Purificación del aire en empresas industriales. Purificación de aire industrial

Para limpiar las corrientes de aire polvorientas antes de liberarlas a la atmósfera, se utilizan los siguientes métodos principales:

• sedimentación por gravedad;
• deposición bajo la influencia de fuerzas de inercia que surgen de un cambio brusco en la dirección del flujo de gas;
• sedimentación bajo la influencia de la fuerza centrífuga que surge del movimiento de rotación del flujo de gas;
• deposición bajo la influencia de un campo eléctrico;
• filtración;
• limpieza húmeda.

Dispositivos de eliminación de polvo seco.

Cámaras de sedimentación de polvo. El tipo más simple de dispositivo de limpieza de gases son las cámaras de sedimentación de polvo (Fig. 3.1), en las que las partículas capturadas se eliminan del flujo bajo la influencia de la gravedad. Como es sabido, cuanto menor sea la altura de la cámara de sedimentación, menor será el tiempo de sedimentación. Para reducir el tiempo de deposición, se instalan tabiques horizontales o inclinados dentro del aparato a una distancia de 400 mm o ligeramente más, que dividen todo el volumen de la cámara en un sistema de canales paralelos de altura relativamente pequeña.

Arroz. 3.1.

/ - gas polvoriento; II- gas purificado; 7 - cámara; 2 - partición

Cámaras de sedimentación de polvo Tienen dimensiones relativamente grandes y se utilizan para eliminar las partículas más grandes durante la purificación preliminar del gas.

Colectores de polvo inerciales(Figura 3.2). Se introduce en el aparato un flujo de aire cargado de polvo a una velocidad de 10-15 m/s, en cuyo interior están instaladas unas lamas, dividiendo su volumen de trabajo en dos

Arroz. 3.2.

/ - gas a purificar; II- gas purificado; III- gases polvorientos; 1 - marco; 2 -

cuchillas (persianas)

Cámaras: cámara de gas polvoriento y cámara de gas purificado. Al entrar en los canales entre las palas, el gas cambia bruscamente de dirección y al mismo tiempo disminuye su velocidad. Por inercia, las partículas se mueven a lo largo del eje del aparato y, al golpear las rejillas, son arrojadas hacia un lado, y el gas purificado pasa a través de las rejillas y se elimina del aparato.

El resto del gas (alrededor del 10%), que contiene la mayor parte del polvo, se descarga a través de otro accesorio y normalmente se somete a una limpieza adicional en ciclones. Los dispositivos de este tipo son más compactos que las cámaras de sedimentación de polvo, pero además sólo son adecuados para una limpieza profunda.

(Figura 3.3). Se introduce aire polvoriento tangencialmente en el ciclón a una velocidad de 15-25 m/s y recibe movimiento rotacional. Las partículas de polvo, bajo la influencia de la fuerza centrífuga, se mueven hacia la periferia y, al llegar a la pared, se dirigen hacia la tolva. El gas, después de haber completado entre 1,5 y 3 revoluciones en el ciclón, gira hacia arriba y se descarga a través del tubo de escape central.

En un ciclón, la fuerza centrífuga depende de la velocidad de rotación del gas, que, en una primera aproximación, puede considerarse igual a la velocidad del gas en el tubo de entrada. w.

Sin embargo, el gas se mueve a una velocidad lineal constante en el ciclón sólo durante la primera revolución, y luego el perfil de velocidad se reorganiza y el gas adquiere una velocidad angular constante co. Dado que las velocidades lineales y angulares están relacionadas por la relación w = con GRAMO, en la periferia el gas tiene una alta velocidad lineal.

Arroz. 3.3.

/ - gas polvoriento; II- gas purificado; III- partículas atrapadas; 1 - marco;

2 - tubo de escape; 3 - sedante; 4 - búnker; 5 - obturador

El grado de purificación en el ciclón primero aumenta rápidamente al aumentar la velocidad y luego cambia poco. En este caso, la resistencia aumenta en proporción al cuadrado de la velocidad. Una velocidad excesivamente alta del movimiento del gas en el ciclón conduce a un aumento de la resistencia hidráulica, una disminución del grado de purificación debido a la formación de vórtices y la eliminación de las partículas capturadas en el flujo de gas purificado.

Filtros de bolsa. Los métodos de limpieza discutidos anteriormente no capturan eficazmente partículas pequeñas (menos de 20 micrones de diámetro). Entonces, si la eficiencia de un ciclón al recolectar partículas con un diámetro de 20 micrones es del 90%, entonces las partículas con un diámetro de 10 micrones se capturan solo en un 65%. Para limpiar los flujos de partículas pequeñas se utilizan filtros de mangas (Fig. 3.4), que capturan eficazmente las partículas pequeñas y garantizan un contenido de polvo en el gas purificado inferior a 5 mg/m 3 .

El filtro es un grupo de manguitos de tela cilíndricos conectados en paralelo con un diámetro de 150-200 mm y una longitud de hasta 3 m, colocados en el cuerpo del dispositivo. Para mantener su forma, las mangas tienen anillos de alambre cosidos. Extremos superiores Las mangas están cerradas y suspendidas de un marco conectado a un mecanismo de agitación montado en la tapa del filtro. Extremos inferiores Los manguitos están asegurados con cerraduras en las tuberías de distribución.

Arroz. 3.4.

• 7 - cuerpo; 2 - mangas; 3 - marco para colgar mangas; 4 - mecanismo de agitación; 5 - colector de gas purificado; 6,7 - válvulas; 8 - búnker; 9 - tornillo de descarga
• (tubería) rejillas. En la parte superior del dispositivo hay un colector de gas purificado y válvulas para eliminar el gas purificado. 6 y para suministrar aire de purga 7. El aire polvoriento ingresa al aparato y se distribuye en mangueras separadas.

Las partículas de polvo se depositan superficie interior mangueras y el gas purificado sale del aparato. La superficie del filtro se limpia agitando las bolsas y soplando hacia atrás.

Mientras se purga el mecanismo de agitación, las mangueras se desconectan automáticamente del colector de gas purificado (válvula 6 se cierra) y se abre la válvula 7, a través de la cual se suministra aire exterior al aparato para purgar. Búnker 8 para recoger el polvo, está equipado con un tornillo para descargar el polvo y una compuerta.

La filtración se produce a velocidad constante hasta obtener una determinada caída de presión, igual a 0,015-0,030 MPa. La tasa de filtración depende de la densidad del tejido y suele ser de 50-200 m 3 / (m 2 h).

Al limpiar hilos que tienen temperatura elevada(por encima de 100 °C), se utilizan fibra de vidrio, tejido de carbono, etc. En presencia de impurezas químicamente agresivas, se utilizan fibra de vidrio y diversos materiales sintéticos.

Las desventajas de los filtros de mangas para procesar grandes volúmenes de gases son la laboriosidad del cuidado del tejido de las bolsas y el consumo relativamente grande de metal. La gran ventaja de estos filtros es alto grado limpieza del polvo fino (hasta 98-99%). Muy a menudo para limpieza previa Para eliminar el polvo grueso, se instala un ciclón delante del filtro de mangas como primera etapa de limpieza.

Precipitadores electrostáticos Se utiliza para limpiar corrientes de polvo de las partículas más pequeñas (polvo, nieblas) con un diámetro de hasta 0,01 micrones. Dado que las partículas de polvo suelen ser neutras, es necesario cargarlas. En este caso, a las partículas pequeñas se les puede dar una gran carga eléctrica y se pueden crear condiciones favorables para su deposición, que no son posibles en el campo de la gravedad o la fuerza centrífuga.

Para la comunicación con partículas suspendidas en gas. carga eléctrica el gas está preionizado. Para ello, el flujo pasa entre dos electrodos, creando una superficie no uniforme. campo eléctrico. Los tamaños de los electrodos deben variar significativamente para crear una diferencia significativa en la intensidad del campo. Normalmente, para este propósito, un electrodo se fabrica en forma de un alambre delgado con un diámetro de 1 a 3 mm, y el segundo, en forma de un cilindro coaxial con un diámetro de 250 a 300 mm o en forma de placas paralelas planas.

Debido a la importante diferencia en las áreas de los electrodos, cerca del electrodo de área pequeña se produce una descomposición local del gas (corona), lo que conduce a su ionización. El electrodo de corona está conectado al polo negativo de la fuente de voltaje. Para el aire, el voltaje crítico al que se forma una corona es de aproximadamente 30 kV. El voltaje de funcionamiento es de 1,5 a 2,5 veces el voltaje crítico y suele estar en el rango de 40 a 75 kV.

Los precipitadores eléctricos funcionan con corriente continua, por lo que la instalación de depuración eléctrica de flujos polvorientos incluye, además de los precipitadores eléctricos, una subestación de conversión de corriente eléctrica.

Los precipitadores electrostáticos con electrodos colectores hechos de tuberías se denominan tubulares y los que tienen electrodos planos, precipitadores de placas. Los electrodos pueden ser macizos o estar hechos de malla metálica.

La velocidad del movimiento del gas en un precipitador eléctrico se suele considerar de 0,75 a 1,5 m/s para filtros tubulares y de 0,5 a 1,0 m/s para filtros de placas. A estas velocidades, se pueden alcanzar tasas de purificación cercanas al 100%. La resistencia hidráulica de los precipitadores eléctricos es de 50-200 Pa, es decir. menos que los ciclones y los filtros de tela.

En la Fig. La Figura 3.5 muestra un diagrama de un precipitador electrostático tubular. En un precipitador electrostático tubular en una cámara. 1 Los electrodos colectores están ubicados. 2 altura h= 3-6 m, fabricado con tubos con un diámetro de 150-300 mm. Los electrodos de corona se extienden a lo largo de los ejes de las tuberías. 3 (diámetro 1-3 mm), que se fijan entre los marcos. 4 (para evitar que se balanceen). Marco 4 conectado al aislador del casquillo 5. El gas polvoriento ingresa al dispositivo a través de la red de distribución 6 y se distribuye uniformemente por todas las tuberías. Bajo la influencia de un campo eléctrico, se depositan partículas de polvo en los electrodos. 2 y se retiran periódicamente del dispositivo.

Arroz. 3.5.

7 - cuerpo; 2 - electrodo colector; 3 - electrodo de corona; 4 - marco; 5 - aislante; 6 - redes de distribución; 7 - puesta a tierra

En un precipitador electrostático de placas, los electrodos de corona se extienden entre superficies paralelas de electrodos colectores, cuya distancia es de 250 a 350 mm.

En la mayoría de los casos, al eliminar el polvo de los electrodos colectores, se utilizan mecanismos de agitación especiales (generalmente acción de choque). Para aumentar el rendimiento del precipitador electrostático, el gas polvoriento a veces se humedece, ya que cuando hay una gruesa capa de polvo en el electrodo, el voltaje cae, lo que conduce a una disminución en el rendimiento del dispositivo. Para operación normal En los precipitadores electrostáticos, es necesario controlar la limpieza tanto del electrodo colector como del electrodo de corona, porque el polvo que cae sobre el electrodo de corona actúa como aislante y previene la formación de una descarga de corona.

Los precipitadores electrostáticos se pueden utilizar para diversas condiciones de funcionamiento (gas caliente, gas húmedo, gas con impurezas químicamente activas, etc.), lo que hace que este tipo de equipos de limpieza de gases sean muy eficaces en la limpieza sanitaria.

En la práctica, han encontrado aplicación y unidades ultrasónicas de limpieza de gases, en el que, para aumentar la acumulación de polvo, se utiliza el agrandamiento de partículas (coagulación) influyendo en el flujo de vibraciones acústicas elásticas del sonido y frecuencias ultrasónicas. Estas vibraciones provocan la vibración de las partículas de polvo, lo que provoca un aumento en el número de colisiones y coagulaciones (partículas que se pegan cuando entran en contacto entre sí), lo que facilita enormemente la deposición.

El proceso de coagulación ocurre a un nivel de vibraciones acústicas de al menos 145-150 dB y una frecuencia de 2-50 kHz. Velocidad de flujo de polvo y gas. w sin embargo, no debe exceder el valor w, determinar - „ „ „ K R _

determinado por las fuerzas de adhesión en este sistema heterogéneo. En

w > w Se destruyen los agregados de partículas coaguladas. También existen límites para las concentraciones de fase dispersa C a las que es aconsejable realizar la coagulación en un campo sonoro: a Con 0,2 g/m 3 no se observa coagulación; mientras que a C > 230 g/m 3 la coagulación empeora debido a la atenuación de las vibraciones acústicas y grandes pérdidas de energía sonora.

La coagulación acústica encuentra aplicación industrial para el pretratamiento de corrientes de gas calientes y en el tratamiento de gases en mayor peligro(en las industrias minera, metalúrgica, gasífera, química, etc.). El contenido de polvo de las corrientes de gas industrial que entran para la limpieza puede oscilar entre 0,5 y 20 g/m 3 (con una dispersión de 0,5 a 4 micrones con predominio de fracciones más finas), la temperatura del gas - de 50 a 350 ° C, la velocidad del gas - 0,4-3,5 m/s, el tiempo de residencia del gas en el campo sonoro es de 3 a 20 s. La eficiencia de la recolección de polvo depende del consumo de gas y del tiempo de sonicación y alcanza el 96%.

En la Fig. La Figura 3.6 muestra un diagrama de la instalación de sirenas ultrasónicas (EE.UU.) en dispositivos para coagular aerosoles.

Arroz. 3.6. Esquema de colectores de polvo acústicos para coagulación de aerosoles: a, b- diferentes ubicaciones de la sirena ultrasónica en el dispositivo

Un elemento importante unidades de ventilación son dispositivos de limpieza de polvo. La limpieza se lleva a cabo si el aire de suministro y escape contiene polvo en cantidades superiores a las permitidas por las normas.

La limpieza puede ser: fina, media y gruesa.

La limpieza fina se utiliza en los sistemas de suministro para retener pequeñas fracciones de polvo (10 micrones y menos), así como durante la recirculación, cuando el aire libre de polvo se devuelve a la sala de trabajo o se mezcla parcialmente con el aire de suministro para ahorrar calor.

Durante la limpieza media, se capturan partículas de polvo que miden entre 10 y 100 micrones. Las unidades de eliminación de polvo se suministran con limpieza media. ventilación de escape.

El objetivo de la limpieza profunda es eliminar del aire de salida principalmente partículas de polvo de tamaño superior a 100 micrones. Se utiliza en los casos en que el polvo transportado por el aire está formado principalmente por partículas grandes (aserrín, cáscaras, etc.).

A veces se utiliza una limpieza en dos etapas del aire de escape y especialmente del aire de recirculación del polvo: en la primera etapa; Se atrapa el polvo grande y el polvo fino en el segundo.

La eficiencia de la purificación del aire a partir de polvo se caracteriza principalmente por indicadores de peso (gravimétricos) y se expresa como porcentaje mediante la fórmula:

donde d1 es la concentración de polvo en el aire antes de la limpieza en miligramos por 1 m 3;
d2 - concentración de polvo después de la limpieza.

Así, por ejemplo, con un contenido de polvo inicial de d1 = 100 mg/m 3 y d2 final = 10 mg/m 3, la eficiencia en peso de retención de polvo será:

La elección de uno u otro dispositivo de limpieza de polvo está determinada por la dispersión, las propiedades físicas y químicas del polvo, el grado de limpieza requerido y consideraciones técnicas y económicas. Es fundamental tener en cuenta la posibilidad de reciclar el polvo retenido.

Para una limpieza fina, se utilizan filtros de aceite y papel, ensamblados en unidades a partir de celdas separadas.

La celda del filtro de aceite es plana. caja de metal con fondos de malla. La caja está llena de anillos de acero. Las celdas se humedecen con un grado especial de aceite líquido inodoro con una viscosidad constante en un amplio rango de temperaturas. El aire, al pasar por un camino tortuoso en el filtro, deja polvo en la superficie del relleno, cubierto por una película de aceite. Periódicamente, las células contaminadas se lavan con una solución de soda caliente, se secan y se vuelven a engrasar. Además del metal, como rellenos celulares se utilizan anillos de porcelana, mallas onduladas de metal y plástico, fibra mineral, etc.

Cuando hay una gran cantidad de aire, se utilizan filtros de aceite autolimpiantes, que son una cinta de malla que se mueve continuamente en dirección vertical, para limpiarlo del polvo. Cuando la cinta pasa a través de un baño de aceite instalado en la parte inferior del filtro, se libera del polvo retenido y se renueva la capa de aceite.

Los filtros de papel se utilizan para alta dispersión y bajas concentraciones de polvo iniciales. El papel poroso (seda, alignin) se coloca en 8-10 capas sobre una malla corrugada unida a un marco de metal. Las capas de papel contaminadas con polvo se reemplazan por otras nuevas. Se utilizan filtros de papel enrollados.

Si es necesario realizar una purificación del aire muy fina (por ejemplo, de polvo radiactivo), se utilizan materiales filtrantes especiales FPP y FPA, que prácticamente garantizan una recogida completa del polvo en los llamados filtros LAIK.

La purificación del aire del polvo grueso y medio, y en algunos casos fino, utilizado en instalaciones de ventilación por extracción, se puede realizar mediante varios métodos húmedos y secos.

El polvo se forma/acumula en casi todas partes y siempre, y cada uno de nosotros nos hemos encontrado con esta triste verdad en la vida cotidiana. En producción, la situación es aún peor, ya que cualquier transferencia de materias primas sólidas o producto terminado (sin mencionar el procesamiento mecánico) se asocia a la formación de una u otra cantidad de polvo. Este polvo puede variar en tamaño y composición fraccionada de partículas, densidad, etc., pero lo principal está en el grado de peligro potencial.

No todo el mundo se da cuenta de que si hablamos de polvo fino procedente de cualquier material inflamable (partículas de harina, azúcar en polvo, polvo de madera, etc.), cuando se supera una determinada concentración volumétrica de dicho polvo en suspensión en el aire, se vuelve listo. -Munición fabricada para una explosión volumétrica, esperando su detonador. Los cursos de seguridad nos han conservado muchas historias instructivas sobre explosiones provocadas por polvo en panaderías, molinos harineros, industrias procesadoras de madera, etc. - un lector curioso podrá encontrar muchas historias documentales similares en Internet.

Cómo lidiar con el polvo en las fábricas

Existen muchos tipos de dispositivos de recolección de polvo, los más comunes incluyen:

• ciclones: dispositivos para la purificación de aire medio/grueso de polvo antiadherente y no fibroso mediante separación centrífuga en un flujo de aire giratorio;
• rotoclones (colectores de polvo giratorios): un tipo ventiladores centrífugos, que sirve para limpiar el aire del polvo grueso debido a las fuerzas de inercia;
• Los filtros mecánicos son dispositivos que utilizan mallas y materiales porosos con diferentes tamaños característicos de celdas/orificios para separar las partículas de polvo del flujo de aire que pasa (la gama de filtros para sistemas de aspiración industriales se puede ver aquí: http://ovigo.ru/ochistka -vozduxa-ot-pyili/);
• depuradores: dispositivos que utilizan líquido rociado para limpiar el aire;
• Los precipitadores electrostáticos son dispositivos construidos principalmente en torno al uso de los llamados. "descarga de corona" en gases y se utiliza para depositar polvo particularmente fino impartiéndole una carga eléctrica;
• Los filtros ultrasónicos son dispositivos de limpieza fina que utilizan ultrasonidos de alta intensidad para coagular una suspensión de partículas particularmente pequeñas.

Por supuesto, la lista anterior no es exhaustiva y el lector interesado debería consultar la literatura para obtener información más detallada.

Detalles específicos de los dispositivos de recolección de polvo.

Es importante comprender que casi cualquier polvo es un sistema polidisperso complejo, cuyas propiedades macroscópicas pueden cambiar de manera muy significativa debido a factores externos. Por tanto, un cambio en la humedad del aire puede aumentar la formación de polvo y contribuir a la aglomeración de partículas, y un simple cambio en la velocidad del flujo que las transporta puede afectar la cantidad de carga triboeléctrica volumétrica acumulada. Sería un gran error suponer que los colectores de polvo para algunos tipos de polvo/condiciones se pueden utilizar fácilmente en otras circunstancias con la misma eficacia. En la práctica, la gran mayoría de los dispositivos de recolección de polvo y unidades de aspiración Primero pasa por la etapa de ingeniería y cálculos y modelos matemáticos, optimizando así para un consumidor específico y sus detalles. condiciones de producción. De ello se deduce que al solicitar dichos dispositivos, es necesario comunicarse con el personal técnico y de ingeniería del proveedor potencial, hablando sobre la tarea en cuestión en todas las condiciones existentes. Por ejemplo, en el caso de un aumento planificado de la actividad de producción, el sistema debería diseñarse inicialmente de forma modular, es decir, con posibilidad de aumentar sección a sección la productividad de la instalación. Por supuesto, solo los profesionales pueden asesorar al consumidor sobre los métodos de recolección de polvo más óptimos y los tipos de instalación efectivos; sin embargo, para esto se les debe proporcionar información técnica precisa de manera oportuna.

En la práctica, la depuración de emisiones gaseosas procedentes de polvo o niebla se lleva a cabo en dispositivos de varios diseños, que se pueden dividir en cuatro grupos principales:

1. Colectores de polvo mecánicos (cámaras de decantación o sedimentación de polvo, captadores de polvo y salpicaduras inerciales, ciclones y multiciclones). Los dispositivos de este grupo se utilizan habitualmente para la purificación preliminar de gases;

2. Colectores de polvo húmedo (depuradores huecos, empacados o burbujeantes, aparatos de espuma, tubos Venturi, etc.). Estos dispositivos son más eficientes que los recolectores de polvo secos;

3. Filtros (fibrosos, de células, con capas voluminosas de material granular, de aceite, etc.). Los filtros de bolsa son los más comunes;

4. Precipitadores electrostáticos (dispositivos para la purificación fina de gases) que recogen partículas con un tamaño de 0,01 micrones.

Métodos de limpieza. Uno de problemas actuales Hoy se trata de la purificación del aire de diversos tipos de contaminantes. Son sus propiedades físicas y químicas las que hay que tener en cuenta a la hora de elegir uno u otro método de limpieza. Consideremos los principales métodos modernos para eliminar contaminantes del aire.

Limpieza mecanica

La esencia de este método es la filtración mecánica de partículas cuando el aire pasa a través de materiales especiales, cuyos poros son capaces de transmitir flujo de aire, pero al mismo tiempo retienen el contaminante. La velocidad y eficiencia de la filtración depende del tamaño de los poros y células del material filtrante. Cuanto mayor es el tamaño, más rápido se produce el proceso de limpieza, pero su eficiencia es menor. Por tanto, antes de elegir este método de limpieza, es necesario estudiar la dispersión de contaminantes en el ambiente en el que se utilizará. Esto permitirá realizar la limpieza con el grado de eficacia requerido y en un mínimo de tiempo.

Método de absorción. La absorción es el proceso de disolver un componente gaseoso en un disolvente líquido. Los sistemas de absorción se dividen en acuosos y no acuosos. En el segundo caso se suelen utilizar líquidos orgánicos poco volátiles. El líquido se utiliza para la absorción una sola vez o se regenera liberando el contaminante en su forma pura. Los esquemas con un solo uso de un absorbente se utilizan en los casos en que la absorción conduce directamente a la producción de un producto terminado o un producto intermedio.

Ejemplos incluyen:

· producción de ácidos minerales (absorción de SO3 en la producción de ácido sulfúrico, absorción de óxidos de nitrógeno en la producción de ácido nítrico);

· producción de sales (absorción de óxidos de nitrógeno por soluciones alcalinas para producir licores de nitrito-nitrato, absorción por soluciones acuosas de cal o piedra caliza para producir sulfato de calcio);

· otras sustancias (absorción de NH3 por el agua para producir agua amoniacal, etc.).

Los esquemas más difundidos son el uso repetido del absorbente (procesos cíclicos). Se utilizan para capturar hidrocarburos, purificar gases de combustión de centrales térmicas a partir de SO2, purificar gases de ventilación a partir de sulfuro de hidrógeno mediante el método hierro-sosa para producir azufre elemental y purificar gases monoetanolamina a partir de CO2 en la industria del nitrógeno.

Dependiendo del método para crear la superficie de contacto de las fases, se distinguen los dispositivos de absorción de superficie, de burbujeo y de pulverización.

· En el primer grupo de dispositivos, la superficie de contacto entre las fases es un espejo líquido o la superficie de una película líquida que fluye. Esto también incluye absorbentes empaquetados, en los que el líquido fluye sobre la superficie de un embalaje empaquetado desde cuerpos de diversas formas.

· En el segundo grupo de absorbentes, la superficie de contacto aumenta debido a la distribución de los flujos de gas en el líquido en forma de burbujas y chorros. El rociado se lleva a cabo haciendo pasar gas a través de un aparato lleno de líquido o en aparatos tipo columna con placas de varias formas.

· En el tercer grupo, la superficie de contacto se crea pulverizando líquido en una masa de gas. La superficie de contacto y la eficacia del proceso en su conjunto están determinadas por la dispersión del líquido pulverizado.

Los más difundidos son los absorbentes empacados (de superficie) y de placa burbujeante. Para aplicación efectiva En los medios de absorción acuosos, el componente que se va a eliminar debe estar bien disuelto en el medio de absorción y, a menudo, interactuar químicamente con el agua, como, por ejemplo, en la purificación de gases de HCl, HF, NH3, NO2. Para absorber gases con menor solubilidad (SO2, Cl2, H2S) se utilizan soluciones alcalinas a base de NaOH o Ca(OH)2. Las adiciones de reactivos químicos en muchos casos aumentan la eficiencia de la absorción debido al flujo. reacciones químicas en película. Para purificar gases de hidrocarburos, este método se utiliza con mucha menos frecuencia en la práctica, lo que se debe principalmente al alto coste de los absorbentes. Las desventajas habituales de los métodos de absorción son la formación de residuos líquidos y la complejidad del equipo.

Método de limpieza eléctrica. Este método es aplicable para partículas finas. En los filtros eléctricos se crea un campo eléctrico, al pasar a través del cual la partícula se carga y se deposita sobre el electrodo. Las principales ventajas de este método son su alta eficiencia, simplicidad de diseño y facilidad de operación: no es necesario reemplazar periódicamente los elementos de limpieza.

Método de adsorción. Residencia en limpieza quimica de contaminantes gaseosos. El aire hace contacto con la superficie. Carbón activado, durante el cual se depositan contaminantes sobre él. Este método es aplicable principalmente al eliminar olores desagradables Y sustancias nocivas. La desventaja es la necesidad de reemplazar sistemáticamente el elemento filtrante.

Se pueden distinguir los siguientes métodos principales para llevar a cabo procesos de purificación por adsorción:

· Después de la adsorción, se lleva a cabo la desorción y los componentes capturados se recuperan para su reutilización. De esta forma se capturan diversos disolventes, disulfuro de carbono en la producción de fibras artificiales y otras impurezas.

· Después de la adsorción, las impurezas no se eliminan, sino que se someten a una postcombustión térmica o catalítica. Este método se utiliza para purificar los gases residuales de empresas químico-farmacéuticas y de pinturas y barnices, de la industria alimentaria y de otras industrias. Este tipo de purificación por adsorción está económicamente justificado en bajas concentraciones de contaminantes y (o) contaminantes multicomponentes.

· Después de la limpieza, el adsorbente no se regenera, sino que, por ejemplo, se entierra o se quema junto con un contaminante fuertemente quimisorbido. Este método es adecuado cuando se utilizan adsorbentes baratos.

Purificación fotocatalítica. Es uno de los más prometedores y métodos efectivos limpieza para hoy. Su principal ventaja es la descomposición de sustancias peligrosas y nocivas en agua, dióxido de carbono y oxígeno inofensivos. Interacción entre catalizador y lámpara ultravioleta conduce a la interacción a nivel molecular entre los contaminantes y la superficie del catalizador. Los filtros fotocatalíticos son absolutamente inofensivos y no requieren sustitución de elementos de limpieza, lo que hace que su uso sea seguro y muy rentable.

Postcombustión térmica. La postcombustión es un método de neutralización de gases mediante oxidación térmica de diversas sustancias nocivas, principalmente orgánicas, en prácticamente inofensivas o menos nocivas, principalmente CO2 y H2O. Las temperaturas típicas de postcombustión para la mayoría de los compuestos están en el rango de 750-1200 °C. El uso de métodos de postcombustión térmica permite lograr una purificación del gas del 99%.

Al considerar la posibilidad y viabilidad de la neutralización térmica, es necesario tener en cuenta la naturaleza de los productos de combustión resultantes. Los productos de la combustión de gases que contienen compuestos de azufre, halógenos y fósforo pueden ser más tóxicos que las emisiones de gases originales. En este caso, es necesaria una limpieza adicional. La postcombustión térmica es muy eficaz para neutralizar gases que contienen sustancias toxicas en forma de inclusiones sólidas de origen orgánico (hollín, partículas de carbón, polvo de madera, etc.).

Los factores más importantes que determinan la viabilidad de la neutralización térmica son los costos de energía (combustible) para garantizar altas temperaturas en la zona de reacción, neutralizándose el contenido calórico de las impurezas, pudiéndose purificar la posibilidad de precalentar los gases. Un aumento en la concentración de impurezas de postcombustión conduce a una reducción significativa del consumo de combustible. En algunos casos, el proceso puede desarrollarse en modo autotérmico, es decir, el modo de funcionamiento se mantiene únicamente gracias al calor de la reacción de oxidación profunda de impurezas nocivas y al precalentamiento de la mezcla inicial con gases residuales neutralizados.

La dificultad fundamental al utilizar la postcombustión térmica es la formación de contaminantes secundarios, como óxidos de nitrógeno, cloro, SO2, etc.

Los métodos térmicos se utilizan ampliamente para purificar los gases de escape de compuestos tóxicos inflamables. Diseñado en últimos años Las unidades de postcombustión son compactas y tienen un bajo consumo de energía. El uso de métodos térmicos es eficaz para la postcombustión de polvo de gases de escape multicomponentes y cargados de polvo.

Método de lavado. Se lleva a cabo lavando una corriente de gas (aire) con líquido (agua). Principio de funcionamiento: el líquido (agua) introducido en el flujo de gas (aire) se mueve a alta velocidad, se tritura en pequeñas gotas (suspensión fina) envuelve las partículas suspendidas (la fracción líquida y la suspensión se fusionan), como resultado, se garantiza la captura de las suspensiones agrandadas. por el colector de polvo de lavado. Diseño: los colectores de polvo de lavado están representados estructuralmente por depuradores, colectores de polvo húmedo, colectores de polvo de alta velocidad, en los que el líquido se mueve a alta velocidad, y colectores de polvo de espuma, en los que el gas en forma de pequeñas burbujas atraviesa una capa de líquido ( agua).

Métodos plasmaquímicos. El método plasmaquímico se basa en hacer pasar una mezcla de aire con impurezas nocivas a través de una descarga de alto voltaje. Como regla general, los ozonizadores se utilizan a base de descargas de barrera, corona o deslizantes, o descargas pulsadas de alta frecuencia en precipitadores eléctricos. El aire con impurezas que pasa a través del plasma de baja temperatura es bombardeado con electrones e iones. Como resultado, en el entorno gaseoso se forman oxígeno atómico, ozono, grupos hidroxilo, moléculas excitadas y átomos que participan en reacciones químicas plasmáticas con impurezas nocivas. Las principales direcciones para la aplicación de este método son la eliminación de SO2, NOx y compuestos orgánicos. El uso de amoniaco, al neutralizar SO2 y NOx, produce a la salida del reactor fertilizantes en polvo (NH4)2SO4 y NH4NH3, que son filtrados.

Las desventajas de este método son:

· descomposición insuficientemente completa de sustancias nocivas en agua y dióxido de carbono, en caso de oxidación de componentes orgánicos, con energías de descarga aceptables

Presencia de ozono residual, que debe descomponerse térmica o catalíticamente.

· dependencia significativa de la concentración de polvo cuando se utilizan ozonizadores que utilizan descarga de barrera.

Método de gravedad. Basado en la deposición gravitacional de humedad y (o) partículas en suspensión. Principio de funcionamiento: el flujo de gas (aire) ingresa a la cámara de sedimentación en expansión (tanque) del colector de polvo por gravedad, en la que la velocidad del flujo disminuye y, bajo la influencia de la gravedad, se depositan las gotas de humedad y (o) las partículas en suspensión.

Diseño: Estructuralmente, las cámaras de sedimentación de los colectores de polvo por gravedad pueden ser del tipo de flujo directo, tipo laberinto o tipo estante. Eficiencia: el método gravitacional de purificación de gases permite capturar grandes partículas en suspensión.

Método catalítico de plasma. Es bonito nueva manera purificación, que utiliza dos métodos bien conocidos: plasmaquímico y catalítico. Las instalaciones que funcionan según este método constan de dos etapas. El primero es un reactor químico de plasma (ozonizador), el segundo es un reactor catalítico. Los contaminantes gaseosos, que pasan a través de la zona de descarga de alto voltaje en las celdas de descarga de gas e interactúan con los productos de la electrosíntesis, se destruyen y se convierten en compuestos inofensivos, hasta CO2 y H2O. La profundidad de la conversión (purificación) depende de la cantidad de energía específica liberada en la zona de reacción. Después del reactor químico de plasma, el aire se somete a una limpieza fina final en un reactor catalítico. El ozono sintetizado en la descarga de gas de un reactor químico de plasma llega al catalizador, donde se descompone inmediatamente en oxígeno atómico y molecular activo. Los restos de contaminantes (radicales activos, átomos y moléculas excitados) que no se destruyen en el reactor químico de plasma se destruyen en el catalizador debido a una oxidación profunda con oxígeno.

La ventaja de este método es el uso de reacciones catalíticas a temperaturas más bajas (40-100 °C) que con el método termocatalítico, lo que conduce a un aumento en la vida útil de los catalizadores, así como a un menor consumo de energía (a concentraciones de sustancias nocivas hasta 0,5 g/m³).

Las desventajas de este método son:

· alta dependencia de la concentración de polvo, necesidad de una limpieza preliminar a una concentración de 3-5 mg/m³,

· en altas concentraciones de sustancias nocivas (más de 1 g/m³), el coste del equipo y los costes operativos superan los costes correspondientes en comparación con el método termocatalítico

método centrífugo

Se basa en la deposición inercial de humedad y (o) partículas en suspensión mediante la creación de fuerza centrífuga en el campo del flujo y la suspensión del gas. El método centrífugo de purificación de gas se refiere a métodos inerciales de purificación de gas (aire). Principio de funcionamiento: el flujo de gas (aire) se dirige a un colector de polvo centrífugo en el que, al cambiar la dirección del movimiento del gas (aire) con humedad y partículas en suspensión, generalmente en espiral, se produce la purificación del gas. La densidad de la suspensión es varias veces mayor que la densidad del gas (aire) y continúa moviéndose por inercia en la misma dirección y se separa del gas (aire). Debido al movimiento del gas en espiral, se crea una fuerza centrífuga que es muchas veces mayor que la fuerza de la gravedad. Diseño: Estructuralmente, los colectores de polvo centrífugos están representados por ciclones. Eficiencia: se deposita polvo relativamente fino, con un tamaño de partícula de 10 a 20 micras.

No se olvide de los métodos básicos para limpiar el aire del polvo, como la limpieza en húmedo, la ventilación regular, el mantenimiento de un nivel óptimo de humedad y régimen de temperatura. Al mismo tiempo, elimine periódicamente las acumulaciones en la habitación de una gran cantidad de basura y elementos innecesarios que son "recolectores de polvo" y no cumplen ninguna función útil.

Diagramas básicos, fórmulas, etc. que ilustran el contenido.: los diagramas se dan en el texto

Preguntas para el autocontrol:

1. ¿Qué es la atmósfera?

2. ¿Qué es el smog? ¿En qué se diferencia el tipo de smog de Los Ángeles del tipo de smog de Londres?

3. ¿Cuáles son los métodos de limpieza? aire atmosférico¿Sabes?

4. ¿Cómo se clasifica la contaminación del aire?

5. ¿Cómo se clasifican las fuentes de contaminación del aire?

6. ¿Cuáles son las principales formas de prevenir la contaminación del aire presentadas en la conferencia?

1. Akimova T.A., Haskin V.V., Ecología. Hombre-economía-biota-medio ambiente., M., "UNIDAD", 2007

2. Bigaliev A.B., Khalilov M.F., Sharipova M.A. Lo esencial ecología general Almaty, “Universidad de Kazajstán”, 2006

3. Kukin P.P., Lapin V.L., Ponomarev N.L., Serdyuk N.I. Seguridad vital. Seguridad de los procesos tecnológicos y productivos (OT). – M.: Escuela de posgrado, 2002. – 317 p.

CONFERENCIA 5. Limpieza y reutilizar aguas de proceso y aguas residuales industriales.

Objetivo:

Explorar métodos modernos tratamiento de aguas residuales

Tareas:

- Estudiar la capa líquida de la Tierra.

Saber problemas ecológicos relacionado con la escasez agua dulce y la contaminación de las aguas superficiales.

Ser capaz de distinguir entre métodos de tratamiento de aguas residuales.

Características de la capa de agua de la Tierra. Propiedades del agua.

Fuentes y niveles de contaminación de la hidrosfera.

Consecuencias ambientales contaminación de la hidrosfera.

Aguas residuales y su clasificación.

Métodos de tratamiento de agua.

Maud. "UVP-1200A" y mod. "UVP-2000A".

diseñado para eliminar y limpiar el aire de abrasivos, metales, etc. El polvo, las pequeñas virutas que se generan durante el funcionamiento de las máquinas afiladoras, rectificadoras y cortadoras, se pueden utilizar al trabajar con piedra y vidrio. Las unidades realizan una depuración del aire en dos etapas (mediante un ciclón seco y un bloque de filtros de mangas). Después de la limpieza, el aire vuelve a la habitación. Los residuos se acumulan en una caja metálica (en la parte inferior de la instalación). Instalaciones para la depuración del aire procedente de polvos abrasivos mod. " " y mod. " " Disponer de un sistema de regeneración manual del filtro (agitación). Diseño enmáquinas para la purificación del aire a partir de polvos abrasivos mod. " " y mod. " " asegura eficiencia en la preparación para el trabajo sin organizar un lugar especial, tiene ruedas y se puede mover fácilmente.

Características distintivas:
- durante la estación fría, queda aire caliente en la habitación;
- no requiere un lugar especialmente equipado;
- eficiencia en la preparación para el trabajo;
- facilidad de mantenimiento.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS UVP-1200A, UVP-2000A

Capacidad de aire, m 3 /h
Vacío creado, Pa
Tamaño medio medio de las partículas capturadas, micras
Capacidad del contenedor de polvo, m 3
Número de tubos de entrada, uds.
Diámetro de los conductos de aire, mm.
Distancia máxima a las máquinas, m
Grado de purificación del aire, %
Nivel de ruido, dBa
Potencia del motor del ventilador, kW
Dimensiones, mm
Peso, kilogramos

FILTROCICLÓN FKC

Diseñado para limpiar el aire del polvo grueso, medio y fino generado en los siguientes procesos tecnológicos: rectificado, corte, torneado, elaboración de moldes de fundición, arenado y granallado, vertido de materiales polvorientos, etc. Las pequeñas dimensiones combinadas con un alto rendimiento permiten crear sistemas de limpieza de polvo locales en las proximidades de las fuentes de polvo.
El uso de materiales filtrantes modernos permite purificar eficazmente el aire contaminado y devolverlo purificado al área de trabajo.