Промислова екологія - Апостолюк C.O. - Акустичні пиловловлювачі

Основним елементом цих пиловловлювачів є пластинчаста решітка, пластинки якої розміщаються під кутом до напрямку потоку повітря. Решітка встановлюється так, щоб потік запиленого повітря, що обтікає її, ділився на тоненькі струмені. Кожний із струменів здійснює поворот, при якому крупні частинки пилу під впливом сил інерції вдаряються в пластинки. Пружні частинки відбиваються від пластинок під кутом, близьким до кута падіння, і не проходять через жалюзі, а, відскакуючи, збільшують концентрацію в основному потоці, який відводиться із апарата в циклон. Менш пружні частинки пилу, що рухаються під великим кутом до лінії жалюзі, втягуються потоком і таким чином залишаються в очищеному повітрі. Як бачимо з описаного механізму, ефективність жалюзійних пиловловлювачів залежить не тільки від розмірів, але й від пружних властивостей пилу: досить низька для частинок пилу розміром до 20 мкм, і досить висока (95—97 %) для пружних частинок розміром 40—50 мкм.

На рис. 3.25 наведена принципова схема жалюзійного пиловловлювача.

Пиловловлювач працює таким чином. Запилене повітря, пройшовши через решітку З зі швидкістю 15 м/с, різко змінює напрямок. Крупні частинки пилу, вдаряючись у похилі поверхні жалюзійної решітки, за інерцією відбиваються до осі конуса, а потім осідають. Частина запиленого повітряного потоку (5— 10 %), що відсмоктується з простору перед решіткою, спрямову-

Таблиця 3.5. Технічна характеристика основних типів рукавних пиловловлювачів

Рис. 3.25. Принципова схема жалюзійного пиловловлювача: 1 — вхідний повітровід; 2 — пилозбирач; 3 — решітки; 4 — циклон

ється в циклон 4, очищається, а потім змішується з основним потоком повітря. Ступінь очищення — 60 %.

Найбільш відомими зарубіжними жалюзійними пиловловлювачами цього типу є пилоочисні установки американської фірми ААФ "Даст Лавр" і "Діна Фен".

Пиловловлювач "Даст Лавр" (рис. 3.26, а) — це клиноподібна конструкція, утворена двома плоскими жалюзійними решітками. Для підвищення жорсткості внутрішній простір розділено плоскими перегородками. До вершини клина під'єднаний повітровід для відсмоктування пилового концентрату. Рекомендується відсмоктувати повітря, забруднене 10 % пилом. Такі пиловловлювачі застосовують для очищення забрудненого повітря при пилових бурях на територіях промислових підприємств, для очищення повітря в турбінах залізничних локомотивів, а також на компресорних станціях як перший ступінь очищення повітря перед використанням повітряних фільтрів.

Пиловловлювач "Діна Фен" (рис. 3.26, б) призначений для очищення запиленого повітря, що подається в кабіни залізничних локомотивів до двигунів. Ефективність пиловловлювачів становить 80 %. Початкова концентрація пилу — 84 мг/м3. Швидкість потоку запиленого повітря — 11 м/с. Опір пиловловлювача за цих умов — 500 Па.

Електричні пиловловлювачі

Ці пиловловлювачі широко застосовуються для очищення повітря від дуже дрібних частинок пилу розміром 0,01 мкм і менше. Вони поділяються на одноступеневі і двоступеневі, живляться постійним струмом високої напруги—60—100 кВ.

На рис. 3.27 наведена принципова схема електричного пиловловлювача.

Рис. 3.26. Схеми жалюзійних пиловловлювачів фірм ААФ і Ферр (США): а — "Даст Лавр"; б — "Діна Фен"

Рис. 3.27. Принципова схема електричного пиловловлювача: 1 - вхідний патрубок; 2 — осаджувальний електрод; 3 — коронуючий електрод; 4 — ізолятор; б — вихідний патрубок; 6 — бункер-збирач

Основними силами, що зумовлюють рух частинок пилу до осаджувального електрода такого пиловловлювача, є аеродинамічні сили, сили тяжіння та сили тиску електричного "вітру".

Отже, при подаванні запиленого повітря через вхідний патрубок 1 відбувається заряджання частинок пилу, що рухаються до осаджувального електрода 2 під впливом аеродинамічних та електричних сил, а позитивно заряджені частинки пилу осідають на негативному коронуючому електроді 3. Оскільки об'єм зовнішньої зони коронного розряду набагато перевищує об'єм внутрішньої, то більшість частинок пилу заряджається негативно. Тому основна маса пилу осідає на позитивному електроді (стінках корпуса пиловловлювача), а лише відносно незначна — на негативному коронуючому електроді. При цьому особливого значення набуває електричний опір шарів пилу. Так, пил з малим питомим електричним опором (р < 104 Ом х см3) при дотику до електрода миттєво втрачає свій заряд і набуває заряду, що відповідає знаку електрода; після чого між електродом і частинками пилу виникає сила відштовхування. Цій силі протидіє лише сила адгезії, але якщо вона недостатня, то різко зменшується ефективність очищення. Пил зі значним електричним опором важче вловлюється пиловловлювачем, оскільки розряджання частинок пилу відбувається повільно. Тому в реальних умовах з метою зниження електричного опору цих частинок запилене повітря перед подаванням у фільтр зволожують, збільшуючи таким чином ефективність очищення. Саме тому в промисловості використовують кілька типових конструкцій сухих і мокрих пиловловлювачів. Електроди сухих пиловловлювачів періодично очищають витрушу вальни ми механізмами, а мокрих — підігріванням водяною парою.

Електричні пиловловлювачі типу ФЕ, ЕФ-2, ФЕ-2М (Росія), виробництва фірми "Конкордія" (ФРН) часто використовуються на металургійних, машинобудівних і деревообробних підприємствах.

Акустичні пиловловлювачі

На машинобудівних, металургійних, гірничодобувних та інших підприємствах для очищення запиленого повітря часто використовують метод акустичної коагуляції, який базується на збільшенні розмірів і маси частинок пилу під дією ультразвукових коливань.

На рис. 3.28 наведена принципова схема акустичного пиловловлювача.

Основними елементами цього пиловловлювача є генератор ультразвукових коливань 2, агломераційна башта З і циклон 6. Запилене повітря подається через вхідний канал 1 агломераційної башти 3 і під дією звукових хвиль, що випромінюються ультразвуковим генератором 2у дрібні частинки пилу починають коливатися, а амплітуда і швидкість коливань залежать від маси й розмірів частинок. Унаслідок цього частинки пилу набувають

Рис. 3.28. Принципова схема акустичного пиловловлювача: 1 - вхідний патрубок; 2 — ультразвуковий генератор; 3 — агломераційна башта; 4 — крупні частинки пилу; 5 — повітропровід; 6 — циклон; 7 - вихідний канал

значних відносних швидкостей, завдяки чому відбувається зіткнення та злипання (коагуляція) дрібних частинок у крупніші, які легко осідають у звичайних інерційних пиловловлювачах (циклонах) 6. Ступінь очищення повітря від пилу в акустичних пиловловлювачах при дії ультразвуку протягом 3—5 с досягає 90 %.

Акустичні фільтри широко використовують для очищення повітря від пилу на машинобудівних і металургійних та сталеплавильних підприємствах.