Методы улавливания аэрозолей
1) Конденсационно-осадительный метод. Оборудование: СОТАРы – суперосадители тонких аэрозолей регенерируемые.
2) Метод фильтрации газов через пористые или волокнистые перегородки (ФПА, ФПП, стекловолокно, металлотканевые сетки, металлокерамика).
3) Метод мокрой газоочистки (пенные барботеры, циклоны с водяной пленкой, турбулентные промыватели, аппараты Вентури).
4) Метод сухого инерционного улавливания (жалюзийные отделители, циклоны).
5) Электростатическое осаждение на электрофильтрах.
Аппараты, применяемые на ПО «Маяк»
СОТАР – суперосадитель тонких аэрозолей, применяется для очистки газа от полидисперсных радиоактивных аэрозолей. Состоит из трех узлов: камеры смешения, конденсаторной и сепараторной. Конструктивно представляет собой трехходовой кожухотрубный аппарат с мультициклоном на выходе для сепарации аэрозольных частиц. К очищаемому газу добавляют насыщенный водяной пар, который, конденсируясь, способствует укрупнению частиц аэрозолей. Проектная эффективность очистки – более 98÷99%, но в реальных условиях она ниже - 56÷88%. Частицы размером менее 1 мкм улавливаются в незначительной степени, по мере увеличения размера частиц эффективность увеличивается, и для частиц размером 5 мкм достигается максимум (коэффициент очистки более 103). К недостаткам следует отнести необходимость поддержания постоянной скорости (расхода) газа, в то время, как на производстве он образуется неравномерно. Для решения данной проблемы нехватку газа компенсируют по необходимости подачей сжатого воздуха.
В условиях радиохимического производства СОТАРы выполняют роль аппаратов предварительной очистки газов. Обычно после них стоят стекловолокнистые фильтры для грубой и тонкой очистки.
ФСГО – фильтр самоочищающийся грубой очистки. Предназначен для предварительной очистки газов от радиоактивных аэрозолей с концентрацией до 20 г/м3 с самопроизвольным выводом уловленной жидкости из фильтрующего слоя. Имеет 2 ступени очистки газов на стекловолокнистых фильтрах: I ступень – наклонные полки, II ступень – цилиндрическая вертикальная оболочка из стекловолокон меньшего диаметра. В фильтрующем слое происходит задержание капель и захваченных ими твердых частиц, их укрупнение, стекание к центру и самоочищение волокон. Однако со временем стекловолокно забивается, и приходится его промывать отмывочными растворами и периодически менять начинку аппарата. Эффективность очистки - 90÷95%, производительность - 50÷2000 м3/ч.
ФАС – фильтр аэрозольный самоочищающийся. Предназначен для очистки от аэрозолей в виде туманов с концентрацией дисперсной фазы до 3 г/м3. Работает в режиме с постоянным принудительным отводом уловленной жидкости из фильтрующего слоя. Не подлежит регенерации путем промывки жидкостью. Эффективность очистки – 99,95%, производительность - 200÷500 м3/ч.
ФАРТОС – фильтр аэрозольный регенерируемый тонкой очистки стекловолокнистый. Предназначен для тонкой очистки воздуха от аэрозолей, образующихся при диспергировании солевых растворов, кислот, органики. Фильтрующая начинка, в отличии от ФСГО, из более тонких волокон. Эффективность очистки – 99,9%, производительность - 200÷500 м3/ч.
ПФТС – промышленный фильтр тонкой очистки стекловолокнистый. Предназначен для очистки воздуха от твердых аэрозолей в режиме накопления уловленного продукта фильтрующим слоем из ультратонкого волокна (диаметром ~ 1 мкм). При эксплуатации фильтра недопустима конденсация паров на фильтрующем слое и заливание фильтра растворами. Производительность - 500÷1000 м3/ч.
Кроме того, для грубой очистки газовой смеси применяются металлические сетки, изготовленные, в зависимости от условий эксплуатации, из углеродистой либо коррозионно-стойкой стали, цветных металлов и сплавов. Они имеют следующие обозначения: с №70 по №120 – по ГОСТу; с №300 по №685 – по спецзаказу. Номера обозначают количество нитей на 10 см длины.
МКФ – микрофильтры, применяются для очистки воздуха от пыли. Изготавливаются из порошков коррозионно-стойких сталей. Изготавливаются следующим образом: зерна определенной фракции нагреваются до начала размягчения в специальных пресс-формах, вследствие чего они спекаются. Пористость продукта – до 55 %. МКФ позволяют задерживать частицы размером ~ 3 мкм и более. Производительность 500-1000 л/м2·ч.
Очистка высокотемпературных газов (ВТГ)
ПАВ – пенный аппарат волокнистый – очистка ВТГ после прокалки диураната аммония с улавливанием U3O8. Внешний вид и принцип действия показан на рисунке 1.
Рисунок 1. – внешний вид и принцип действия аппарата ПАВ
Барботер- холодильник (на плутониевой цепочке) – охлаждение газа, конденсация паров воды и кислоты, улавливание твердых частиц. На плутониевой цепочке – безопасного объема, на остекловывании – большого объема. Жидкий абсорбент – разбавленная азотная кислота. Охлаждение водяной рубашкой.