Классификация дисперсных систем

Примеси поступают в атмосферу в виде газов, паров, жидких и твердых частиц. Газы и пары образуют с воздухом смеси, а жид-кие и твердые частицы – аэрозоли (дисперсные системы). Основ-ной параметр, характеризующий взвешенные частицы, – это их размер, который колеблется от 0,1 до 850 мкм. Из этой гаммы наи-более опасны частицы от 0,5 до 5 мкм, поскольку они не оседают в дыхательных путях и именно их вдыхает человек. Виды аэрозолей в зависимости от размера частиц:

пыль (размеры твердых частиц более 1 мкм): крупнодис-персная (размер частиц более 50 мкм), среднедисперсная (50... …10 мкм), мелкодисперсная (менее 10 мкм);

• дым (размеры твердых частиц менее 1 мкм);

• брызги (размер жидких частиц свыше 10 мкм);

• туман (размер жидких частиц менее 10 мкм): супертонкий (до 0,5 мкм), тонкодисперсный (0,5...3,0 мкм), грубодисперсный (3...10 мкм).

Следует отметить, что аэрозоли чаще полидисперсные, т.е. со-держат частицы различного размера.

Классификация промышленных пылей в зависимости от механизма образования

Промышленные пыли в зависимости от механизма их образо-вания подразделяют на четыре класса: 1) механическая пыль – образуется в результате измельчения продукта в ходе технологического процесса;

2) возгоны – возникают в результате объемной конденсации паров веществ при охлаждении газа, пропускаемого через техно-логический аппарат, установку или агрегат; 3) летучая зола – содержащийся в дымовом газе во взвешен-ном состоянии несгораемый остаток топлива, образуется в процес-се горения из входящих в его состав минеральных примесей;

4) промышленная сажа – входящий в состав промышленного выброса твердый высокодисперсный углерод, образуется при не-полном сгорании или термическом разложении углеводородов.

Основные характеристики систем очистки газообразных выбросов

Нормирование качества воздуха и нормирование выбросов

ПДКрз – предельно допустимая концентрация вредного (за-грязняющего) вещества в воздухе рабочей зоны – это такая кон-центрация вещества в воздухе, которая не вызывает у работающих людей при ежедневном восьмичасовом вдыхании в течение всего рабочего стажа заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непо-средственно в процессе работы или в отдаленной перспективе. ПДКсс – предельно допустимая среднесуточная концентрация вредного (загрязняющего) вещества в воздухе населенных мест – это такая концентрация вещества в воздухе населенного пункта, которая не оказывает на человека прямого или косвенного дейст-вия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания. ПДКмр – предельно допустимая максимальная разовая концентра-ция вредного (загрязняющего) вещества в воздухе населенных мест – это такая концентрация, которая не вызывает рефлекторных реакций в организме человека.

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе не-скольких веществ, обладающих суммирующим действием, сумма отношений концентраций веществ-загрязнителей к их ПДК не должна превышать единицы: где Сi – фактическая концентрация i-го вредного вещества в атмо-сферном воздухе; ПДКi – предельно допустимая концентрация i-го вредного вещества в атмосферном воздухе. ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны, где человек находится ограниченное время, выше ПДК вредного вещества в воздухе населенных мест ,1ПДКC1≤Σ=niii Нормирование количества выбросов является промежуточным этапом снижения загрязнения природной среды. Концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе населенного пункта за-висит от количества этих веществ, выбрасываемых всеми источ-никами загрязнения. Чтобы концентрации загрязняющих веществ не превышали ПДК, т.е. не создавались условия, опасные для здо-ровья населения, для каждого источника загрязнения устанавлива-ется предельно допустимый выброс. Иначе говоря, ПДВ – это мак- симально допустимое к выбросу в атмосферный воздух количест-во загрязняющих веществ данным источником загрязнения в еди-ницу времени

Методы очистки газовых выбросов от взвешенных частиц

По агрегатному состоянию загрязнители воздуха могут быть твердыми, жидкими (объединим их понятием «взвешенные части-цы») или газо(паро-)образными примесями. Все процессы извлечения из загрязненного газа взвешенных частиц состоят, как правило, из двух операций: осаждение частиц пыли или капель жидкости на сухих или смоченных поверхностях; удаление осадка с поверхностей осаждения. Основная операция – осаждение. По ней классифицируются все пылеуловители. Для очистки выбросов от жидких и твердых примесей применяют различные конструкции улавливающих ап-паратов, работающих по следующим принципам осаждения:

• инерционного – путем резкого изменения направления век-тора скорости движения выброса, при этом твердые частицы под действием инерционных сил будут стремиться двигаться в преж-нем направлении и попадать в приемный бункер; • гравитационного – под действием гравитационных сил из-за различной кривизны траекторий движения составляющих выброса (газов и частиц), вектор скорости движения которого направлен горизонтально;

• центробежного – под действием центробежных сил путем придания выбросу вращательного движения внутри циклона, при этом твердые частицы отбрасываются центробежной силой к стен-ке, так как центробежное ускорение в циклоне до тысячи раз больше ускорения силы тяжести, что позволяет удалить из выбро-са даже весьма мелкие частицы;

• «жидкостного», т.е. осаждения частиц пыли на поверхность капель (или пленки) жидкости под действием сил инерции и бро-уновского движения;

электростатического – под действием электростатических сил путем создания в системе очистки неоднородного электриче-ского поля (в зазоре между коронирующим и осадительным элек-тродами), через которое проходит загрязненный газ. Отрицательно заряженные частицы движутся к осадительному электроду, поло-жительно заряженные оседают на коронирующем;

• путем механической фильтрации – фильтрации выброса че-рез пористую перегородку (с волокнистым, гранулированным или пористым фильтрующим материалом), в процессе которой аэро-зольные частицы задерживаются, а газовая составляющая полно-стью проходит через нее.

Процесс очистки от вредных примесей характеризуется тремя основными параметрами: 1) общей эффективностью очистки (E); 2) гидравлическим сопротивлением (Δр); 3) производительностью (Q).