От пыли

Одним из основных направлений совершенствования техники пылеулавливания является разработка аппаратов, в которых сочетается действие нескольких механизмов очистки: инерционных, электростатических, мокрых, фильтрования и др.

Необходимо отметить, что разработка комбинированных аппаратов имеет давнюю историю и при этом наблюдается два основных подхода:

1) механическое соединение двух различных аппаратов, что не всегда позволяет полностью реализовать возможности каждого аппарата;

2) разработка конструкций, в которых оптимизируются размеры аппаратов для более полного использования каждого эффекта (механизма)[18].

Примером механического сочетания двух разных аппаратов являются комбинации: прямоточные или противоточные циклоны с электрофильтром, батарейный циклон с электрофильтром, скруббер Вентури и электроосадитель, скруббер в комбинации с электрофильтром или рукавным фильтром, ионизатор и скруббер Вентури с переменным сечением горловины, пылеосадительная камера и электрофильтр т.д.

Все перечисленные комбинированные аппараты, несмотря на ряд преимуществ, обладают существенным недостатком, вытекающим из самой постановки задачи при их разработке: объединены два разных аппарата, эффективная работа которых возможна при выполнении зачастую противоположных условий. Например, в то время как циклон требует больших скоростей газа, электрофильтр работает при сравнительно малых скоростях, поле скоростей по сечению аппарата должно быть по возможности равномерным. Примирить эти противоречия весьма трудно.

Гораздо больший эффект можно получить при оптимальном сочетании разных механизмов осаждения или улавливания пыли в одном комбинированном аппарате.

Известна конструкция аппарата, представляющего комбинацию рукавного фильтра с трубчатым электрофильтром. Внутри рукава размещен коронирующий электрод – провод с отрицательным потенциалом. В режиме фильтрации отрицательно заряженные частицы пыли накапливаются на ткани. Регенерация осуществляется импульсной продувкой. Фильтровальная ткань тефлон, стеклоткань, номекс. Достоинством аппарата является высокая скорость фильтрации, при этом сокращаются площадь и объем аппарата. Эффективность очистки достигает 99,99% для частиц размером 1,6–40 мкм.

К такому типу аппаратов можно отнести и современный центробежный электрофильтр с заземленным корпусом в виде циклона, внутри которого размещены коронирующий и сетчатый осадительный электроды, изолированные от корпуса (рис.60) [9]. Внизу корпуса имеется патрубок для отвода очищенного воздуха. Заряженная частица движется от коронирующего электрода к сетчатому. Если частица пройдет сквозь сетчатый электрод и окажется между ним и заземленной стенкой циклона, то на нее действует обратная по направлению сила, которая возвращает частицу к сетчатому электроду. На сетчатом электроде образуется тонкий стабилизированный слой частиц, увеличения которого не происходит из-за интенсивного обдува газовым потоком. Основная масса частиц концентрируется в газовом объеме, находящемся в зоне сетчатого электрода. Выделенные таким образом частицы удаляются из электрофильтра путем отсоса сконцентрированной пыли через щель между корпусом и патрубком для очищенного воздуха.

Эффективность мокрых аппаратов при улавливании субмикронных частиц пыли может быть существенно увеличена путем предварительной зарядки взвешенных частиц, которые при этом значительно укрупняются за счет коагуляции.

Проводятся исследования, направленные на использование магнитного поля в циклонах. Известно, что на движущиеся заряженные частицы в магнитном поле действует сила Лоренца. Благодаря этой силе частица пыли может быть скорее выведена из газового покоя и уловлена. Установлено, что магнитное поле наиболее эффективно действует при улавливании ферромагнитных частиц пыли.

Разработан ТТЭФ – трехпольный электрофильтр, в котором электростатическое осаждение пыли сочетается с инерционным – происходит резкое искривление траектории движении газового потока. Это мокрый фильтр, применяемый для очистки воздуха приточных систем. В первом поле происходит коронный разряд, во II и III – очистка осуществляется без коронного разряда. Скорость движения воздуха достигает 12–15 м/с. При начальной запыленности 0,2г/м³ аппарат обеспечивает выходную концентрацию на уровне, сравнимом с ПДК [18].

Еще одним из направлений, обеспечивающих повышение качества очистки газов от пыли, является их кондиционирование перед очисткой.

При этом параметры газа и характеристики пыли изменяются таким образом, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия для улавливания пыли в очистных аппаратах. К таким мероприятиям относятся предварительное охлаждение газа, его увлажнение, ультразвуковая обработка, вызывающая укрупнение частиц пыли – коагуляцию и др.