Промышленное очистки технологических (аспирационных) и вентиляционных выбросов от взвешенных в них твердых или жидких частиц, газов осуществляется в специальных аппаратах и проводится для уменьшения загрязненности окружающей среды, улавливания ценных продуктов или удаление вредных примесей, которые негативно влияют на дальнейшую обработку выбросов и разрушают оборудование.
По способу очистки загрязненного воздуха различают аппараты сухой и мокрой очистки. При этом используют разные методы: механические (под действием инерционных сил), фильтрация (через ткань и пористые листовые материалы; пористую пластмассу, керамику и металлокерамику; слои из волокон, стружки, зернистых материалов и др.), физические (под действием электростатических сил, энергии акустических колебаний), химические (растворения, поглощения) и др.
Среди значительного количества существующих аппаратов для очистки filter-snab.ru загрязненного воздуха интерес представляют наиболее эффективные их конструкции, которые применяются в разных областях промышленности, в том числе и в пищевой.
Для сухой очистки вентиляционного воздуха от пыли используют инерционные пылеуловитель!, в частности циклоны (рис.9.8). — смесь подводится к корпусу циклона тангенциально со скоростью 17 .20 м/с, что обеспечивает частицам пыли на внутренней поверхности корпуса вращательное движение по спирали вниз, где они оседают и периодически удаляются, а очищенный воздух выходит в атмосферу через расположенную в центре трубу. Для очистки значительных объемов воздуха несколько циклонов монтируют в одном корпусе (батарейные циклоны или мультициклона). Циклоны применяются для грубой очистки воздуха от сухой, нелипкого и неволокнистого пыли с размером частиц более 15..20 мкм (степень очистки от пыли составляет 95…99%) и устанавливаются обычно для предварительной обработки воздуха перед аппаратами глубокого очищения, например, перед электрофильтрами. Циклоны имеют гидравлическое сопротивление 400…700 Па.
Для тонкой очистки воздуха от твердых, а в некоторых случаях — и от жидких частиц применяют фильтры.
Особенно распространенным видом пылеуловителей являются тканевые (рукавные) фильтры. В них пыль задерживается в порах гладкой или ворсистой ткани при прохождении через нее загрязненного потока (рис.9.9). Для удаления пыли, осажденного на ткани, ее периодически встряхивают и продувают воздухом.
Рукава изготавливают из натуральных материалов (хлопок, лен, шерсть) и синтетические (полиамидные, полиэтиленовые, поліакрилнітрильні волокна).
В рукавных фильтрах достигается высокая степень очистки воздуха (98…99%) от тонкодиспеосного пыли с диаметром частиц более 1 мкм. Гидравлическое сопротивление их определяется, в основном, гидравлическим сопротивлением фильтровальных тканей, которые там используются, и составляет 500..2500 Па. Рукавные фильтры предназначены для тонкой очистки воздуха от сухого обычного или волокнистой пыли.
Высокоэффективная тонкая очистка воздуха от тонкодисперсного и радиоактивного аэрозоля можно осуществлять на фильтрующих материалах из ультратонких полимерных волокон из перхлорвінілу, поліарилатів, эфиров целлюлозы и других ФП (фильтры Петрянова).
Достаточно полное очистки воздуха достигается в фильтрах из пористой пластмассы, керамики, металлокерамики. Например, с помощью металлокерамических фильтров можно отделять твердые частицы диаметром более 0,5 мкм.
Для очистки воздуха от пыли используются также кассетные фильтры (отдельные ячейки — кассеты из сеток, между которыми зажат слой стекловолокна, шлаковаты и т. п) и фильтры с насыпными слоями зернистого материала (измельченный шлак, кокс, кварцевый песок, гравий и др.).
Очень высокая степень улавливания мелкодисперсных твердых и жидких взвешенных частиц в вентиляционном воздухе можно получить при электрическом его очистке. Для очистки сухого воздуха используют преимущественно пластинчатые электрофильтры, а для отделения важковловлюючого пыли и туманов – трубчатые.
В электрофильтрах (рис.9,10) в середине металлического заземленного цилиндра установлен коронуючий электрод, к которому подведен постоянный ток напряжением 50…100 кВ. Пылинки попадают в сильное электрическое поле внутри цилиндра, приобретают отрицательный электрический заряд от коронуючого электрода и устремляются к положительному осаджу-тельного электрода, которым является цилиндр. Здесь пылинки отдают свой заряд и удерживаются на его внутренней поверхности силами адгезии. Пыль, осевшая на цилиндре, встряхивается с помощью специального механизма без прекращения подачи напряжения и воздуха и удаляется через бункер.
Электрические фильтры способны обеспечить тонкую очистку воздуха со степенью до 95%, а иногда и выше, от сухой пыли с диаметром частиц от 0,005 до 0,01 мкм. Электрофильтры имеют небольшое гидравлическое сопротивление 200 Па.
Одним из путей повышения степени очистки является обработка повітропилового потока упругими акустическими колебаниями звуковой и ультразвуковой частоты, например, с помощью вращающихся или стационарных сирен. При этом возникает коагуляция и укрупнение частиц пыли, что позволяет следующем пиловловлювачу (например, циклона или рукавному фильтру) работать с большей эффективностью.
Для среднего и тонкого слишком полного очищения загрязненного воздуха от пыли применяют мокрую очистку — промывку воздуха водой или другой жидкостью. Это осуществляется в мокрых пиловловлювачах, когда необходимо охлаждение и увлажнение воздуха и если пыль составляет отходы производства (например, зола, шлаки) или является ценным продуктом и может быть затем выделен в виде осадка или раствора при дальнейшем его использовании в технологическом процессе.
Интенсивное мокрая очистка загрязненного вентиляционного воздуха происходит в центробежном скруббере (рис. 9.11)..
Рис. 9.11 Центробежный скруббер:
1 — корпус; 2 — входной патрубок; 3 — коллектор; 4 — коническое днище; 5 — выходной патрубок; 6 — загрязненный поток; 7 — очищенный поток
Рис.9.12. Барботажно-пінявий пылеуловитель:
1 — камера; 2 — тарелка; С — подача воды; 4 — загрязненный поток;
5 — порог; 6 — суспензия уловленной пыли; 7 — очищенный поток.
Воздух поступает в корпус тангенциально, где контактирует с орошаемой жидкостью. Суспензия или раствор осажденного пыли удаляется в нижней части аппарата, а очищенный воздух – в верхней его части
При улавливании в центробежных скрубберах частиц пыли более 2 мкм степень очистки воздуха составляет 85 …95%, а их гидравлическое сопротивление находится в пределах 400. .800 Па.
В последнее время разработан эффективный способ очистки воздуха от пыли в центробежном скруббере, где вместо орошаемой жидкости используют влагу насыщенный пар. Это позволило увеличить степень очистки воздуха до 99%.
Для очистки сильно запыленных технологических и вентиляционных выбросов воздуха используют специальные конструкции пылеуловителей. В этих аппаратах жидкость, взаимодействующая с воздухом, приводится в состояние подвижной пены, что обеспечивает большую поверхность контакта между жидкостью и воздухом и соответственно высокую степень очистки воздуха от пыли.
Вода или другая промывочная жидкость (рис.9.12) поступает на перфорированную тарелку, а загрязненный воздух подается в аппарат, проходит через отверстия тарелки и барботує сквозь жидкость. При этом жидкость превращается в слой подвижной пены. В слое пены пыль поглощается жидкостью, основная часть которой (»80%) удаляется вместе с пеной через регулируемый порог сбоку аппарата. Оставшаяся часть жидкости (»20%) сливается через отверстия тарелки, улавливает в підтарілковому пространстве более крупные частицы пыли и удаляется из нижней части аппарата в виде суспензии.
В барботажно-пінявих пиловловлювачах высокую степень тонкой очистки воздуха (95…99%) от пыли с размером частиц более 0,5 мкм с их гидравлическое сопротивление составляет 300…900 Па.
Существуют другие конструкции аппаратов мокрой очистки воздуха от пыли: гидроциклоны, полые и пленочные скрубберы, скрубберы Вентури и др.
Эксплуатация аппаратов мокрой очистки связана с возможным возникновением негативных факторов. Например, вода, сталкивается с некоторыми видами пыли, может менять свои химические свойства и при поступлении в водоемы и загрязняет их.
Для очистки аспирационных и вентиляционных выбросов от вредных газов и паров применяют адсорберы и абсорберы. В адсорберах загрязненный поток пронизывает слой адсорбента из зернистого материала, который селективно извлекает и концентрирует на своей поверхности отдельные компоненты смеси газов или паров и имеет развитую поверхность соприкосновения. При этом вредные газы и пары могут быть выделены из адсорбента после его специальной обработки.
Как адсорбенты (вбирачі) используют такие вещества, как активированный уголь, силикагель, оксид алюминия, пиролюзит и тому подобное.
Существуют адсорберы периодического действия с неподвижным слоем (рис.9.13), который после насыщения уловленою веществом заменяется, и адсорберы непрерывного действия, когда адсорбент медленно перемещается через загрязненный поток, что его пронизывает. Степень очистки загрязненных выбросов воздуха в вертикальных адсорберах с неподвижным слоем повышается в результате размещения нескольких слоев с адсорбентом по высоте аппарата (колонные адсорберы).