5120
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
С.С. Козлов
МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям по дисциплине «Методы очистки
вентиляционных выбросов» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01. Строительство, профиль Теплогазоснабжение и вентиляция
Нижний Новгород
2016
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
С.С. Козлов
МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям по дисциплине «Методы очистки
вентиляционных выбросов» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01. Строительство, профиль Теплогазоснабжение и вентиляция
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
УДК 697.9
Козлов С.С. Методы очистки вентиляционных выбросов. [Электронный ресурс]: учеб. - метод. пос. / С.С. Козлов; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 39 с; ил. 27 электрон. опт. диск (CD-RW)
Ключевые слова: фильтры, пылеуловители, степень очистки
Приведены теоретические и практические материалы по методам очистки вентиляционных выбросов на основе современных достижений отечественной и мировой практики в области обеспечения микроклимата в зданиях различного назначения
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения лабораторной по направлению подготовки 08.03.01. Строительство,
профиль Теплогазоснабжение и вентиляция
© С.С. Козлов, 2016 © ННГАСУ, 2016.
3
Содержание
Основные определения и положения |
4 |
Элементы очистки приточного и вытяжного воздуха и вытяжного |
|
воздуха |
6 |
Классификация фильтров |
7 |
Классификация пылеуловителей |
8 |
Классификация систем очистки газовых выбросов |
10 |
Разновидность пылеуловителей |
12 |
Пылеосадительные камеры (ПОК) |
12 |
Инерционные ПУ |
15 |
Циклоны |
17 |
Жалюзийные пылеуловители. |
26 |
Центробежные ПУ. |
29 |
Вихревые ПУ |
34 |
Мокрые ПУ |
34 |
Гидрофильтры |
36 |
Пылеуловитель тонкой очистки |
36 |
Библиографический список |
37 |
4
Основные определения и положения
Вредные вещества – вещества, для которых органами СаНПиН надзора устанавливается предельно допустимая концентрация (ПДК). ПДК различают:
1)Максимально разовая
2)В рабочей зоне
3)Среднесуточная
Максимально разовая ПДК – такая концентрация вредных веществ которые отбираются в течении 20 минут с максимальным выбросом
ПДК в рабочей зоне – такая концентрация при которой при ежедневной работе (кроме выходных) в течении 8 часов в день или друной продолжительностью, но не менее 41 часа в неделю в течении всего
рабочего стажа не вызывает заболеваний или отклонения здоровья Среднесуточная ПДК – осредненное значение концентраций
вредных веществ в течении суток.
При определении ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе следует учитывать, что некоторые из них могут вступать в химические реакции между собой, образуя более токсичные вещества.
При однонаправленном воздействии необходимо соблюдать следующее неравенство:
C1 |
+ |
C2 |
+ ... + |
Cn |
≤ 1 |
ПДК1 |
ПДК2 |
ПДКn |
C1 , C2 , … Cn , - концентрация вредных веществ в воздухе, мг/м3;
ПДК1 , ПДК2 , … ПДКn – предельно допустимые концентрации, мг/м3.
Все вредные вещества, выбрасываемые в атмосферу с потоком воздуха называются аэрозолями.
Аэрозоль – дисперсная система, состоящая из взвешенных в газовой среде, мелких частиц. В зависимости от вида образования выделяют:
5
Пыль – это аэрозоль с твердыми частицами, полученными в
результате измельчения или взаимодействия между собой твердых тел Дым – это аэрозоль с твердыми частицами, образованные в
результате конденсации перенасыщенных паров на твердых частицах Туман – это аэрозоль с жидкими частицами, образованные в
результате конденсации перенасыщенных паров жидкости, а так же в
результате диспергирования жидкости с помощью форсунок Смог – смесь тумана и дыма.
Основными критериями вредных веществ являются:
1.Дисперсность – это совокупность размеров частиц вредного вещества, которая имеет следующую градацию:
а) Размер в свету в наименьшем отверстием сита, через которое еще
проходят данные частицы при световом определении дисперсного состава; б) Диаметр условно-сферической частицы, обладающей такой же
плотностью и скоростью падения вблизи среды при определении дисперсного состава методом воздушного просеивания. Влажная дисперсная среда также обладает скоростью.
2.Степень опасности – все вещества делятся на:
а) Вещества чрезвычайно-опасные б) Вещества взрывоопасные в) Вещества умеренно-опасные г) Вещества малоопасные
3. Классы опасности по взрывопожарности а) Наиболее взрывопожароопасные вещества с низким пределом взрываемости (до 15 г/м3)
6
б) Взрывоопасные аэрозоли с низким пределом взрываемости (16 - 65 г/м3)
в) Наиболее пожароопасные с tвосп<< 250 ˚C. г) Пожароопасные вещества с tвосп>>250 ˚C.
Воспламенение – процесс взаимодействия горения в результате нагрева пыли источником воспламенения.
В отличии от воспламенения самовоспламенение происходит в результате ускорения реакции при превышении скорости тепловыделения реакции над скоростью отвода тепла за пределы горючей смеси.
4. Самовоспламеняющиеся вещества: а) при воздействии воздуха б) при воздействии воды
в) при воздействии друг с другом
Элементы очистки приточного и вытяжного воздуха и вытяжного воздуха
Для удобства определения назначения обеспылевающего устройства их условно делят на два класса:
I. Фильтры
II. Пылеуловители
I. Фильтры – устройство, в котором с помощью фильтрующего материала
или иным способом осуществляется отделение аэрозольных частиц от фильтруемого воздуха.
II. Пылеуловители используются для очистки удаляемого воздуха, а также для рециркуляционного воздуха.
7
К основным характеристикам относятся:
Эффективность очистки (E, %) – характеристика фильтра или пылеуловителя, равная процентному отношению разности концентрации частиц до NД и после фильтра NП к концентрации до фильтра NД :
E = NД - NП ×100
NД
Пылеемкость – количество пыли, улавливаемое рециркуляционным элементом (материалом) на единицу площади.
Удельная воздушная нагрузка – это моментальный расход воздуха, проходящий через 1 м2 фильтрующего материала за единицу времени.
Сопротивление фильтра (пылеуловителя) – величина,
необходимая для подбора вентагрегата, при этом каждый фильтр (пылеуловитель) имеет начальное и конечное значения сопротивления.
Регенерируемость – показывает способность регенерации фильтра или отдельных его частей.
Классификация фильтров
Для классификации фильтров на приточном воздухе согласно ГОСТ Р 51251 – 99 «Фильтры очистки воздуха. Классификация. Маркировка» они разделяются по степеням очистки.
1.Грубой очистки
2.Тонкой очистки
3.Высокой эффективности
4.Сверхвысокой эффективности
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
Группа |
Класс (обозначение) |
Эффективность очистки, E% |
||
эффективности |
Отечеств. |
Зарубежное |
||
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
G1 |
EU1 |
<35% |
|
Грубая |
G2 |
EU 2 |
35-50% |
|
G3 |
EU 3 |
50-60% |
||
|
||||
|
G4 |
EU 4 |
60-70% |
|
|
F5 |
EU 5 |
70-80% |
|
|
F6 |
EU 6 |
80-90% |
|
Тонкая |
F7 |
EU 7 |
90-95% |
|
|
F8 |
EU 8 |
95-98% |
|
|
F9 |
EU 9 |
>98% |
|
|
H10 |
EU 10 |
>85% |
|
Высокой |
H11 |
EU 11 |
>95% |
|
H12 |
EU 12 |
>99,5% |
||
эффективности |
||||
H13 |
EU 13 |
>99,95% |
||
|
||||
|
H14 |
EU 14 |
>99,995% |
|
Сверхвысокой |
U15 |
EU 15 |
>99,9995% |
|
U16 |
EU 16 |
>99,99995% |
||
эффективности |
||||
U17 |
EU 17 |
>99,999995% |
||
|
Все выше приведенные данные определены опытным путем, классы G1-F9 эксперименты проводились
на атмосферной пыли
Классификация пылеуловителей.
Классификация пылеуловителей осуществляется эффективности и по принципу действия. В настоящее время наибольшее использование имеет комбинированная классификация.
Аэрозоли, характеризующиеся, большим разнообразием дисперсного состава и физико – химическими свойствами предлагается значительно большой ассортимент пылеуловителей. Пылеуловители в зависимости от размера эффективно улавливающий частицы, что характеризует эффективность.
|
|
|
Эффективность по массе пыли % |
|
||
Класс |
Размер, мкм |
|
при классификации по дисп. |
|
||
|
|
I |
II |
III |
IV |
V |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
I |
0,3 - 0,5 |
- |
- |
- |
80 - 99,9 |
< 80 |
II |
< 2 |
- |
- |
92 - 99,9 |
45 - 92 |
- |
III |
< 4 |
- |
99,9 |
80 - 99 |
- |
- |
IV |
< 8 |
> 99,9 |
95 - 99 |
- |
- |
- |
V |
< 20 |
> 99 |
- |
- |
- |
- |
9
Из приведенной таблицы видно, что для высокодисперсной пыли IV и V классов более или менее эффективно возможное использование пылеуловителей I класса.
Класс пылеуловителя характеризует степень очистки поэтому имеет место следующая классификация:
|
Пылеуловители |
|
Гравитационные |
|
Пылеосадочные |
простые |
|
грубой очистки |
|
|
камеры |
лабиринтовые |
|
|
|
|
|
|
Инерционного |
|
|
Пылеуловители |
|
|
|
действия |
|
|
|
|
|
Циклоны |
|
|
Пылеуловители |
средней |
|
Инерционные |
|
|
|
|
|
Жалюзийные |
|
|||
сухой очистки |
очистки |
|
|
|
|
|
|
|
|
Центробежные |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вихревые |
|
|
Пылеуловители |
|
Волокнистые |
|
|
|
|
|
Рукавные |
|
|
|
|
|
тонкой очистки |
|
|
|
|
|
|
|
Электрические |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пылеуловители |
|
Гидрофильтры |
|
|
|
|
средней |
|
Скрубберы |
|
|
|
|
очистки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насадочные |
|
|
|
Пылеуловители |
|
|
Тарельчатые |
|
|
|
|
|
Ударно- |
|
|
|
|
мокрой |
|
|
|
|
|
|
|
|
инерционные |
|
|
|
|
очистки |
Пылеуловители |
|
|
|
|
|
|
тонкой очистки |
|
(струйные) |
|
|
|
|
|
Турбулентно- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скоросные |
|
|
|
|
|
|
промыватели |
|
|
|
|
|
|
Ротационные |
|
|
|
В ниже следующей |
таблицу |
приводятся характеристики |
пылеуловителей, используемые для очистки вентиляционных выбросов.
|
|
Класс |
Область целесообразного |
|
|||||
Тип |
Вид |
прим. класс группы пыли по |
Сопротивл, |
||||||
ПУ по |
|||||||||
|
|
эфф. |
|
дисперсности |
|
Па |
|||
|
|
I |
II |
III |
IV |
V |
|
||
|
|
|
|
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Гравитац. |
Гравитац |
- |
+ |
+ |
- |
- |
- |
100 - 200 |
|
|
Циклон с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
большой |
|
|
|
|
|
|
|
|
Инерцион. |
пропускной |
V |
+ |
+ |
- |
- |
- |
400 - 600 |
|
|
способностью |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цн-15, Цн-24 |
|
|
|
|
|
|
|