Очистка воздуха от вредных веществ

Очистка воздуха от примесей может производится как при подаче наружного воздуха в помещение, так и при удалении из него загрязненного воздуха. В первом случае обеспечивается защита работающих в производственных помещениях, а во втором – защита окружающей атмосферы.

Для очистки воздуха от твердых и жидких примесей применяют пыле- и туманоуловители. Важным показателем работы оборудования является эффективность очистки воздуха, которую определяют по формуле:

ŋ=(q₁ – q₂)/q₁, (17)

где q₁иq₂ –содержащие примеси до и после очистки, мг/м³.

Для грубой и средней очистки применяют пылеуловители, действие которых основано на использовании для осаждения частиц пыли сил тяжести или инерционных сил, отделяющих частицы примесей от воздуха при изменении скорости движения (пылеосадительные камеры) и направления его движения (циклоны, инерционные, жалюзийные и ротационные пылеуловители).

Рис. 11 Схема пылеотделителя типа «циклон»

Наибольшее применение для очистки воздуха от пыли с размером частиц более 10 мкм получили циклоны (рис. 11). Их устройство простое и эксплуатация несложная, они имеют сравнительно небольшое гидравлическое сопротивление (750 – 1000 Па), высокие экономические показатели. Циклоны длительно эксплуатируют в разнообразных условиях окружающей среды при температурах воздуха до 550К.

Рис. 12 Электрофильтры

Для очистки приточного вентиляционного воздуха от пыли и туманов применяют электрофильтры (рис.12). Работа электрофильтров основана на создании сильного электрического поля при помощи выпрямленного тока высокого напряжения (до 35 кВ), подводимого к коронирующим и осадительным электродам . При прохождении запыленного воздуха через зазор между электродами происходит ионизация молекул воздуха с образованием положительных и отрицательных ионов. Ионы, адсорбируясь на частицах пыли, заряжают их положительно или отрицательно. Пыль, получившая заряд отрицательного знака, стремится осесть на положительно заряженном электроде, а положительно заряженная пыль оседает на отрицательно заряженных коронирующих электродах. Эти электроды периодически встряхиваются при помощи специального механизма, после чего пыль собирается в бункере, откуда удаляется.

Для средней и тонкой очистки воздуха от примесей в системах приточной и вытяжной вентиляции широко используют фильтры, в которых запыленный воздух пропускается через пористые фильтрующие материалы, способные задерживать пыль. Если размер частиц пыли больше размера пор фильтрующего материала, то действует поверхностный (сеточный) эффект пылеулавливания с образованием осадка на входе в фильтрующий элемент. Если размер частиц пыли меньше размера пор, то пыль проникает в фильтрующий материал и оседает на частицах или волокнах, образующих этот материал. Такой процесс фильтрования называется глубинным. На практике обычно осуществляются одновременно оба процесса фильтрования, так как размеры частиц пыли и пор всегда обладают определенным диапазоном распределения около их средних значений.

Осаждение твердых и жидких частиц на фильтрующий элемент происходит в результате контакта частиц с поверхностью пор. Механизм осаждения частиц обусловлен действием сил инерции, гравитационных сил, броуновской диффузией в газах и эффектом касания. Для частиц размером менее 0,1 мкм определяющим является процесс диффузии, а для частиц размером более 1 мкм – силы инерции.

В качестве фильтрующих материалов применяют ткани, войлоки, бумагу, сетки, набивки волокон, металлическую стружку, фарфоровые или металлические полые кольца, пористую керамику или пористые металлы.

Важным вопросом при проектировании пыле- и туманоуловителей является возможность их использования в системах рециркуляции воздуха. В соответствии с нормами при использовании рециркуляции должны соблюдаться следующие условия: количество воздуха, поступающего извне, должно составлять не менее 10% общего количества, поступающего в помещение; воздух, возвращаемый в помещение, должен содержать не более 30% вредных веществ по отношению к их ПДК. Исходя из ПДК и обычных концентраций примесей эффективность очистки пыле- и туманоуловителей должна быть 0,9 – 0,95 и более. Очистка вытяжного вентиляционного воздуха от газо и пылеобразных примесей основана на использовании ряда физико-химических методов. К ним относятся абсорбция, хемосорбция, адсорбция, каталитическое дожигание и др.

При абсорбции происходит поглощение жидкостями паро- и газообразных примесей очищаемого воздуха. Абсорберы применяют для очистки вентиляционного воздуха, отводимого от травильных и гальванических ванн, а также при очистке технологических выбросов. Хемосорбция заключается в промывке очищаемого воздуха растворами, вступающими в химические реакции с газообразными примесями в воздухе, такими, как двуокись серы, хлор, сероводород и т.п.