РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ

Автор: Митина М.С., Кутняшенко И.В.
Источник: Экологические проблемы индустриальных мегаполисов: Сборник трудов научно–практической конференции. Донецк–Авдеевка — 3–5 июня 2013., — Донецк, ДонНТУ Министерства образования и науки Украины, 2014 — с.

На территории Донецкой области сосредоточена пятая часть промышленного потенциала Украины. Высокая концентрация промышленной инфраструктуры создали огромную нагрузку на биосферу. Донецкая область является регионом с критическим состоянием окружающей природной среды.

На сегодня на большинстве коксохимических предприятий Украины применяют центробежные пылеуловители, так как их эффективность достигает 92%, но большие скорости приводят к вторичному иылеуносу. Современные требования к нормам выбросов в атмосферу стремятся к более эффективной очистке.

Несмотря на постоянное совершенствование технологии и оборудование химические и коксохимические предприятиях остаются основными источниками выбросов в атмосферу.

В последнее время повышение эффективности очистки в основном достигается благодаря применению высокоскоростных аппаратов и многоступенчатых схем, а также использованию дополнительных механизмов сепарации и физико–химических методов обработки газов.

В основе работы сухих механических пылеуловителей лежат гравитационный, инерционный и центробежный механизмы осаждения. Сухие пылеуловители отличаются простотой изготовления и достаточно широко (особенно циклоны) используются в промышленности. Однако при улавливании мелкодисперсной пыли, а также при высокой входной запыленности газов эффективность улавливания пыли в этих аппаратах недостаточна.

Одним из перспективных направлений в повышении эффективности очистки воздуха на коксохимических предприятиях является циклон, в котором помимо центробежной силы используют и инерционные (рисунок 1). Такие аппараты применяются для мелкодисперсной пыли па химических предриятиях.

Запыленный газ через входной патрубок б поступает в завихритсльное устройство 2, в котором расположены определенного профиля лопатки 5, способствующие закручиванию газопылевого потока. Особое расположение входного патрубка обеспечивает сохранение высокой скорости газа до 20 м/с в верхней части аппарата в отличие от обычных циклонов.

Отделение частиц пыли в закрученном потоке происходит под действием центробежных сил в пространстве между корпусом 1 и экраном 8, установленным под завихрителем 2. Очищенный газ дважды изменив свое направление, поступает в патрубок вывода 7. Установка экрана соответствующей геометрии повышает эффективность пылеулавливания за счет лучшей аэродинамики потока в верхней части аппарата и снижает вторичный пьиеунос, предотвращая попадание отскочивших от корпуса частиц в поток очищенного газа. Отделившаяся пыль по стенке корпуса под действием силы тяжести поступает в нижнюю часть корпуса и собирается в бункер 9.

Склонность частиц пыли образовывать конгломераты, налипать на стенки аппаратов обусловлена аутогезионным и адгезионным влиянием. Аугогезия, которая относится к пылевидным материалам называю! слипаемостью, вызвана силами электрического, молекулярного и капиллярного происхождения. Сила адгезионного взаимодействия зависит как от природы пыли, параметров срсды, так и в значительной степени от состояния поверхности.

В пылеуловителях явления адгезии наблюдается в начальной стадии заиыления, когда частицы осаждаются на чистую поверхность. В дальнейшем, после образовании монослоя частиц, удержание вновь поступающей пыли обуславливается силами аугогезии. Сила адгезии мелкодисперсных частиц к стальной поверхности в несколько раз больше сил аутогезионного взаимодействия частиц. Слой частиц внутри аппарата изменяет геометрию и тем самым снижает эффективность рабочего пространства улавливания частиц.

Проблема пылевых выбросов связана е выбором пылеуловителей и обеспечением их надежности и эффективности. Для коксохимических предприятий эта проблема обусловлена недостаточным уровнем знаний физико–химических свойств пыли (дисперсность, смачиваемость, абразивность, слипаемость и т.д.), что приводит к необоснованным решениям по выбору пылеулавливающих аппаратов. Для решения этой актуальной проблемы необходимо проведение специальных исследований, которые частично проводятся в рамках курсового проекта области свойств пыли, так и в области пылеулавливания и аспирации.

Для использования пылеуловителей новой конструкции на предприятиях химической промышленности необходимо проведение исследований адгезионных свойств улавливаемых частиц и поиск материалов и покрытий, которые уменьшат адгезионное взаимодействие мелкодисперсной пыли коксохимических предприятий с внутренними поверхностями оборудования. Это позволит более эффективно использовать оборудование.