Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 108 )

Рисунок 7.24 - Принцип работы циклона

По сообщениям, циклоны используются для удаления мелких частиц в отработанном воздухе сушилки, во время производства высушенной барды, и эффективность циклонов может достигать 99,97 % (см. 7.4.9.7.1), в зависимости от производственных условий и размеров частиц.

Применимость

Циклоны используются для удаления материала с размером частиц, преимущественно, > 10 мкм. Однако имеются высокоэффективные циклоны, предназначенные для функционирования даже с мелкими частицами 2,5 мкм.

Циклоны, используемые без других методов борьбы с загрязнениями, обычно не соответствуют постановлениям о загрязняющих атмосферный воздух веществах, но они могут служить в качестве предварительных очистителей для более дорогостоящих конечных средств очистки, например, тканевых фильтров (см. 7.4.3.7) или электростатических осадителей (см. 7.4.3.6). Они широко используются после операций сушки распылением и после операций измельчения, помола и кальцинирования. Промышленные установки сгорания, работающие на ископаемом топливе, обычно используют многочисленные циклоны, которые работают с более высокой эффективностью, чем одиночный циклон, и могут отделять частицы < 2,5 мкм.

Циклоны используются для удаления твердых и жидких загрязняющих атмосферный воздух веществ. В основном, их используют только для отделения крупных частиц, т. е. > 10 мкм. Они подходят для использования там, где:

- есть высокий уровень пыли в неочищенном газе;

- нет жестких требований к удалению мелких частиц;

- есть потребность в предварительном отделении и/или защите и разгрузке нагнетательных систем;

- давление является высоким, например, обеспыливание при высоком давлении;

- температура является высокой, например, обеспыливание при высокой температуре.

Экономические показатели

Малозатратный метод.

Примеры предприятий

Циклоны используются при производстве кормов для животных, сухого молока, сухих супов, сухих смесей для кексов, сладкого заварного крема, сухой барды, сухого жома из сахарной свеклы, крахмала, смесей для мороженого; обжарки, сушки и купажирования кофе, купажирования чая и смешивания солода; в основном, циклоны используются как составная часть процесса восстановления пыли из выделившегося воздуха для переработки. Они используются в секторе растительного масла для удаления мелких примесей, таких как растительные остатки, пыль, песок и выбросы влажной пыли из сырых семян масличных культур (см. 7.4.7.10).

Справочная литература

[65, Германия, 2002 г., 179, Джерджли, 2003 г.]

7.4.3.5.3 Мокрое разделение

Описание

При использовании методов динамического отделения эффективные массовые силы, т. е. гравитационная, инерционная и центробежная силы, все резко ослабевают при увеличении размера частиц. Циклоны мокрого типа являются высокоэффективным устройствами, они распыляют воду в поток отходящего газа для увеличения веса частиц и, следовательно, также удаляют мелкий материал и повышают эффективность отделения. Хотя, в сущности, это только переводит загрязняющие вещества из воздуха в воду. Сепараторы мокрого типа можно выбирать для специальных применений, например, если есть риск взрыва, связанный с пылью.

Различные виды сепараторов мокрого типа выделяются на основе характеристик их конструкций. Некоторые примеры приведены ниже:

- абсорбционные средства, такие как башенный скруббер, оросительный скруббер, абсорбер с насадкой (см. Разделы 7.4.3.7.3 - 7.4.3.8 и Таблицу 7.33);

- инжекционный скруббер, например, инжекционный скруббер, работающий при высоком давлении / с двумя веществами;

- форсуночный скруббер;

- вихревой скруббер;

- центробежный скруббер, дезинтегратор (высокопроизводительный);

- скруббер Вентури (высокопроизводительный).

Экологические эффекты от внедрения метода

Сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, например, пыли. Потенциальное повторное использование присутствующих в воздухе материалов. Может быть выгодно, если на предприятии имеется возможность повторно использовать жидкость, собирающую пыль. Восстановление продукта, например, при переработке растительного масла, собранная пыль восстанавливается и может быть добавлена обратно к муке грубого помола. Предотвращение риска пожароопасности.

Воздействие на различные среды

Потребление энергии. Образование сточных вод.

Эксплуатационные данные

При использовании мокрого отделения можно получить коэффициент отделения 80 - 90 %. При использовании циклонов можно получить концентрации выбросов мокрой пыли < 50 мг/Нм3. Таблица 7.31 показывает текущие эксплуатационные характеристики этого метода по сравнению с другими методам отделения.

Частицы пыли, присутствующие в неочищенном газе, контактируют со значительно более крупными каплями собирающей жидкости и приклеиваются к ним, а затем их можно удалить вместе с каплями. Относительно крупные пыленасыщенные капли, имеющие диаметр 50 - 200 мкм, обычно удаляют из газового потока с помощью циклонов или пластинчатых сепараторов. Циклоны обычно используются при загрузке частиц тяжелых металлов и при малых газовых потоках. При использовании пластинчатых сепараторов в высокоэффективных сепарационных аппаратах можно получить более высокие скорости сепарации и более низкие потери давления. Эти аппараты состоят из вертикально расположенных металлических или пластиковых пластин. Они могут отделять частицы крупнее 10 мкм.

Образуются сточные воды. Пыленасыщенную собирающую жидкость можно очищать и возвращать в процесс или концентрировать испарением. Сушильные установки, в частности, выпускают испарения, насыщенные водяным паром, который может содержать не только частицы загрязняющих веществ, но и запахи и газообразные загрязняющие вещества. Пример стандартов конструирования, используемых в Германии согласно стандартам «DIN» [230, Немецкий институт нормирования, 2005 г.], показан в Таблице 7.33.

Применимость

Мокрые сепараторы используются для удаления твердых и жидких загрязняющих воздух веществ, например:

-огнеопасная или вязкая пыль;

-там, где имеется опасность взрыва;

-для одновременного отделения или предварительного отделения твердых, жидких и газообразных загрязняющих веществ;

-для мелких частиц пыли (< 0,1 мкм).

Скрубберы используются в секторе ППНМ, например, для очистки ЛОС, обезжиренных кислот и запахов от рафинирования растительного масла.

Экономические показатели

Стоимость очистки сточных вод может быть значительна, в некоторых случаях даже выше, чем для средств контроля над выбросами пыли.

Справочная литература

[65, Германия, 2002 г.]

Описание	Башенный скруббер, оросительный скруббер, абсорбер с насадкой	Инжекционный скруббер, (инжекционный скруббер, работающий при высоком давлении /с двумя веществами)	Форсуночный скруббер	Вихревой скруббер	Центробежный скруббер, дезинтегратор	Скруббер Вентури
Символы согласно DIN 30600/28004
Скорость газа в контактной зоне в отношении к свободному поперечному сечению (м/с)*	1 - 5	20 - 60	5 - 15	8 - 20	25 - 70	40 - 150
Перепад давления на всем сепараторе (бар)*	1 - 25	5 - 25	Восстановление давления примерно 1 - 10	15 - 30	2 - 10(1)	30 - 200
Энергопотребление (кВт-ч/1000 м3)	0,2 - 3	0,4 - 2	1,2 - 3	1 - 2	4 - 15(1)	5 - 15
Соотношение собирающая жидкость/газ (л/м3)	1 - 5	0,5 - 5	5 - 50	Данные невозможны из-за принципа работы	1 - 3 на этап	0,5 - 5
Предел отделения (мкм)*	0,7 - 1,4	0,1 - 1	0,8 - 0,9	0,6 - 0,9	0,1 - 0,6	0,05 - 0,5
Коэффициент отделения (%)	50 - 85	90 - 95	90 - 95	90 - 95	92 - 96	96 - 98
* Примерные величины, возможны отклонения в бóльшую или меньшую сторону. 1) В дезинтеграторах потребление энергии часто значительно выше, в зависимости от эффективности и объема обрабатываемого газа. Возможно восстановление давления до 25 бар. 2) Коэффициент отделения, показанный в таблице, дает только примерное представление о возможном рабочем диапазоне. Хотя коэффициент отделения легко измерить, он позволяет сделать только ограниченные заключения об эффективности сепаратора. Например, он напрямую зависит от распределения размеров частиц входящего материала. Если распределение размеров частиц изменяется, коэффициент отделения также изменяется, даже если другие параметры остаются постоянными. Однако знание коэффициента отделения становится важным при специальном применении. Коэффициент отделения фракций является намного более подходящим параметром для оценки эффективности сепаратора.

7.4.3.6 Электростатические осадители

Описание

Электростатические осадители (EPS) используются для отделения твердых или жидких частиц от отходящих газов. Распределенные в газе частицы получают электростатический заряд, чтобы они приклеились к собирающей пластине.