуха, отходящего от систем пневмотранспорта хлопка-сырца, состоит из двух ступеней: в первой установлены два циклона диаметром 1500 мм, а во второй - четыре циклона диаметром 1000 мм. Запыленный воздух подается к циклонам первой ступени 1 со скоростью 16—18 м/с, здесь осаждается вся основная волокнистая масса и грубодисперсная пыль. Далее воздух через трубопровод 2 отсасывается из циклонов первой ступени вентилятором 3 и подается к циклонам второй ступени 4 через беззабойные рукава 5.
Рисунок 1.5 – Схема двухступенчатой шестициклонной установки
Далее воздух через трубопровод 2 отсасывается из циклонов первой ступени вентилятором 3 и подается к циклонам второй ступени 4 через беззабойные рукава 5.
Циклоны герметизированы вакуум-клапаном 6, который соединяется с циклоном через переходник 7, предназначенный для осмотра внутренней полости циклона и очистки в случае забивания пылью.