Постојат два главни методи за отстранување на прашина : сув метод, влажен метод. Во сувиот процес, правиме разлика помеѓу колектори за прашина со слоеви на филтри (филтри за вреќи, џебови, патрони), механички (циклони), електростатски (филтри со електрично галење); влажниот процес вклучува подлошки, вентури подлошки, столбови со меурчиња, влажни електростатички преципитатори. Изборот на собирач на прашина се заснова на очекуваните критериуми за изведба , буџетски ограничувања, индустриски процеси што треба да се бришат, особено големината на емитираните честички.
Sommaire
Колектори за прашина со слоеви на филтри (филтри за вреќи, џебови, патрони)
Принципот: правливиот воздух поминува низ порозен филтер медиум; ги задржува сите честички поголеми од порозноста на медиумот.
Уредот се состои од кутија со бункер за собирање прашина во основата . Кутијата содржи редови (вертикални или хоризонтални) филтер елементи (ракави, џебови, патрони) низ кои минува правливиот проток на воздух. Ова претходно ќе наиде на дефлектор на влезот во кутијата. Со инерцијална импакција, ги одвојува најголемите честички од протокот на воздух што паѓаат во бункер.
Преостанатата прашина потоа ќе се таложи на површината на медиумот за филтрирање. Протокот на воздух излегува, без прашина, од слојот на филтерот формиран од порозниот ѕид на елементите на филтерот. Честичките, депонирани постојано, се агломерираат во слој што придонесува за филтрирање на воздухот: филтер колачот. Вториот ја засилува ефикасноста на зафаќањето прашина. Напротив, го зголемува губењето на притисокот (насипувањето се мери со разликата во статичкиот притисок помеѓу возводно и низводно на филтерскиот медиум). Ова бара: или замена на медиумот (хартија за еднократна употреба, филц, итн.), или периодично отпушување (вклучено или исклучено) за да се регенерира медиумот за филтрирање.
Општо земено, за да се обезбеди континуитет на работа, операциите за одтнување се вршат автоматски и во низа на дел од целиот медиум за филтрирање , а другиот дел продолжува со филтрацијата. Напротив, рачното отпушување бара интервенција на крајот од процесот, во спротивно мора да се прекине. Времетраењето на затнувањето на филтерот додека не се постигне критичен пад на притисокот мора да може да се усогласи со времетраењето на процесот.
Главните методи за отпушување на елементите на филтерот се:
- Механичко тресење кое предизвикува бран на деформација на ткаенината на вреќата за да предизвика паѓање на колачот на филтерот.
- Отпушување со превртување на протокот на воздух во порите на медиумот за филтрирање . Се изведува автоматски од ограничување на загубата на оптоварување или дефинирано времетраење.
- Пневматско отпушување на чаурите со вбризгување на компримиран воздух (млаз-пулс), привремено спротивставување на филтрацијата и отстранување на прашината од филтерот. Тој има недостаток на повторно суспендирање на прашина, од кои некои ќе се таложат на соседните медиуми; оттука и одзатнувањето по група елементи за да се ограничи феноменот.
Филтрите за кеси бараат мала брзина на филтрирање за да се зачува регенерацијата на филтерот. Всушност, нагорната брзина на протокот не смее да се спротивстави, за време на операциите на отпушување за време на работата, на брзината на седиментација на честичките за одтнување. Брзината на филтрирање варира помеѓу 0,6 и 6 cm/s во зависност од прашината и гасот што треба да се третира, типот на медиумот за филтрирање. Брзината на филтрација или односот на филтрација исто така се изразени во m3/h.m²
Медиумите за филтрирање нудат различни структури: ткаенини, филц за игли, композити, мембрани, керамика. Тие се направени од синтетички (ПЕТ, најлон), минерални (стакло), органски (целулозни) материјали. Третманот на овие влакна има за цел да подобри одредени својства : хемиска отпорност, спроводливост, хидрофобност, олеофобност, лепливост, влажност.
Изборот на елементот за филтрирање се врши според концентрацијата на прашина во протокот што треба да се третира, природата на прашината, составот на гасовите, потребната ефикасност, методот на чистење, температурната отпорност и економските ограничувања.
Ефикасноста на зафаќање на колектор за прашина има минимум за честички со дијаметар помеѓу 0,1 и 0,5 µm (премногу големи за да се соберат со дифузија, премали за да се соберат со удар или пресретнување). На 0,1 µm ефикасноста достигнува 95%. Над 0,5 µm, тој е поголем од 99%. Доколку е потребно, може да се додаде безбедносна фаза на филтрација HEPA H13 или H14 кога концентрациите на емисиите што треба да се постигнат се особено ниски.
Оваа техника за отстранување прашина постигнува високо ниво на одвојување и се прилагодува на широк спектар на концентрации на емисија на прашина. Технологијата на слојот на филтерот е најраспространета во индустријата за одвојување гас/цврсти материи, бидејќи колекторите за прашина во торбичка или филтер со касети комбинираат добра ефикасност со привлечни оперативни трошоци.
Механички собирачи на прашина: циклони, декантери
Циклони
Принцип на работа : ротирање на правливиот воздух во циклон; центрифугалната сила ја турка прашината на нејзиниот ѕид каде што се собира заедно, а потоа се таложи во бункер. Исчистениот воздух се издигнува низ центарот на циклонот кон излезот лоциран во центарот на врвот на циклонот.
Одвојувањето на прашината е уште поефикасно кога:
- радиусот на циклонот е мал (ја зголемува центрифугалната сила)
- концентрацијата на честичките е висока (ја промовира нивната агломерација)
- густината на честичките е висока (побрза патека до ѕидот)
- температурата на протокот на воздухот е ниска (ја намалува вискозноста на гасот, го зголемува циклонскиот ефект)
Силниот проток на воздух на влезот на циклонот промовира собирање на фини честички.
Циклоните не ги исполнуваат прописите за загадување на воздухот. Тие обично се користат како примарни собирачи на прашина или пред-сепаратори за груби честички или жар, на пример . Нивната ниска цена и едноставност ги прават поволни за оваа употреба. Циклоните ќе бидат избрани да собираат честички од редот од 10μm и поголеми.
Декантери
Ова вклучува претходно одвојување на најголемите честички со декантација во куќиште (кутија за проширување, комора за декантација). Брзината од 5 m/s правлив воздух овозможува декантација на честички поголеми од 30 µm.
Собирачи за влажна прашина: чистачи, вентури, столбови со меурчиња
Принцип на работа: доведување правлив воздух во контакт со течност за перење .
Го бараме ефектот на навлажнување на честичката. Го поттикнуваме контактот со течност и прашина:
- или со кондензација на пареата околу честичката,
- или со додавање на сурфактанти за да се направи прашината да се залепи на капката течност.
Воздухот без прашина се одвојува од течноста исполнета со прашина со центрифугирање или инерција. Одвојувањето на прашината е уште поважно кога смесата е интимна или кога капките се мали (без да бидат премногу фини за да се одвојат од воздухот).
Во машината за перење, воздухот тече од дното кон врвот и распрскувачите исфрлаат капки вода во контраструја.
Вентури овозможува брзината на правливиот воздух да се забрза со конвергент за да се зголеми ударот помеѓу честичките и испрсканите капки. Потоа дивергент ја успорува брзината и овозможува аглутинација на прашината. Конечно, протокот на воздух поминува во сепаратор од циклонски тип e каде прашината се зафаќа со центрифугирање и инерција. Протокот на воздух без прашина се крева низ центарот на циклонот до централниот излез на врвот .
Прочистувачите и вентурите се ефикасни за честички од 0,5 до 1 μm. Под 0,5 µm, ефикасноста на фаќањето е придружена со значително губење на притисокот, а со тоа и поголема потрошувачка на енергија. Сепак, зафаќањето на честички поголеми од еден микрон се зголемува со концентрацијата на прашина.
Ефикасноста на снимање исто така се зголемува со стапките на проток на вода и воздух . Ова ја зголемува веројатноста за правлив контакт воздух/вода. Понатаму, зголемувањето на овие стапки на проток во грлото на вентури пропорционално ја зголемува ефикасноста на вентури чистачите. Собирањето на честички главно е под влијание на брзината на прсканиот воден млаз.
До 200µm додавањето на сурфактант и зголемувањето на висината на падот го подобрува апсењето на прав за капки од околу 3mm. Бидејќи сурфактантот ја зголемува деформацијата на капката за време на падот и затоа неговата контактна површина.
Пренесувањето на прашина од гасна фаза во течна фаза може да резултира со значителни трошоци за обработка, потрошувачка на вода и енергија во споредба со сувиот метод. Прочистувачите се користат за решавање на безбедносни проблеми поврзани со експлозивна прашина и запалив гас , или кога воздухот што треба да се третира се приближува до заситеноста со вода.
Влажниот метод нуди и столбови со меурчиња за отстранување на прашината од воздухот. Ова се распределува рамномерно преку делот на колоната во форма на фини меурчиња. Ефикасноста на зафаќање прашина се зголемува со висината на течноста , а со тоа и времето на патување на меурот во неа.
Намалувањето на брзината на протокот на воздух помага да се намали дијаметарот на меурчињата и да се зголеми ефикасноста на собирањето. Понатаму, оваа ефикасност се зголемува со: големина на честички помеѓу 1,5 и 20 µm (стабилна над, под 1 µm: ниска ефикасност), употребата на сурфактанти, големината на отворите за дистрибуција на гасот. Пониската ефикасност на собирање на нанометриските честички може да се подобри со финоста на меурите, режимот на клокотот, додавањето на пакување за да се подобри времето на престој на меурот.
Изградбата и монтажата на столбови со меурчиња е прилично едноставна и релативно евтина. Сепак, ефикасноста на фаќањето останува ниска во споредба со филтрите за кеси или електростатичките таложници.
Електростатски преципитатори или електростатски преципитатори
Принципот на фаќање прашина се состои од електрично полнење на честичките, а потоа користење на електростатско заемодејство за да се оттргнат од патеката на протокот на прашина. Наполнетата прашина потоа се движи кон електрода со спротивен електричен полнеж каде што се собира заедно.
Електроди кои емитуваат (често жици) и електроди примачи (плочи) го формираат овој уред. На анодите кои испуштаат електрони во нивната близина се применува негативен напон. Ова има ефект на јонизирање на молекулите на гасот кои, привлечени од катодите , се судираат со и електрично ги наполнуваат честичките прашина долж нивниот пат. За возврат, наелектризираните честички прашина се привлекуваат кон плочите и се собираат заедно. Ефикасноста на филтерот се одржува со периодично одтнување на плочите користејќи различни техники: вибрации, чекан, перење. Прашината се собира во бункер и потоа се евакуира.
Ефикасноста на електричниот фиксен колектор за прашина зависи од:
- отпорноста на прашината (помеѓу 10 6 и 10 14 Ω.cm).
- брзината на минување на воздухот (1 до 4 m/s)
- физикохемијата на прашината
- геометријата на електродите
Под 10 6 Ω.cm, прашината што стигнува до собирната електрода лесно го губи својот електричен полнеж и може да се зафати од протокот на воздух. Над 10 14 Ω.cm се формира изолационен слој на катодата и ја попречува ефикасноста на филтерот.
Преминот на воздухот низ електростатскиот таложник резултира со слаба загуба на притисок (50-100Pa). За да се зголеми ефикасноста на електричниот колектор за прашина, неколку полиња за електрично зафаќање (помеѓу 2 и 6) може да се постават во серија во зависност од напредокот на отстранувањето на прав. Ова е оптимално за честички поголеми од 100 nm. Меѓутоа, кога честичките се помали од 16 nm, повеќекратните електростатички преципитатори со едно поле се поефикасни. И за големина од 0,2 µm поминуваме низ минимална ефикасност на фаќање.
Електродите со мал дијаметар и електродите за собирање со голема површина ја зголемуваат ефикасноста на собирањето прашина.
Неправилното прилагодување на напонот може да предизвика дефект помеѓу електродите, а со тоа и ризик од експлозија. Влажен електростатско таложење се справува со овој ризик. Принципот на работа е идентичен со сувиот електростатички таложник. Разликата доаѓа од присуството на влажен филм на собирните електроди обезбедени со наводнување капка по капка. Фаќањето
Волуменот на електростатичкиот таложник е важен ; инвестицијата што исто така ја претставува. Потрошувачката на електрична енергија и потребата од квалификуван персонал ги прави високи оперативните трошоци. Електростатските преципитатори се препорачуваат за големи стапки на проток на гас (80.000 m3 /h). Тие главно се користат во тешката индустрија: челичната индустрија, единиците за согорување отпад, цементарниците, единиците за производство на енергија.
Заклучок
Отстранувањето на прашината вклучува неколку ефекти за одвојување на честичките од протокот на воздух: декантација, импакција, центрифугирање, мокрење, филтрација, електростатско привлекување. Собирачите на прашина често комбинираат неколку за да го постигнат целното ниво на отстранување на прав. Со ова се постигнуваат други критериуми кои влегуваат во игра во зависност од индустрискиот контекст, како што се мобилноста, локацијата на собирачот на прашина итн.
