🗊Презентация Защита атмосферного воздуха от выбросов загрязняющих веществ

Дисциплина: Проектирование сиcтем обеспечения техносферной безопасности Тема: Защита атмосферного воздуха от выбросов загрязняющих веществ

Литература 1. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. –2-е изд. перераб. и доп. М.: Химия, 1989. – 512 с. 2. Техника защиты окружающей среды: учеб. пособие для вузов / Н. С. Торошечников, А. И. Родионов, Н. В. Кельцев, В. Н. Клушин. - М.: Химия, 1981. - 368 с. 3. Кавецкий Г.Д., Васильев Б.В. Процессы и аппараты пищевой технологии. 2-е изд. переаб. и доп.. М.: Колос.2000. 552с. 4. Техника и технология защиты воздушной среды: учеб. пособие для студ. вузов. - М. : Высшая школа, 2005. - 391 с. 5. Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков: учеб. пособие для студ. вузов / Д. А. Кривошеин, П. П. Кукин, В. Л. Лапин и др. - М.: Высшая школа, 2003. - 344 с. 6. Защита окружающей среды от техногенных воздействий: учеб. пособие для вузов / под общ. ред. Невской Г.В. - М.: Изд-во МГОУ, 1993. - 216 с. 7. Охрана окружающей среды: учебник для техн. спец. вузов / С. В. Белов, Ф. А. Барбинов, А. Ф. Козьяков и др.; под ред. С.В. Белова. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Высшая школа, 1991. - 319 с. 8. Инженерная экология и экологический менеджмент/ Под ред. Н.И.Иванова. М.:Логос, 2002-528с. 9. Аникеев В.А. Технологические аспекты охраны окружающей среды / В. А. Аникеев, И. З. Копп, Ф. В. Скалкин. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 255 с. 10. Коузов П. А. Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности. - Л.:Химия,1982. - 256с 11. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. - М. : Химия, 1983. - 288 с. 12. Разумовский Э. С. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных пунктов . - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Стройиздат, 1986. - 175 с.  13. Виглин В. Е. Очистка воздуха и вентиляция на предприятиях радиоэлектронной промышленности: учеб. пособие для вузов / МИЭМ. - М. : Изд-во МИЭМ, 1987. - 91 с. 14. Панин В.Ф. Экология для инженера: учеб.-справ. пособие / В. Ф. Панин, А. И. Сечин, В. Д. Федосова. - М.: Ноосфера, 2001. - 282 с. 15. Петров В. В., Королев А.Н. Программа, индивидуальные задания и контрольные вопросы по дисциплине "Техника защиты окружающей среды".– Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2006. – 19с. №4049

Классификация методов очистки от туманов и пылей и их свойства Отходящие газы, содержащие взвешенные твердые (жидкие) частицы - двухфазные системы, аэрозоли. Аэрозоли разделяют на пыли, дымы, и туманы. Пыли содержат твердые частицы размером от 5 до 50 мкм, а дымы — от 0,1 до 5 мкм. Туманы состоят из капелек жидкости размером 0,3—5 мкм. Газовые выбросы классифицируют: по организации отвода и контроля: — на организованные и неорганизованные; по температуре: — на нагретые (температура газопылевой смеси выше температуры воздуха) и холодные; по признакам очистки: — на выбрасываемые без очистки (организованные и неорганизованные) и после очистки (организованные).

Основные свойства пылей. Основные свойства пылей. Плотность частиц; Дисперсный состав частиц характеризуется двумя параметрами: - медианным диаметром частиц (диаметр частиц пыли, при котором масса всех частиц с размером менее d50) составляет 50 % общей массы пыли). - дисперсией σ (или показателем полидисперсности пыли). Дисперсия характеризуется углом наклона линии дисперсного состава к оси абсцисс и определяется из выражения: - где d16, d84 - диаметры частиц, при которых масса частиц, меньших d16 и d84, составляет соответственно 16 и 84 % общей массы пыли.

Основные свойства пылей. Основные свойства пылей. Слипаемость пыли; Адгезионные свойства; Абразивность частиц; Смачиваемость частиц; Гигроскопичность частиц; Электрическая проводимость слоя пыли; Электрическая заряженность частиц;

Основные свойства пылей. Основные свойства пылей. Способность частиц пыли к самовозгоранию и образованию взрывоопасных смесей с воздухом;

Эффективность улавливания Эффективность улавливания Эффективность очистки η где Gч′, Gч″ – массовый расход частиц пыли, содержащейся в газах, соответственно поступающих и выходящих из аппарата, кг/с. Фракционная эффективность: η фр = [Фвх - Фвых (1 - η)]/Фвх, где Фвх, Ф вых - содержание фракции выли в воздухе соответственно на входе и выходе пылеуловителя, %. Полная эффективность аппаратов Суммарную степень очистки газов η, достигаемую в нескольких последовательно установленных аппаратах

Очистка газов в сухих пылеуловителях (пылеосадительные камеры) Очистка газов в сухих пылеуловителях (пылеосадительные камеры) l = h∙vгг/vгв Пылеосадительные камеры: Многополочная пылеосадительная камера: а - полая: б - с горизонтальными полками; в, г - с вертикальными перегородками: 1 - входной патрубок; 2 - выходной / - запыленный газ; // - очищенный газ; /// - пыль; патрубок; 3 - корпус; 4 - бункер 1 - корпус; 2 - бункер; 3 - штуцер для удаления; взвешенных частиц 4 - полки; 5 - перегородки. При работе с химически агрессивными газами внутренняя поверхность камеры обрабатывают специальным покрытием. .

Очистка газов в сухих пылеуловителях (инерционные пылеуловители) Очистка газов в сухих пылеуловителях (инерционные пылеуловители) Инерционные пылеуловители: а – камера с перегородкой; б – камера с расширяющимся конусом; в – камера с заглубленным бункером; г - камера с плавным поворотом газового потока; д – камера с боковым отводом газа. г д

Расчет пылеосадительной камеры (ПОК). Расчет пылеосадительной камеры (ПОК). Скорость газа в данных камерах от 1.5 до 2 м/с. Камеры пригодны для улавливания частиц не менее 40-50 мкм. Степень очистки не превышает 40 - 50 %. Алгоритм расчета Рассчитать скорость осаждения частиц Ʋч, которая определяется по диаграммам или рассчитывается по формуле Стокса. Для частицы, имеющей форму шара Ʋч равна - где q- ускорение свободного падения, q= 9,81 м/с2; ч -плотность частицы, кг/м3; dч-диаметр частицы; μг-динамическая вязкость воздуха (газа), Па • с; τр- время релаксации частицы, с. 2. Основываясь на найденном значении Ʋч выбрать скорость газа в ПОК – Ʋпок. 3. Зная расход загрязненного воздуха найти Vr-объемный расход загрязненного газа, м3/с. 4. Зная Vr и диаметр подводящей трубы dтр найти Ʋг. Далее зная Ʋпок найти площадь ПОК Sпок =B∙Н с помощью уравнения непрерывности Ʋг ∙S тр = Ʋпок ∙ Sпок и выбрать B и Н. 5. На основе известной высоты камеры Н и Ʋч рассчитать время осаждения частицы в камере τос. 6. Выбрать время пролета частицы (продолжительность прохождения газами камеры) τ исходя из условия: τ>τр. 7. Рассчитать длину камеры L используя выражение 8. Рассчитать эффективность очистки ПОК. Эффективность камеры определяется по отношению h/H, если h>H, то все частицы обладающие скоростью осаждения Vч будут улавливаться в камере: η=h/H=(Vч*L*B)/Vг= =(Vч*L)/(Vг/B), где h- путь, который пройдет частица под действием силы тяжести :h = Ʋч * τ. Если рассчитанная эффективность ПОК больше 50%, то принять η=50%. 9. Начертить эскиз камеры, рассчитать объем бункера для сбора пыли и периодичность его очистки.

ЦИКЛОНЫ (Осаждение под действием центробежной силы) Скорость осаждения vс под действием центробежной силы Fw, создающей скорость вращения потока вокруг неподвижной оси vбольше, чем скорость Vч при гравитационном осаждения, в (v/r•g) раз (v (м/с)); r — радиус вращения потока, м. Запыленный воздух вводится тангенциально во входной патрубок (4) циклона, представляющую собой закручивающий аппарат. Сформировавшийся здесь вращающийся поток опускается по кольцевому пространству, образованному цилиндрической частью циклона (3) и выхлопной трубой (5), в его конусную часть (2), а затем, продолжая вращаться, выходит из циклона через выхлопную трубу (1) – пылевыпускное устройство. Скорость осаждения частицы: Достоинства: 1) отсутствие движущихся частей в аппарате; 2) надежность работы при температурах газов вплоть до 500°С (для работы при более высоких температурах циклоны изготовляют из специальных материалов); 3) возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов специальными покрытиями; 4) улавливание пыли в сухом виде; 5) почти постоянное гидравлическое сопротивление аппарата; 6) успешная работа при высоких давлениях газов; 7) простота изготовления; 8) сохранение высокой фракционной эффективности очистки при увеличении запыленности газов. Недостатки: 1) высокое гидравлическое сопротивление: 1250—1500 Па; 2) плохое улавливание частиц размером <5 мкм; 3) невозможность использования для очистки газов от липких загрязнений.

Эффективность циклонов: Эффективность циклонов: а — отечественные данные: 1 — циклон СК-ЦН-34; 2 — циклон ЦН-11: 3 — циклов ЦН-15; 4 — циклон ЦН-24: б — зарубежные данные: 1 —высокоэффективные циклоны; 2 — высокопроизводительные циклоны. Поток запыленного воздуха входит в корпус циклона обычно со скоростью 14—20 м/с. Типы циклонов Батарейный циклон 1- корпус; 2,3 -решетки; 4-патрубок для ввода запыленного газа; 5- элементы ; 6 – патрубок для вывода очищенного газа; 7 –конусное днище

Оценочный расчет параметров циклонов НИИОГАЗ Оценочный расчет параметров циклонов НИИОГАЗ

Для расчета циклонов необходимы следующие данные: Для расчета циклонов необходимы следующие данные: - расход газа (воздуха), подлежащего очистки при рабочих условиях, V, м3/с; - плотность газа при рабочих условиях ρг, кг/м3; - динамическая вязкость газа при рабочей температуре μг, Па∙с; - дисперсный состав пыли, который задается двумя параметрами: dm и lgσч: dm – такой размер пыли, при котором количество частиц крупнее dm равно количеству частиц мельче dm ; lgσч – среднее квадратическое отклонение в функции распределения частиц по размерам; - запыленность газа Cвх, г/м3; - плотность частиц пыли ρч, кг/м3; - требуемая эффективность очистки газа ε, %. Расчет циклонов выполняется в такой последовательности: 1. Задаются типом циклона. По таблице определяют оптимальную скорость газа в аппаратуре υопт. 2. Определяют необходимую площадь сечения циклона, м2: S=V/ υопт. 3. Определяют диаметр циклона, м, задаваясь количеством циклонов N: D=(S/0,785*N)0,5. Диаметр циклона округляют до табличных величин. 4. Вычисляют действительную скорость газа в циклоне. Скорость газа в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15%. v=V/0,785*n*D2. 5. Принимают по таблицам коэффициент гидравлического сопротивления для данного циклона. Для циклонов НИИОГаз вносят табличные поправки. 6. Определяют потери давления в циклоне, Па, по формуле. Если потери ΔР приемлемы, переходят к определению эффективности очистки газа в циклоне. 7. Приняв из таблиц значения dт50 и lgσтч для табличных условий, определяют значения d50 при рабочих условиях (диаметре циклона, скорости потока, плотности пыли, динамической вязкости газа) по уравнению 8. Определяют параметр x по формуле 9. По таблицам определяют значение Ф(x), которое представляет собой эффективность очистки газа, выраженную в долях единицы. Полученное значение сравнивают с требуемым. Если оно меньше требуемого, принимают другой циклон и рассчитывают его.

Сравнительная характеристика циклонов

Сравнительная характеристика циклонов

Очистка газов в фильтрах Очистка газов в фильтрах

Ячейковый масляный фильтр Фя: Ячейковый масляный фильтр Фя: 1 — ячейка; 2 — установочная рамка; 3 — защелка. Панели для установки фильтров типа Фя: а — плоская; б — V-образная/ ФяР – металлические сетки; ФяВ – винипластовые; ФяП – пенополиуретановые; ФяУ – стекловолокнистые

Рукавные фильтры. Рукавные фильтры. В рукавных фильтрах очистка воздуха от пыли производится путем его фильтрации через ткань, сшитую в виде отдельных рукавов и встроенную в герметичный корпус фильтра. Очищаемый воздух отсасывается из фильтра и выбрасывается в атмосферу (см.схему). Рукава периодически очищаются от осаждающейся на них пыли путем встряхивания с помощью специального механизма и обратной продувки. Схема рукавного фильтра:1 - входной патрубок; 2 - рукав; 3 - подвеска рукавов; 4 - встряхивающий механизм; 5 - выходной патрубок; 6 – бункер. При невысоких концентрациях пыли в очищаемых газах рукавные фильтры являются единственной ступенью очистки, а при высоких концентрациях перед ними устанавливают циклоны. При работе в нормальном режиме сопротивление нагнетательных фильтров составляет до 2 кПа, всасывающих - до 6 кПа. Методы регенерации тканевых фильтров: а) с импульсной продувкой каждого каркасного рукава (ФРКИ и др.). Регенерация осуществляется под действием импульсов сжатого воздуха и без отключения секций; б) с комбинированным устройством регенерации - механическим встряхиванием и обратной посекционной продувкой (ФРУ и др.) в) с обратной посекционной продувкой (ФР и др.) г) с регенерацией механическим встряхиванием (ФР-6П и др.). Регенерация рукавов осуществляется вручную или с помощью электромеханического устройства.

Расчет рукавных фильтров Расчет рукавных фильтров Расчет рукавных фильтров производят в следующем порядке. - Определяют необходимую площадь фильтрации, м2, по формуле: S = Q / q + Sc где Q - расход очищаемого воздуха, м3/ч ; q - удельная воздушная нагрузка, м3/ м2.ч; Sc - площадь ткани регенерируемой секции, м2. Находят требуемое число рукавных фильтров по формуле: n = S / S1 где S1- суммарная площадь ткани рукавов в одном фильтре, м2. Гидравлическое сопротивление фильтров определяют по формуле: где В - коэффициент, равный 0,13-0,15 (большее значение принимается для более дисперсной пыли); Qв - расход воздуха на 1 м2 ткани рукавов, м3/ч; n - принимается равным 1,2-1,3 (меньшее значение принимается для более дисперсной пыли). Периоды работы фильтра между регенерацией, встряхиванием или продувкой ориентировочно определяют в зависимости от входной запыленности газов:

Технические показатели рукавных фильтров Технические показатели рукавных фильтров

Очистка газов в мокрых пылеуловителях Очистка газов в мокрых пылеуловителях Основными видами мокрых пылеуловителей являются: — полые промыватели (полые скрубберы и др.); — насадочные скрубберы; — барботажные и пенные аппараты; — аппараты ударно-инерционного действия (ротоклоны); — аппараты центробежного действия; — скоростные аппараты (СПУ Вентури). Достоинства: 1) небольшая стоимость и более высокая эффективность улавливания взвешенных частиц; 2) возможность использования для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм; 3) возможность очистки газа при высокой температуре и повышенной влажности, а также при опасности возгораний и взрывов очищенных газов и уловленной пыли; 4) возможность наряду с пылями одновременно улавливать парообразные и газообразные компоненты. Недостатки: 1) выделение уловленной пыли в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод, т. е. с удорожанием процесса; 2) возможность уноса капель жидкости и осаждения их с пылью в газоходах и дымососах; 3) необходимость защиты аппаратуры антикоррозион-ными материалами при очистке агрессивных газов.

Очистка газов в мокрых пылеуловителях Очистка газов в мокрых пылеуловителях Скрубберы — мокрые пылеуловители с корпусом в виде вертикальной колонны, полые или с насадкой. В полом скруббере скорость пылегазового потока Находится обычно в пределах 0,8—1,2 м/с. Для распыления воды применяют форсунки различных типов, например, эвольвентные ВТИ. Диаметр зоны орошения одной форсунки принимают в пределах 500 мм. Из этих условий определяют число форсунок, устанавливаемых в скруббере. Эффективность очистки в скруббере зависит от дисперсности пыли, размера капель, скорости их падения, расхода жидкости, скорости пылегазового потока. В полом скруббере удельный расход жидкости находится в пределах 2—2,5 л/м3, гидравлическое сопротивление 220— 250 Па. Степень очистки 92-90%. Для частиц размером d > 10мкм.

Очистка газов в мокрых пылеуловителях Очистка газов в мокрых пылеуловителях Если очистка газа сопровождается его охлаждением применяют насадочные скрубберы

Очистка газов в мокрых пылеуловителях Очистка газов в мокрых пылеуловителях Центробежные скрубберы и циклоны с водяной пленкой ЦВП

Очистка газов в мокрых пылеуловителях Очистка газов в мокрых пылеуловителях Скоростные пылеуловители с трубой Вентури

Очистка газов в мокрых пылеуловителях Очистка газов в мокрых пылеуловителях Пылеуловители ударно -инерционного действия

Очистка газов в мокрых пылеуловителях Очистка газов в мокрых пылеуловителях Мокрые пылеуловители РИСИ (РГСУ)

Очистка газов в мокрых пылеуловителях Очистка газов в мокрых пылеуловителях Тарельчатые газопромыватели (барботажные, пенные).