Аппараты очистки газов
| Аппарат | Размеры улавливаемых частиц, мкм | Степень очистки, % |
| Пылеосадительные камеры | 5÷20 000 | 40÷70 |
| Центробежные пылеосадители | 3÷100 | 45÷85 |
| Электрофильтры | 0,005÷10 | 85÷99 |
| Гидравлические пылеуловители | 0,01÷10 | 85÷99 |
| Газовые фильтры | 2÷10 | 85÷99 |
| Ректоры каталитической очистки | - (газы) | ~ 95 |
В пылеосадительных камерах осаждение взвесей происходит под действием сил тяжести. Сюда относятся отстойные газоходы, иногда снабжёнными вертикальными перегородками для лучшего осаждения взвешенных частиц.
В центробежных пылеуловителях (циклоны, ВЗП) осаждение взвешенных в газовом потоке частиц происходит под действием центробежных сил. Поступающий на очистку газ, подводится к центробежному пылеосадителю по касательной к цилиндрической части аппарата. В результате газ вращается внутри циклона вокруг выхлопной трубы. Под действием центробежных сил, возникшей при вращательном движении газа, твёрдые частицы большей массы отбрасываются от центра, осаждаются на стенке, а затем через коническую часть удаляются из аппарата (возвращаются в производство). При недостаточной выгрузке пыли из конической части, возможно применение вибраторов. Очищенный газ выбрасывается в выхлопную трубу. После сухой очистки, как правило, происходит влажная (мокрая) очистка.
Электрофильтры. В них происходит ионизация молекул газового потока, проходящего между двумя электродами, к которым подведён постоянный электрический ток. Основные элементы электрофильров – корронирующие и осадительные электроды. Как правило, к корронирующему электроду подводится отрицательный заряд, к осадительному – положительный. Поток электронов от корронирующего электрода двидется в сторону осадительного, сталкивается с частицами пыли, заряжая их отрицательно, те движутся к осадительному электороду, теряют на нём свой заряд и осаждаются. При стряхивании они под действием силы тяжести падают вниз.
В зависимости от формы осадительного электрода, электрофильтры могут быть трубчатые и пластинчатые. Пластинчатые электрофильтры применяют в основном, для очистки сухих газов, трубчатые – для очистки трудноулавливаемой пыли, капель жидкости из туманов.
Очистка в электрофильтрах – дорогой вид очистки, так как идёт затрата электроэнергии, применяется постоянный электрический ток. Аппаратчик в таком производстве должен иметь высокую группу по электробезопасности. У нас на предприятии такой вид очистки не применяется, он применяется, к примеру, для очистки выхлопных газов после обжига серосодержащего сырья в производстве серной кислоты.
Мокрая очистка газов производится в гидравлических пылеуловителях: скруббберах (насадочных, центробежных, струйных) и механических газопромывателях со смоченными поверхностями.
Скрубберы – массообменные аппараты, внутри которых згружена насадка, которая орошается пылеулавливающей жидкостью. В случае газоочистки цеха 58 применяется НКСП (неочищенный конденсат сокового пара). НСКП поглощает пыль из очижаемых газов, повышается его плотность в процессе очистки, как только плотность НКСП достигнет определённой величины, небходимо обновлять НКСП: частично сливать из системы отработанный НКСП, добавлять свежий НКСП, а отработанный НКСП передаётся на участок № 1 в выпарные аппараты. На орошение скруббера НКСП подаётся ценробежными насосами.
К газовым фильтрам относятся фильтры на основе фильтрующих тканей. Примеры применения на ЗМУ: рукавные фильтры очистки выхлопных газов, применяемые при выгрузке сырья из ж/д цистерн, фильтры очистки воздуха, газообразного аммиака, аммиачно-воздушной смеки в производстве азотной кислоты. Это – фильтры, выполненные из фильтрующих тканей, например – ткань Петрянова, лавсановое волокно, стекловолокно и стеклоткань или фильтровального картона. Фильтрующие материалы надёжно закрепляются в каркасах. Возможно применение фильтров заводского изготовления.
Примером каталитической очистки является каталитическая очистка хвостовых газов в производстве азотной кислоты, где оксиды азота на катализаторе восстанавливаются или аммаком, или метаном. Так, на агрегатах УКЛ производства азотной кислоты применяется низкотемпературное восстановление оксидов азота аммиаком на поверхности алюмо-ванадиевого катализатора АВК-10.
4NH3 + 6NO = 5N2 + 6H2O + Q, 8NH3 + 6NO2 = 7N2 + 12H2O +Q
Массообменные аппараты. Сушильные установки. Ректификационные колонны. Абсорбционные аппараты. Экстракторы. Фильтры.
Сушильные установки классифицируются по технологическим признакам: по давлению (атмосферные или вакуумные), периодичности процесса (периодические или непрерывного действия), способу подвода тепла (конвентивные, контактные, радиационные, с нагревом токами высокой частоты), роду сушильного агента (воздушные, газовые, сушилки при нагретом паре), направлениям движения материала и сушильного агента (прямоточные и противоточные), по способу обслуживания, циркуляции сушильного агента, тепловой схеме.
Барабанные сушилки. Применяются для сушки соды, удобрений, ядохимикатов, В качестве сушильного агента может использоваться подогретый воздух или дымовые газы (продукты сгорания природного газа). Высушиваемый продукт подаётся в приёмную камеру, которая находится в голове барабана по течке и попадает на приёмно-винтовую насадку. Барабан вращается при помощи электродвигателя определённой необходимой мощности. В зависимости от производительности и размеров барабана, мощность электродвигателя может быть от 1 до 40 кВт. При вращении барабана происходит движение высушиваемого продукта в сторону выгрузочной камеры за счёт того, что барабан имеет угол наклона до 6º в сторону выгрузочной камеры. Лопатками высушиваемый продукт захватывается, и равномерно по всей окружности барабана ссыпается. Степень заполнения барабана может составлять до 20%. Сушильный агент проходит по току продукта. В выгрузочной камере через «беличье колесо» высушенный продукт проходит в течку, по которой ссыпается и отводится из барабана.
Распылительные сушилки применяются для обезвоживания концентрированных растворов веществ, суспензий, эмульсий, подвижных паст. Высушиваемый материал распыляется пневматическими, механическими форсунками, центробежными дисковыми распылителями (производство антибиотиков). Подача сушильного агента производится прямотоком или противотоком с высушиваемым продуктом. Сушка происходит мгновенно. Высушенный продукт под своим весом падает вниз, выгребается из камеры гребковым устройством.
По принципу барабанной сушилки с элементом распылительной сушилки работает барабанный гранулятор-сушилка (БГС). Принцип работы БГС. В голову БГС подаётся мелкая фракция удобрений. При вращении БГС создаётся завеса из мелкой фракции удобрений (ретур), которые захватываются в нижней части БГС и равномерно ссыпаются по всей окружности. Через форсунки распыляется пульпа удобрений. На форсунки подаётся пульпа удобрений влажностью не более 10% массы и воздух давлением до 6 кгс/см2. Распылённая пульпа оседает на ретуре. БГС имеет угол наклона в сторону выгрузочной камеры 2º или 3º. За счёт этого происходит постоянное перемещение высушиваемого удобрения к выгрузочной камере. Сушильным агентом в БГС являются продукты сгорания природного газа. Природный газ сгорает в топке, продукты его сгорания поступают в голову БГС, проходят вдоль ДГС, выходят в газоход, который находятся в задней части БГС. Ведётся контроль следующих параметров: расходы пульпы, воздуха на распыление, сушильного агента; температура в голове и в хвосте БГС. Высушенное удобрение в хвостовой части БГС через «беличье колесо» подаётся в течку, по которой поступает на элеватор, которым подаётся на классификатор. С классификатора товарная часть продукта отправляется на кондиционирование, затем – на склад готовой продукции, мелкая фракция – в голову БГС для дальнейшего использования в качестве ретура, а крупная фракция – на молотковую дробилку, откуда снова на классификатор.
Сушилка с кипящим слоем. Применяются для сушки гранул размером от 0,1 до 5 мм. Перемешивание осушаемых гранул осуществляется за счёт подачи сушильного агента перпендикулярно ходу осушаемых гранул. Перемещение осушаемых гранул от загрузочной камеры к выгрузочной осуществляется за счёт наклона аппарата в сторону выгрузочной камеры. Аппараты КС могут использоваться не только в качестве сушилок, но и в качестве кондиционеров. Пример такого использования – аппараты КС для кондиционирования удобрений.
Контактные сушилки. В них тепло высушиваемому материалу передаётся через металлическую стенку, обогреваемую паром, водой или электронагревателями. По форме данные сушилки могут быть цилиндрическими или плоскими.