Проектирование технологических процессов очистки промышленных выбросов

Технологический процесс очистки промышленных выбросов включает следующие стадии:

1. Отбор газов или воздуха от источника выделения вредных веществ. Эта

стадия определяет количество выбросов, содержание в них вредных ве­ществ и в определенной мере приведенные затраты на очистку выбросов. Действительно, если на этой стадии удается эффективно отобрать образующиеся вредные вещества пыли от источника выделения, т. е. локализовать выбросы, с одновременным обеспечением установленных значений ПДК в рабочей зоне, то приведенные затраты на очистку будут, как прави­ло, меньшими. И наоборот, если отбор производится неэффективно и выб­росы, разбавленные воздухом, поступают на очистку в большом количестве, то для их очистки потребуется применение аппаратов больших размеров и, как следствие, приведенные затраты будут выше. Эффектив­ность отбора (отсоса) газов и воздуха зависит от степени конструктивного совершенства применяемых для этой цели укрытий открытого, полузакрытого и закрытого типов (см. § 3.1) и скоростей отбора.

2. Подготовка промышленных выбросов к очистке. Обычно газообраз­ные выбросы имеют различные физико-химический состав и технологи­ческие параметры в зависимости от реализуемого процесса. Газоочистные же аппараты рассчитаны на работу в строго определенных технологических режимах (температура и влажность газов, концентрация, дисперсность, фи­зико-химические свойства вредных веществ и др.), которые колеблются в довольно узком диапазоне. Поэтому для обеспечения эффективной очист­ки газов желательно в каждом конкретном случае осуществить подготовку газов путем их предварительной обработки с таким расчетом, чтобы техно­логические параметры газов соответствовали оптимальным характеристикам газоочистных аппаратов, в которых они будут подвергаться очистке.

Только в том случае, когда каждый аппарат, входящий в состав системы очистки газов, будет работать в оптимальном режиме, на который он рас­считан, можно добиться высокой эффективности, надежности и рентабель­ности газоочистки.

Подготовка газов к очистке от взвешенных частиц обычно производится в следующих направлениях: объединение выбросов от группы оборудования, с подключением отдельных ответвлений к сборнику-коллектору; подвод очищаемых газов или воздуха к газоочистному аппарату с обеспе­чением равномерного их распределения по сечению; охлаждение газов; укрупнение частиц пыли с помощью различных механизмов коагуляции; снижение концентрации взвешенных частиц посредством предваритель­ной очистки газов в простых неэнергоемких аппаратах; увлажнение газов.

3. Газоочистка. При выборе газоочистного оборудования учитывается большое количество показателей, наиболее важным из которых является требуемая эффективность очистки газа. От нее во многом будет зависеть стоимость очистки газа, ведь каждый последующий процент повышения степени очистки газа достигается все более дорогой ценой.

В общем виде возрастание стоимости очистки газов от пыли в зависи­мости от степени очистки газа характеризуется следующим уравнением:

1-η = e^р, (10.1)

где Р— стоимость пылеулавливающей установки.

Отсюда следует, что для улавливания, например, 90 г пыли из содер­жащихся в исходном газе 100 г (η = 0,9), нужна установка стоимостью P рублей, для доулавливания следующих 9 г пыли (η = 0,99) нужна установ­ка стоимостью 4Р, следующих 0,09 г (η = 0,999) — установка стоимостью 40Р и т. д.

Таким образом, для улавливания 1 г пыли на конечной стадии пыле-

4Р∙90 улавливания требуется затрат в раз больше, чем для улавливания 1 г пыли в начальной стадии.

Требуемая степень очистки выбросов ηдолжна определяться по фор­муле

(10.2)

где М— массовый поток выброса, г/с.

Если для источника выбросов ПДВ не установлено, то требуемая сте­пень очистки может быть установлена: для источников, загрязняющих воздух в жилой застройке:

(10.3)

для источников, загрязняющих воздух на территории промышленной площадки:

(10.4)

где C_max — максимальная приземная концентрация, рассчитываемая в соот­ветствии с ОНД-86 (уравнения (2.4), (2.5) для высоких источников).

Если для расчета ηпо вышеуказанным формулам нет необходимых [данных, то ее величина может быть определена лишь ориентировочно и только для источников, загрязняющих в основном воздух на территории промышленной площадки. При этом определяется допустимое содержание вредных веществ С _доп в выбросах, мг/м³:

С =100 к, (10.5)

доп где к — коэффициент, принимаемый в зависимости от ПДК _з:

ПДК_р.з < 2 2—4 4-6 > 6

к 0,3 0,6 0,8 1

Если объем выбросов менее 15 000 м³/ч, то концентрацию допускается

принимать несколько большей:

С_доп = (160-4V) k, мг/м³, (10.6)

где V — объем выброса, тыс. м³/ч.

После нахождения С_доп можно ориентировочно определить η_тр:

(10.7)

да С — концентрация загрязняющего вещества в выбросах.

Эффективность очистки воздуха, возвращаемого для рециркуляции, должна быть выбрана с таким расчетом, чтобы концентрация вредных ве-цеств в воздухе, поступающем в помещение, не превышала 30% ПДК тех же вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Схемы с рециркуляцией, на первый взгляд, требуют больших приве­денных затрат, чем схемы с направлением очищенных выбросов в атмос­феру. Однако следует учитывать возможную, при внедрении схем с рецир­куляцией, экономию энергии, расходуемую на подогрев наружного приточного воздуха в холодные периоды года, что может быть весьма важ­ным для крупных по объему производственных помещений. В настоящее время схемы газоочистки с рециркуляцией очищенного воздуха получили некоторое распространение в системах местной вентиляции только в виде индивидуальных пылеулавливающих установок (агрегатов) малой произво­дительности в таких процессах и операциях, как обработка металлов и не­металлических материалов режущим и абразивным инструментом, автоматическая электросварка.

|При решении следующего после определения требуемой степени очи­стки важнейшего вопроса технологии газоочистки — выбора числа ступеней очистки и типов газоочистных аппаратов — следует ориентироваться, главных образом, на выбор унифицированных аппаратов, на которые име­ются отработанные типовые чертежи. Особенно это важно при необходимости и возможности изготовления аппаратов непосредственно на предприятиях.

Выбор газоочистного устройства обусловлен, кроме требуемой степени очистки, размером улавливаемых частиц (для пылеулавливающих устройств), физическими и химическими свойствами вредных веществ. Так, при улавливании пылей из выбросов, содержащих взрывоопасные газообразные смеси, приходится в ряде случаев отдавать предпочтение мокрым способам очистки, а при улавливании пылей, склонных к электризации, требуется устанавливать предохранительные мембраны на газоходах и воздуховодах, ограничивать объем бункеров — сборников уловленной пыли.

Важнейшим критерием выбора является стоимость очистки. Аппаратурно-технологическая схема очистки газов должна компоноваться из таких аппаратов, которые при работе в оптимальных условиях обеспечивают необходимую степень очистки при минимальных затратах на очистку 1000 м' газа (удельная стоимость очистки). Удельная стоимость складывается из стоимости оборудования и стоимости помещения, занимаемого установкой, из стоимости электроэнергии, воды и расходов на ее очистку (при мокрой газоочистке), из зарплаты, расходов, связанных с удалением уловленного материала, из стоимости затрачиваемых материалов и др.

Ниже приведены данные о расходах энергетических ресурсов (электроэнергии и воды) на очистку 1000 м³ технологических выбросов от пыли

Дата добавления: 2014-12-16