Расчет циклона (стр. 2 из 4)
2000 г. количество углекислого газа в атмосфере составит не менее 0,05%.
2. Работа тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди.
3. Выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фторуглеводородами из аэрозолей, которые могут привести к повреждению озонового слоя атмосферы (озоносферы).
4. Производственная деятельность.
5. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора).
6. Выбросы предприятиями различных газов.
7. Сжигание топлива в факельных печах, в результате чего образуется самый массовый загрязнитель – монооксид углерода.
8. Сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, сопровождающееся образованием оксидов азота, которые вызывают смог.
9. Вентиляционные выбросы (шахтные стволы).
10. Вентиляционные выбросы с чрезмерной концентрацией озона из помещений с установками высоких энергий (ускорители, ультрафиолетовые источники и атомные реакторы) при ПДК в рабочих помещениях 0,1 мг/м3. В больших количествах озон является высокотоксичным газом.
ОЧИСТКА ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ
Газоочистные и пылеулавливающие установки разделяют на технологические исанитарные. Установки технологической очистки – это сооружения и аппараты,включенные в технологический процесс и исключающие газовые выбросы ватмосферу. Установки санитарной очистки – это сооружения и аппараты,препятствующие вредным технологическим и вентиляционным выбросам, а такжеслужащие для возврата сырья.
В основе многих технологических методов очистки газов лежат процессывзаимодействия газов с жидкими или твердыми поглотителями, а также процессыхимического превращения ядовитых примесей в нетоксичные соединения привысоких температурах или в присутствии катализаторов. В связи с этимнаибольшее распространение при очистке газов получили абсобционные,адсокционные и каталитические методы.
Каталитический метод восстановления окислов азота применяют в несколькихсистемах получения азотной кислоты при давлении 3,5х205 Па. В схемахиспользуют отечественные марки катализаторов на основе палладированной окисиалюминия.
Среди методов очистки промышленных выбросов от сернистого ангидрида следуетназвать следующие:
· аммиачные методы, позволяющие одновременно с очисткой газов отSO2 получать сульфит и бисульфит аммония, которые используются как товарнепродукты либо разлагаются кислотой с образованием высококонцентрированной SO2и соответствующей соли;
· методы нейтрализации сернистого ангидрида, позволяющиеодновременно получать сульфиты и сульфаты, что обеспечивает высокую степеньочистки газов, но получаемые продукты имеют ограниченный спрос в народномхозяйстве;
· каталитические методы, основанные на окислении сернистогоангидрида в присутствии катализаторов с получением разбавленной сернойкислоты.
Тот или иной метод очистки от сернистого ангидрида должен быть выбран сучетом местных условий, наличия поглотителей и потребности в получаемыхпродуктах.
В зависимости от природы сил, используемых в пылеулавливающих аппаратах дляотделения частиц пыли от газового потока, их подразделяют на четыре основнегруппы:
· пылеосадительные камеры и циклоны;
· аппараты мокрой очистки газов;
· пористые фильтры;
· электрические фильтры.
Из инерционных аппаратов центробежного типа наибольшее распространениеполучили циклоны. В отечественной практике применяются различные циклоны. Приочистке большого количества газов для достижения высокой степени улавливанияпыли устанавливают группу циклонов относительно небольшого диаметра – такназываемые батарейные циклоны, состоящие из большого числа паралельноустановленных циклонных элементов, объединенных в одном корпусе и имеющихобщий коллектор для подвода, отвода газов и общий бункер для сбора пыли.
Батарейные циклоны можно устанавливать только в тех случаях, кордаулавливаемая пыль обладает достаточной сыпучестью и не смачивается. Впротивном случае элементы циклона забиваются, и работа его затрудняется.
Одним из простых и эффективных способов очистки промышленных газов отвзвешенных частиц является мокрый способ, получивший в последние годызначительное распространение в отечественной промышленности и за рубежом.
Отдельные виды таких аппаратов, например, турбулентные газопромыватели, когутбыть применены для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм. По степениочистки они могут быть не только успешно конкурировать с такимивысокоэффективными пылеуловителями, как рукавные фильтры, но и использоватьсяв тех случаях, когда рукавные фильтры нельзя применять из-за высокойтемпературы, повышенной влажности или взрывоопасности очищаемых газов.
Ваппаратах мокрой очистки газов одновременно со взвешенными частицамиулавливаются паро- и газокомпоненты.
К недостаткам мокрой очистки можно отнести необходимость обработкиобразующихся сточных вод и защиты аппаратов от коррозии при обработкеагрессивных сред, а также повышенный брызгоунос. Однако, несмотря на эти
недостатки, мокрые газоочистные аппараты с успехом применяют в химическойпромышленности и в газоочистных системах для одновременного охлаждения иувлажнения газов.
ЦИКЛОНЫ ТИПА ЦН - 15
Циклоны ЦН-15 являются наиболее универсальными и распространёнными аппаратами газоочистки, широко применяемыми для отделения пыли от газов и воздуха(в том числе и аспирационного) в самых различных отраслях промышленности; в чёрной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, промышленности строительных материалов, энергетике, деревообработке. Циклоны ЦН-15 применяются при следующих технологических процессах: сушка, обжиг, агломерация, сжигании топлива и т.д.
Циклонные аппараты вследствие дешевизны и простоты устройства и эксплуатации, относительно небольшого сопротивления и высокой производительности являются наиболее распространенным типом механического пылеуловителя. Циклонные пылеуловители имеют следующие преимущества перед другими аппаратами: отсутствие движущихся частей; надежная работа при температуре до 500 °С без конструктивных изменений; пыль улавливается в сухом виде; возможность улавливания абразивных пылей, для чего активные поверхности циклонов покрываются специальными материалами; возможность работы циклонов при высоких давлениях; стабильная величина гидравлического сопротивления; простота изготовления и возможность ремонта; повышение концентрации пыли не приводит к снижению фракционной эффективности аппарата. К недостаткам можно отнести высокое гидравлическое сопротивление, достигающее 1250—1500 Па, и низкую эффективность при улавливании частиц размером <5 мкм.
Работа циклона основана на использовании центробежных сил, возникающих при вращении газопылевого потока внутри корпуса аппарата. Вращение достигается путем тангенциального ввода потока в циклон. В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные в потоке, отбрасываются на стенки корпуса и выпадают из потока Чистый газ, продолжая вращаться, совершает поворот на 180° и выходит из циклона через расположенную по оси выхлопную трубу (рис. 1). Частицы пыли, достигшие стенок корпуса, под действием перемещающегося в осевом направлении потока и сил тяжести движутся по направлению к выходному отверстию корпуса и выводятся из циклона. Ввиду того что решающим фактором, обусловливающим движение пыли, являются аэродинамические силы, а не силы тяжести, циклоны можно располагать наклонно и даже горизонтально. На практике из-за компоновочных решений, а также для размещения пылетранспортных систем циклоны, как правило, устанавливают в вертикальном положении.
При движении во вращающемся криволинейном потоке газа частица пыли находится под действием силы тяжести, центробежной силы и силы сопротивления. Масса частицы обычно настолько мала, что ею пренебрегают, поэтому скорость частиц в циклоне без большой ошибки можно принять равной скорости вращения газопылевого потока.
Область циклонного процесса, или зона улавливания пыли, расположена между концом выхлопной трубы и пылеотводящим отверстием циклона. Часть этой зоны занимает конусный патрубок, в нем оканчивается циклонный вихрь. В цилиндрическом циклоне (без конусного патрубка) циклонный вихрь опирается на пылевой слой в бункере аппарата. При этом частицы вторично уносятся из бункера, т. е. происходит явление, аналогичное действию атмосферных вихрей на предметы, находящиеся на поверхности земли. Вторичный унос частиц возникает и тогда, когда выбран чрезмерно большой угол конусности нижнего патрубка циклона.
Бункер участвует в аэродинамике циклонного процесса, поэтому использование циклонов без бункера или с уменьшенным по сравнению с рекомендуемыми размерами бункером снижает к. п. д. аппаратов. Существенное влияние на циклонный процесс оказывает турбулентность, которая во многом определяет степень очистки. Поток, поступающий в выхлопную трубу, продолжает интенсивно вращаться. З?тухание этого вращательного движения, связанное с невосполнимыми потерями энергии, происходит сравнительно медленно.
Для устранения вращательного движения на выходе из циклона и уменьшения гидравлических потерь иногда применяют специальные устройства, например раскручиватели. Однако практический опыт показывает, что эти устройства снижают эффективность циклонов при улавливании мелкодисперсной пыли.