Реферат: Очистка промышленных газов от газообразных и дисперсных примесей

Ее значение зависит от угла закрутки и в исследованных интервалах изменения параметров лежит в пределах от 14 до 22 м/с, что в целом соответствует обычным значениям для центробежных сепараторов, в которых наивысшая степень очистки (и, соответственно, минимальный унос) достигается при значениях rгw2 от 150 до 600 кг/(мЧс2) и скоростях газа от 10 до 20 м/с (для циклонов диаметром до 200 мм v до 50 м/с). При меньшей скорости дисперсная фаза не успевает отсепарироваться, а при больших увеличивается вторичный унос v вследствие увеличения полной скорости потока на границе раздела фаз происходит срыв пленки конденсата. При скоростях, существенно больших оптимальных значений (выше 35v40 м/с), величина уноса уже практически не зависит от угла закрутки потока, что, видимо, свидетельствует о срыве пленки исключительно турбулентными пульсациями газа.

При оптимальных скоростях потока в исследованном интервале значений угла закрутки эффективность сепарации дисперсной фазы составляет от 97.5 до 99.5 %.

Значение минимального расхода пара на смешение, обеспечивающего улавливание аэрозольных частиц, зависит от их начальной концентрации, а также температуры и влажности очищаемого газа. При концентрации от 108 до 1012 м-3, температуре газа от 20 до 80 ¦С и влажности от 40 до 80 % минимальный расход пара составляет от 20T50 г/кг. Увеличение расхода пара сверх минимального практически не сказывается на эффективности.

Получено, что при оптимальных режимах работы дисперсный состав пыли в шламе практически совпадает с дисперсным составом исходного порошка (независимо от его плотности и смачиваемости). Следовательно, эффективность улавливания частиц размером от 0.1 до 10 мкм в конденсационном центробежном сепараторе при концентрации от 108 до 1012 м-3 не зависит от их исходного диаметра, что подтверждает выводы теоретического анализа. Частицы размером 5T10 мкм в прямоточных центробежных сепараторах улавливаются на 95T100 % даже без конденсационного укрупнения [23]. Следовательно, и частицы меньшего диаметра в конденсационном центробежном сепараторе улавливаются практически полностью, и фракционная эффективность сепарации ограничивается исключительно величиной брызгоуноса.

Опытно-промышленные испытания. Характерные результаты опытно-промышленных исследований по очистке газовых выбросов известковой печи биохимического завода в пленочном аппарате с винтовой шероховатостью высотой 3 мм при скорости газа 10 м/с представлены в табл. 2. Получено, что изменение концентрация извести в воде в пределах от 20 до 100 г/л не оказывает существенного влияния на эффективность очистки газа. Даже при сравнительно небольшой скорости газа из-за низкого напора промышленного вентилятора (до 100 мм. вод. ст) достигнута эффективность очистки от газообразных примесей, обеспечивающая предельно допустимые выбросы (ПДВ). При искусственном распылении жидкости достигнуто увеличение эффективности очистки, которая при улавливании пыли составила 96 %.

На основании полученных данных рассчитан промышленный пленочный трубчатый аппарат производительностью 20000 м3/ч. Потребность в извести составляет 4 кг/ч, удельные энергозатраты 0.5 кВтЧч/тыс.м3. Разработанный пленочный трубчатый аппарат и технологическая схема для очистки газовых выбросов известковой печи АО ?Красноярский БХЗ¦ позволяют снизить вредные выбросы до установленных ПДВ при низких энергозатратах.

Исследования эффективности улавливания аэрозольных частиц в конденсационном центробежном сепараторе проводились также в условиях опытно-промышленных испытаний на экспериментальном производстве Всесоюзного научно-исследовательского технологического института антибиотиков и ферментов медицинского назначения (ВНИТИАФ, г. Санкт-Петербург). Испытания проводились при производстве антибиотиков инозина и актиномицета.

Для аэрации культуральной жидкости в процессах выращивания посевного материала и ферментации в производстве используется стерильный воздух. После прохождения ферментера объемом 0.5 м-3 воздух содержит около 10 мг/м3 веществ, относящихся к первой категории вредности v в основном отдельных бактерий и их скоплений с размерами от 0.1 до 10 мкм. Попадая в окружающий воздух, они могут оказать неблагоприятное воздействие на организм человека в основном в виде различного рода аллергических заболеваний и отравлений.

В целях охраны окружающей среды для очистки отходящего технологического воздуха на выходе из ферментера был установлен однокамерный двухступенчатый конденсационный центробежный сепаратор с диаметром рабочих камер 30 мм и длиной 250 мм. Расход воздуха из ферментера составлял от 350 до 450 л/мин (от 0.0058T0.0075 м3/с) при температуре 30¦1 ¦С. Пар в количестве до 0.1 кг/кг подавался из паровой сети цеха. В качестве хладоагента использовалась вода c температурой от 2 до 15 ¦С.

В качестве закручивающего устройства использовались шестизаходные шнековые (винтовые) завихрители с шагом 96 мм (углом закрутки 45¦). При испытаниях численная концентрация аэрозольных частиц (бактерий) в газе до и после сепаратора определялась по числу колоний, образовавшихся в питательной среде (агар-агаре) после пропускания газа и выдержке в благоприятных условиях в течение 24T 72 часов по методике ВНИТИАФ.

Таблица 2

Результаты экспериментальных исследований

Наименование показателя	До очистки	После очистки	Эффективность, %
1 2 3	Концентрация пыли, мг/м3 Концентрация NO2, мг/м3 Концентрация SO2, мг/м3	19 29 80	7 3 8	63.2 89.7 90.0

Испытания проводились при оптимальных для работы аппарата условиях, параметры которых были найдены при лабораторных исследованиях. Подача пара осуществлялась по трем схемам v только в первую ступень, только во вторую ступень и в обе ступени в равных количествах. Нестабильность концентрации дисперсной фазы в газе привела к слабой воспроизводимости результатов экспериментов. В табл. 3 приведены интервалы изменения эффективности сепарации дисперсной фазы в зависимости от расхода и схемы подачи пара.

Таблица 3