Промишлени прахоуловители

ОВКСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 7, 2013

Праховите частици са едни от най-често отделяните вредности при протичането на редица производствени процеси. За да се предотврати тяхното разпространение с оглед опазване на здравето на хората, се предвижда изграждането на системи за тяхното улавяне.

В практиката приложение намират различни съоръжения за прахоулавяне. Сред широко използваните са циклони, скрубери, електростатични филтри, касетъчни и ръкавни прахоуловители. Тези съоръжения се считат за подходящи за улавяне както на груби, така и на фини прахови частици.

Сухи и мокри прахоуловители
Обикновено прахоуловителите се подразделят на две основни групи - сухи и мокри прахоуловители. Сухите се използват предимно при предварително пречистване на замърсените газове от по-едри прахови частици и се характеризират с не много добър пречиствателен ефект. При мокрото прахоулавяне праховите частици преминават от газовия поток в течност.

От значение за ефективното протичане на процеса са контактната област между газа и течността, относителното движение между двете фази и относителното движение между праховите частици и капките. Посредством мокрото прахоулавяне е възможно да бъдат уловени и неутрализирани агресивни газове и пари. Подходящо е и за охлаждане и очистване на горещи димни газове и е пожаро- и взривобезопасно.

Самото отстраняване на праховите частици от газовия поток е посредством диспергиране на течност, като в зависимост от начина на диспергиране на течността прахоуловителите се делят на скруберни апарати и скруберни машини, а в зависимост от начина на създаване на контактна област между прахогазовата струя и течността се подразделят на: колонни, струйни, вихрови, вентуриеви скрубери и скруберни машини.

Прахоуловителни камери и инерционни прахоуловители
Принципът на работа на прахоуловителните камери се основава на гравитационно утаяване на праховите частици. Характеризират се с незначителни хидравлични загуби и малки експлоатационни разходи. Могат да се използват за очистване на газове с температура до около 550 °С.

Сравнително добра ефективност се постига при частици с размери над 30 mm. Препоръчително е, с оглед на постигане на добър утаителен ефект, при оразмеряването на утаителните камери да се определи минималният размер на частиците, които камерата може да улови с постигане на оптимална ефективност. Влияние върху ефективността оказва и скоростта на газовия поток.

Инерционните прахоуловители се характеризират с малко по-сложна конструкция, по-малки размери и, съответно, по-висока ефективност. Отделянето на газовите частици е вследствие от рязка промяна в посоката на движение на прахогазовия поток или поради наличие на преграда.

Противотокови и правотокови циклони
Тези сухи прахоуловители се причисляват към групата на центробежните утаители. Отделянето на праховите частици е под действието на инерционните сили, възникващи при промяната на посоката на движение на потока на 180°. При постъпването на газовия поток в циклона праховите частици под действието на центробежните сили се придвижват към стената му, след което попадат в бункера на циклона, където се отделят от газовия поток.

Очистеният от прахови частици поток се връща в циклона през централната част на прахоотвеждащия отвор. Добре е да се има предвид, че ефективността на тези циклони до голяма степен се определя от размера на бункера. Ефективното улавяне на частиците зависи също и от диаметъра на циклона и скоростта на газовия поток.

Правотоковите циклони, познати и като вихрови прахоуловители, се характеризират със сравнително малки размери и възможност за обработване на големи дебити. В практиката приложение намират различни конструкции, като често срещан са многокамерните правотокови циклони.

Сред широко използваните в практиката съоръжения са и различни по конструкция въртящи се центробежни прахоуловители. Срещано решение при много замърсени газови потоци е и последователното свързване на няколко циклона.

Касетъчни, ръкавни и патронни прахоуловители
При тези прахоуловители се използват касетъчни, ръкавни или патронни филтри за задържане на праховите частици. Филтрите могат да бъдат изработени от различни материали в зависимост от вида на праховите частици, тяхната скорост и влажност. Добре е да се има предвид, че е необходимо да се предвиди периодично пречистване на филтрите.

Тези прахоуловители са сред високо ефективните и икономически изгодни решения за прахоулавяне. Характерно за тях е, че ефективността зависи от количеството натрупан прах върху филтъра, като наличието на известно количество прах повишава ефективността на филтъра. Прахоуловителите могат да бъдат с низходящо или възходящо движение на прахо-газовата смес. Като по-ефективно се счита движението в низходяща посока.
Почистването може да е механично, с обратна въздушна струя или автоматично импулсно почистване.

Скруберни апарати
Както вече бе споменато, скруберите обикновено се подразделят на: колонни, струйни, вихрови, вентуриеви скрубери и скруберни машини.
Колонните скрубери се характеризират с недобър пречиствателен ефект и се използват сравнително рядко в практиката поради честото им задръстване. Контактната повърхност са образува от диспергиране на вода върху повърхността на рашигови пръстени, сфери или други твърди елементи.

По-добра ефективност се постига при използването на струйни скрубери. При тях контактната област се образува посредством течност дюза под налягане струи течност, които се разпадат на капки. Движението на газа и водната струя е паралелно, при което се получава интензивно смесване на газа с капките.

Широко приложение в промишлеността намират вихровите скрубери, при които диспергирането на течността е вследствие от силите на триене. Конструкцията им включва воден басейн, вихрова камера и капкоуловител. Постъпващият в скрубера газов поток се насочва паралелно на водната повърхност. Вследствие на силите на триене между газовия поток и водната повърхност, част от водата се увлича и диспергира.

Попадайки във вихровата камера посоката на газовия поток се променя и се създава необходимото относително движение между капките и праховите частици. Сепарационният процес започва извън вихровата камера, където скоростта на потока намалява, по-големите капки се отделят и падат във водния басейн, а по-фините се улавят от капкоуловителя.
Широко използвана конструкция са и скруберите с въртящ се диск.

Принципът им на действие са основава на подаването на течност по оста на въртящия се диск, която се разпръсква под формата на фини капки. В зависимост от скоростта на въртене на диска могат да се получат капки с различни размери.
Този вид скрубери се считат за много подходящи за обезпрашаване на газови потоци с променлив дебит.

За едни от най-ефективните мокри прахоуловители се считат вентуриевите скрубери. При тях течността се подава в гърловината на вентуриевата тръба през дюза, разположена над гърловината или нормално на оста на тръбата в самата гърловина. Благодарение на високата скорост на газовия поток подадената течност се пулверизира.

Електрофилтри
Тези филтри се характеризират с висока ефективност и способност да улавят много фини частици. Ефективността им обикновено достига до 99%. Сред основните им предимства е възможността за работа с горещи газове и унищожаването на микробите и бактериите поради създаваното от тях електрополе. Принципът им на работа се основава на действието на електростатичните сили.

Посредством два електрода - положителен и отрицателен, се създава електрическо поле, в което праховите частици, съдържащи се в преминаващия през полето прахово-газов поток, се зареждат електрически. Заредените частици се придвижват към утаителния електрод и се събират върху повърхността му, от където в последствие се отстраняват.
Този тип филтри са сред най-често използваните съоръжения за пречистване на отпадни газове от топлоелектрически централи.

В зависимост от формата на използваните утаителни електроди електрофилтрите се делят на тръбни електрофилтри и пластинчати, като и двата вида филтри могат да работят като мокра или суха система. Мокрите електрофилтри се характеризират с по-висока ефективност в сравнение със сухите, но е добре да се има предвид фактът, че е необходимо допълнително изграждане на инсталация за обработка на отпадната вода.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top