Очистка воздуха от сажи, пыли и золы: источники загрязнений, химический состав, фильтры газоочистки

Похожие темы:

Работа теплоэнергетической сферы немыслима без процессов термической обработки и сжигания различных видов топлива. Вторичным продуктом таких процессов являются такие выбросы, как пыль, сажа, зола, копоть. В связи с тем, что данные побочные продукты способны причинить значительный урон окружающей среде и человеку, на законодательном уровне закреплены жесткие требования по установке оборудования воздухоочистки.

В городской воздушной среде в большом количестве содержатся вещества пыль, сажа, основные источники загрязнения которыми могут находиться в значительном удалении от мегаполисов. Главными загрязнителями окружающей среды выступают предприятия металлургической, химической и легкой промышленности, транспорт, строительство.

Дизели, авиационные турбины, тепловые энергетические установки, пожары — это основные источники загрязнения, пыль, сажа от которых концентрируются над водной поверхностью земли и в приземном слое. Работа промышленных и бытовых печей, двигателей внутреннего сгорания сопровождается выделением вредных дымов в атмосферу. Деятельность ТЭС, обогатительных заводов, предприятий по производству цемента, металлургической отрасли способствует тому, что в атмосферу выбрасываются искусственная аэрозольная пыль, сажа, источники загрязнения которыми потребляют уголь высокой зольности.

Химический состав копоти и пыли может быть достаточно разнородным. В большинстве случаев зола включает в себя оксиды кремния, титана, алюминия, натрия, калия, железа, магния, кальция. Что касается последнего, то в составе золы он может находиться как свободный оксид или в форме сульфитов, силикатов и прочих соединений.

Химический состав золы уноса (% масс.) на примере московской ТЭЦ-22. ТЭЦ-22 использует в качестве топлива уголь.

Одним из важнейших параметров, по которым проектируется установка воздухоочистки, является размер частиц золы. Их дисперсность может варьироваться в пределах до 60 мкм и более. По размерам вторичные включения классифицируются следующим образом:

• тонкодисперсные диаметром до 0,1 мкм:
• среднедисперсные диаметром до 1 мкм;
• крупнодисперсные диаметром свыше 1 мкм.

Пыль, зола и сажа, которые попадают в атмосферу, как вторичный продукт работы ТЭЦ, по своему составу близки к отходам металлургической промышленности. На протяжении 12 месяцев в окружающую среду попадает примерно 70 млн. тонн такого побочного продукта, половину из которого составляют золы от сжигания твердого топлива. При этом показатель применения зольношлаковых отходов не превышает 1,5-2%. В состав такого побочного продукта могут входить следующие химические соединения: диоксид кремния, оксид алюминия, оксиды железа, кальция и магния. Также твердые аэрозольные частицы и сажа включают в себя остатки не сгоревшего топлива, а также соединения титана, урана, серы, ванадия, германия, галлия.

Газопылевые отходы, попадая в атмосферу и почву, сильно нарушают или полностью уничтожают естественные фитоценозы, способствуют появлению районов с повышенными техногенными и геохимическими показателями. Чрезмерное загрязнение пылевыми выбросами провоцирует гибель флоры и фауны, эрозионные и дефляционные процессы в почве. Существенно возрастает количество тяжелых металлов в почве, токсичные вещества попадают в почвенно-грунтовые воды, реки, озера, пруды. Зона поражения почв, нарушения и гибели растительного покрова может распространяться на 5 и более километров от источника газопылевых выбросов. Зачастую ее протяженность составляет несколько десятков километров. На территориях, загрязненных золой пылью и пеплом меняется флористическая структура растений и деревьев: болот, хвойных и лиственных лесов, лугов.

В установках рукавного типа поток очищается от вторичных включений за счет прохождения через фильтрующий материал, а твердые частицы, сажа и иные отходы остаются на его поверхности. В электрофильтрах очистка газа осуществляется за счет противоположно заряженных зольных частиц и электродов, расположенных во внутренней части аппарата. Осадительная камера или циклон для золы используются как основной или вспомогательный элемент очистки.

Мокрый способ пылеулавливания заключается в промывке загрязненного газовоздушного потока водой, подаваемой через форсунки. Также загрязнитель может удерживаться жидкостной пленкой, находящейся во внутренней части корпуса. Пепел, зола, табачная пыль захватываются капельками воды, за счет чего и осуществляется очистка потока. Далее загрязнитель жидкостью смывается в систему дренажа.

К классу аппаратов мокрой очистки относятся скрубберы, трубы Вентури, установки динамического промывания. Для очистки газа мокрым способом необходима система очистки воды. Если она отсутствует, то целесообразно использовать аппараты сухого пылеулавливания.

В большинстве случаев очистка газов от сажи, копоти, пепла, зольных включений и загрязнителя иного рода осуществляется с использованием циклонов, скрубберов, рукавных или электрических аппаратов. Они могут работать как основная или вторичная ступень очистки (решение об установке дополнительных блоков принимается с учетом вида, дисперсности и концентрации загрязнителя).

Для аппаратов данного типа характерно орошение внутренних поверхностей, которыми и удерживается каждая частица пепла. Загрязнитель прилипает к мокрой поверхности либо захватывается мельчайшими каплями жидкости, подаваемой через форсунки под высоким давлением. Далее вторичный продукт сливается в дренажную систему. Если необходимо нейтрализовать ядовитые и опасные газы, химические соединения, то вода в скрубберах заменяется различного рода химическими растворами.

Аппараты рукавного типа предназначены для сухой очистки газовоздушной смеси в условиях промышленного производства. Конструкция оборудования включает в себя металлический корпус с несколькими секциями внутри. В каждой из них имеется определенное количество фильтрующих элементов в виде рукавов, которые подвешены на монтажной решетке. В нижней части установки устроен накопительный бункер для сбора пыли. Для ее выгрузки и обеспечения герметичности аппарат оснащен шнеком и шлюзовым питателем. Очистка проходит поэтапно для каждой секции посредством кратковременных импульсов сжатого воздуха. Процесс регенерации запускается и контролируется специальным контроллером, задающим частоту и длительность импульсов. Современные технологии позволяют применять рукавные фильтры в условиях повышенной влажности, в агрессивной кислотно-щелочной среде, при высокой температуре, для очистки газа от высокоабразивных частиц.

Рукавные фильтры могут быть изготовлены на тканой и нетканой основе. В последних в качестве фильтрующего элемента используется специальный волокнистый материал с мелкопористой структурой. Чтобы усовершенствовать эксплуатационные характеристики, фильтрующий элемент пропитывается растворами.

Тканевые рукавные фильтры
Процесс очистки запыленной газовоздушной смеси осуществляется за счет ее прохождения через ткань фильтровального элемента. При этом частицы загрязнителя оседают на поверхности ткани либо в ее порах, а очищенный поток удаляется наружу. По мере прохождения газа через ткань на ее поверхности образуется слой пыли, что увеличивает сопротивление фильтра. Для восстановления его пропускной способности периодически запускается регенерация аппарата, которая проводится методом встряхивания или импульсной продувки.

Фильтровальные элементы в установках подобного типа могут состоять из гладких неворсистых или ворсистых шерстяных тканей. В первом случае загрязненный газ с легкостью проходит через ткань. Поры такого фильтра удаляют из газа только крупнодисперсные частицы загрязнителя, но по мере его накопления на поверхности, ткань начинает удерживать и мелкодисперсные зольные включения. Для нейтрализации волокнистых частиц следует использовать ткань с гладкой основой. Если загрязнитель имеет гладкую зернистую структуру, то для его улавливания лучше использовать фильтровальные элементы из шерстяной ворсистой ткани.

Электрический фильтр сажи очищает поток за счет перемещения в электрическом поле заряженных частиц загрязнителя к электродам с противоположным зарядом. Такое оборудование показывает высокую эффективность очистки. Более востребованными стали фильтры трубчатого и пластинчатого типа. Конструкция первой модели включает в себя полые трубчатые электроды с коронирующими проводниками, расположенными по оси. Очистка газа осуществляется за счет его вертикального прохождения через электроды. Пластинчатый фильтр состоит из электродов в виде пластин, которые располагаются в корпусе рядами и находятся друг от друга на некотором расстоянии. Между электродами образуется коронный разряд, который придает загрязнителю противоположно заряженные ионы. За счет них частицы притягиваются к электродам. По мере необходимости проводится регенерация фильтра путем встряхивания.

В зависимости от степени запыленности рабочего пространства и физико-химических характеристик загрязнителя золоуловители могут использоваться как отдельные установки, так и в комплексе. В последнем случае проектируется последовательная система газоочистки (на предварительном этапе фильтры нейтрализуют крупнодисперсные включения, далее осуществляется тонкая очистка газа).

В нашей компании вы можете купить фильтр для золы — мы выполним расчет системы газоочистки и изготовим по проекту аспирации или ТЗ нужное оборудование. Мы гарантируем качество своей продукции и предлагаем цены ниже рыночных. Оборудование будет доставлено в любой уголок страны.