Гравітаційна та інерційна сепарація. Відцентрові пиловловлювачі. Конструкції названих апаратів, їх характеристика, принцип дії та ефективність очищення

Частина ІІІ. Інженерна екологія

Сепарація — в техніці, різні процеси розділення змішаних об'ємів різнорідних часток: сумішей твердих матеріалів, рідин різної густини, емульсій, твердих матеріалів, суспензій твердих частинок або краплинок в газі. До процесів сепарації відносяться всі методи збагачення корисних копалин, а також поділ по фазовому складу суспензій, пилогазових сумішей (знепилювання і пиловловлювання), емульсій (вода-нафта, вода-органічний екстрагент і т. д.). При сепарації не відбувається зміни хімічного складу поділюваних речовин. Сепарація можлива якщо присутні відмінності в характеристиках компонентів у суміші: в розмірах або формі твердих частинок, в їх масах, густині, коефіцієнтів тертя, міцності, пружності, змочуваності поверхні, магнітної сприйнятливості, електропровідності, радіоактивності та інших. Для відділення транспортуючих матеріалів і пороху сухим методом використовують такі способи: гравітаційний, інерційний, фільтраційний. Для підвищення ефективності пороховідділення інколи використовують концентруючі і коагуліруючи пристрої. Гравітаційна сепарація - відділення матеріалу від робочого середовища здійснюється за рахунок того, що сила гравітації відокремлюваних часток більше, ніж енергія середовища-переносника. Інерційний спосіб є домінуючим в циклонах і пороховідділювачах. Границі регулювання витрати повітря, яке подається в більшість циклонів, складають приблизно 30%. Пиловловлювач – апарат для видалення твердої фази з газового середовища. За принципом дії П. поділяють на гравітаційні або відцентрові (циклонні), рідинні, електричні тощо. Процес вловлювання пилу рідиною – це перенесення завислих часточок з газового середовища у рідинне з наступною обробкою отриманої гідросуміші. В залежності від форми контактування газової і рідкої фази у П. способи мокрого пиловловлення поділяють на три види: вловлювання у об’ємі рідини (наприклад, водяні фільтри), вловлювання плівками рідини і вловлювання розпиленою рідиною в об’ємі газу. Як П. на сушиль-них установках вуглезбагачувальних фабрик застосовують циклони батарейного типу, скрубери (мокрі пиловловлювачі), рукавні фільтри, електрофільтри. Ці ж апарати застосовують як пилогазовловлювачі сушильних та котельних установок, а також для вловлювання найдрібніших механічних частинок – пилу, що міститься у природному газі, перед подачею спожи-вачеві. Відомі також абсорбційні мокрі П., у яких для зрошування використовується пульпа відходів флотації, що забезпечує підвищення ступеня очищення димових газів від оксидів сірки та азоту. Коефіцієнт корисної дії (к.к.д.) циклонних пиловловлювачів по фракції 0-5 мкм – 83-86 %, 5-10 мкм – 94-97 %, 10-40 мкм – 98-100 %. Вищий к.к.д. мають електрофільтри (до 99%). Розроблено пиловловлювачі типу Вентурі, в яких запилене повітря очищається розпиленою водою. Різновиди пиловловлювачів Акустичний — установка, в якійпил коагулюють дією звукового або ультразвукового поля. Останнє, як правило, створюється газоструминними генераторами. У гірничій практиці застосовується установка УПЗ-3. Принцип роботи: Дія акустичного пиловловлювача базується на здатності звукових хвиль залучати до коливань дрібні частинки пилу, збільшуючи число їх зіткнень між собою. Це призводить до інтенсифікації процесів коагуляції та агломерації (укрупнення) часток пилу і випадання їх з повітряного потоку. Акустичне поле створюється зазвичай газоструминним генератором. Відокремлення укрупнених частинок може здійснюватися в окремому пиловловлювачі,наприклад, циклоні, послідовно сполученому з акустичним газоочисником.

Схема акустичного пиловловлювача: 1 - вхідний патрубок; 2 — ультразвуковий генератор; 3 — агломераційна башта; 4 — крупні частинки пилу; 5 — повітропровід; 6 — циклон; 7 - вихідний канал Камерні пиловловлювачі Камерні пиловловлювачі призначені для виділення крупного пилу (більше 100 мкм) з потоків запилених газів. Потік газу при попаданні в осаджувальну камеру, що має значно більшу площу поперечного перетину, різко знижує швидкість руху, і частинки пилу під дією сили ваги осаджуються у нижню ділянку камери, звідки вивантажуються тим або іншим способом. Очищений від крупного пилу газ виходить з камери у подальшу стадію пиловловлення. Ефективність пиловловлення цих апаратів становить 40 – 60 %. Пиловловлюючі камери дуже громіздкі, тому застосовуються обмежено (наприклад, як розвантажувальні камери барабанних сушарок).

Циклони Циклони належать до пиловловлювачів інерційного типу і призначені для вловлення пилу крупністю більше 10 мкм. Принцип дії циклонів полягає в тому, що пилогазова суміш подається по дотичній до внутрішньої поверхні циліндричної частини корпуса і рухається по ґвинтовій лінії зверху вниз. Частинки пилу під дією відцентрових сил притискаються до внутрішніх стінок циклона і під дією газового потоку і сили ваги рухаються по спіралі униз, де розвантажуються через спеціальну насадку у конічній частині циклону. Очищене від пилу повітря видаляється через осьовий патрубок у верхній частині циклона. Ефективність очищення повітря у звичайних циклонах становить 60 – 80 %. Ступінь уловлення пилу в батарейному циклоні становить 97 – 99 %.

Мультициклон – повітро- або газоочисний апарат відцентрової дії. Складається з кількох невеликих однотипних апаратів (циклонів) діаметром від 40 до 200 мм, що розміщені у спільному корпусі, мають спільний завантажувальний пристрій і спільні колектори продуктів розділення. Інша назва - батарейний циклон.

Мокрі пиловловлювачі Мокрі пиловловлювачі призначені для очищення газів від пилу при пропусканні пилогазової суміші через шар води. Мокрий пиловловлювач являє собою циліндроконічний резервуар 1 заповнений водою, через яку барботує запилене повітря, що подається по зануреній під шар води центральній трубі 2. При проходженні крізь воду газ звільняється від пилу і видаляється через патрубок 3. Пил осаджується у воді і накопичується у конічній ділянці пиловловлювача, звідки він у вигляді шламу періодично випускається через патрубок 4. Мокрі пиловловлювачі вловлюють пил крупністю до 5 мкм з ефективністю до 98 %.

Дата добавления: 2015-05-24