Кочнов Юрий Михайлович

Кочнов Юрий Михайлович Доцент НИТУ «МИСи. С» 1. Экология металлургического производства Часть 2 Защита атмосферного воздуха

1. Экология металлургического производства Часть 2. Защита атмосферного воздуха 1. Методы защиты окружающей среды от выбросов загрязняющих веществ; 2. Пыле газоочистные установки (ПГУ); 3. Системы очистки газов металлургических агрегатов.

Тема 1. Методы защиты окружающей среды от выбросов загрязняющих веществ

Источники загрязнения атмосферу

Характеристика источников загрязнения атмосферы

Инвентаризация источников выбросов Инвентаризация выбросов – это систематизация сведений о распределении источников на территории предприятия, параметрах источников выбросов, количестве и составе выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТКЛИ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ: Валовый выброс (т/год) количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, при среднегодовых значениях эксплуатационной нагрузки и времени работы источника выделения, в том числе среднегодовой эксплуатационной эффективности работы пылегазоочистного оборудования, при использовании сырья, топлива и материалов, отраженного в бухгалтерской и другой отчетности предприятия. Максимально разовый выброс (г/с) количество загрязняющего вещества, выбрасываемого в атмосферу, при проектной (номинальной) нагрузке и условиях эксплуатации оборудования, не связанной с нарушением технологического процесса и определяемого по пробе, отобранной за 20 30 минутный интер вал времени.

Мероприятия направленные на снижение негативного воздействия на окружающую среду выбросов загрязняющих веществ 1. Планировочные мероприятия; СЗЗ ПРОМЫШЛЕННОЕ ЖИЛОЙ ПРЕДПРИЯТИЕ МАССИВ 2. Технологические мероприятия; 3. Рассеивание выбросов в атмосферном воздухе; 4. Очистка газов;

Рассеивание выбросов загрязняющих веществ в атмосферном воздухе n Согласно ОНД 86: n (1) n (2) n (3)

Распространение 1 струи дыма при различных градиентах температуры в 2 приземном слое 3 4 5

Пример проведения расчета рассеивания с использованием программы «Эколог. Вер. 3»

Определение эффективности очистки газов М 1 М 2 ГОУ V 1, сi 1 V 2, сi 2 М Эффективность (степень) очистки ( ) – величина, показывающая, какая доля загрязняющего вещества, поступившего в газоочистной аппарат, будет уловлена. Коэффициента проскока ( ) – величина, показывающая, какая доля загрязняющего вещества, поступившего в газоочистной аппарат, пройдет без очистки. где М 1 масса загрязняющих веществ, поступающих в ГОУ, г; М 2 масса загрязняющих веществ, выходящих из ГОУ, г; М масса загрязняющих веществ, уловленных ГОУ, г.

Эффективности очистки газов при последовательной работе аппаратов 1 2 3 М 1 М 3 М 4 М 2 ГОУ -1 ГОУ -2 ГОУ -3

Эффективности очистки газов при параллельной работе аппаратов М 1. 1, М 2. 1, с1. 1 ГОУ 1 с2. 1 η 1 V 1. 1 V 2. 1 М 1. 2, М 2. 2, ηобщ с1. 2 ГОУ 2 с2. 2 η 2 V 1. 2 V 2. 2 М 1. 3, М 2. 3, с1. 3 ГОУ 3 с2. 3 η 3 V 1. 3 V 2. 3

Аэродисперсные системы n Дисперсными называют системы, состоящие из мелкораздробленных частиц (дисперсная фаза) распределенных в какой либо дисперсной среде (воде, растворе, воздухе) n Аэрозоли – аэродисперсные системы в которых взвешенные частицы распределены в газообразной дисперсной среде. Типы аэрозолей: n Пыли – дисперсные системы, в которых в газообразной дисперсной среде распределены твердые частицы дисперсного (механического) происхождения; n Дымы – дисперсные системы, в которых в газообразной дисперсной среде распределены твердые частицы конденсационного (термо химического) происхождения; n Туманы дисперсные системы, в которых в газообразной дисперсной среде распределены жидкие частицы (дисперсная фаза). n Смог (Smog (Смог) = Smoke (дым)+ fog (туман) особый класс аэродисперсных систем крупных городов, состоящий из частиц различного происхождения

Дисперсность Дисперсные системы бывают: n Монодисперсные – когда дисперсная фаза состоит из частиц одного размера; n Полидисперсные – когда дисперсная фаза состоит из частиц разного размера. В зависимости от размера взвешенные частицы делят по фракциям (мкм): n Высокодисперсные (имеют размер менее 10 1 мкм) n Грубодисперсные (имеют размер более 10 мкм). n Фракцией называют массовую долю частиц, размеры которых находятся в интервале значений, принятых в качестве нижнего и верхнего пределов. Для характеристики размеров частиц правильной формы пользуются их диаметром (d, мкм) Для характеристики размеров частиц неправильной формы пользуются: Эквивалентным диаметром (dэ, мкм), т. е. диаметром шара объем которого равен объему частиц неправильной формы; Седиментационным диаметром (dс, мкм) – диаметр шара, скорость осаждения которого равна скорости осаждения частиц неправильной формы.

Фракционный состав пыли Фракционное распределение частиц по размерам можно задать: 1. числом частиц по размерам; 2. массой частиц по размерам; 3. поверхностью частиц по размерам. Табличный метод представления распределения частиц по размерам: Размер частиц, d, мкм 0 10 50 50 100 Более 100 Массовая доля частиц, Фi, 10 20 40 30 %

Графический способ представления распределения частиц пыли по размерам . dm среднемедианный размер частиц, мкм, показывающий, начиная с какого размера доля частиц не превышает 50%, среднеквадратичное отклонение функции распределения ч , которое можно определить из выражения:

Свойства пылей необходимые для выбора ПГУ 1. Свойства вещества, из которого состоят частицы (химический состав, упругость, твердость, электропроводность, диэлектрические и магнитные свойства, растворимость); 2. Свойства индивидуальных частиц (размеры, форма, шероховатость, поверхностные свойства); 3. Свойства пылевидного материала (дисперсный состав, угол естественного откоса, распыляемость, комкуемость); 4. Свойства пылевого слоя (плотность упаковки, прочность контактов между частицами).

Фракционный коэффициент очистки n Эффективность улавливания частиц различного размера характеризует фракционный коэффициент очистки ( фр), который представляет собой долю частиц данной фракции (размера), осаждаемую в пылеулавливающем аппарате о = + + +…+ = где фр1 , фр2 , фр3 , …, фр. n - фракционные коэффициенты очистки пыли фракций, соответственно, 1, 2, 3, …, n; Ф 1, Ф 2, Ф 3, …, Фn - доля частиц конкретной фракции, соответственно, 1, 2, 3, …, n, %. Ф 1 вых= Ф 2 вх= Ф 1 вх где Ф 1 вх, Ф 1 вых - содержание данной фракции на входе и на выходе в первый аппарат и на выходе из него, %; фр1 - фракционные коэффициенты очистки данной фракции в первом аппарате; 1 о - общий коэффициент очистки первого аппарата

Классификация пылегазоочистных аппаратов

Пылеосадительные камеры L B Запыленный газ Очищенный газ wг wп wв H h Пыль Vг = LBwв = LB d=

Инерционные пылеуловители Жалюзийный пылеуловитель Радиальный пылеуловитель

Центробежные пылеуловители Очищенный Циклоны газ 0, Запыленный газ 67 D 2, 26 D 0, 6 D D 4, 5 Основные типы циклонов: 6 D а — конструкции НИИОгаза; б — конструкции ЛИОТ; D Прямоточный в — конструкции СИОТ. 2 D 0, циклон 2 D 0, 3 D Циклон НИИОгаз серии ЦН Циклоны НИИОгаза: а – СДК ЦН Схема групповой компоновки циклонов: 33; б СК ЦН 34; в – СК ЦН 22. а – двухрядной; б групповой.

Центробежные пылеуловители Батарейные циклоны Элементы батарейных циклонов: 1 — корпус элемента; 2 — выхлопная труба; 3 — винт; Общий вид батарейного циклона типа БЦ 2 4 — розетка

Центробежные пылеуловители Ротационные пылеуловители: Вихревые пылеуловители а — вентилятор пылеуловитель; б — ротоклон Д

Механизмы процесса фильтрации Суммарный коэффициент захвата: 1. Механизм касания (прямого зацепления) R = r/r 0 для вязкого обтекания б) для потенциального обтекания 2. Инерционный механизм Stk = d 2 w 3 ч/18 do 3. Диффузионный механизм Ре = 2 r 0 w/DД 4. Гравитационный механизм G — седиментационный параметр 5. Электростатический механизм

Волокнистые фильтры Волокнистыми фильтрами называют пористые перегородки, составленные из беспорядочно расположенных, однако более или менее равномерно Схема волокнистого фильтра: распределенных по объему волокон, каждое 1 — фильтрующий материал; из которых принимает участие в осаждении 2 — клинообразная рамка аэрозольных частиц Волокнистые фильтры делят на: 1. Тонковолокнистые (волокна 0, 01 100 мкм) 2. Глубокие (грубые волокна лобовой слой и тонкие волокна на выходе) 3. Грубоволокнистые (для улавливания частиц крупнее 1 мкм). Волокнистый уловитель типа ФВГ Т

Тканевые фильтры Схема рукавного фильтра с обратной Схемы регенерации тканевых фильтров продувкой и встряхиванием

Некоторые свойства фильтровальных материалов Устойчивость к воздействию Удлинени Удлинени Средни Влагоемкость, е й Основное Термостой Пористост %, при при диаметр Горючесть волокно кость, ь, % Т=20 о. С, о. С кислот щелочей разрыве, волокна, φ=65% % мкм Хлопок 65— 80 ОП X 7— 8 20 60 Да 7— 8, 5 Шерсть 80— 100 У ОП 30— 40 27 86 Да 13— 15 Нитрон 130 X—У У 15— 17 24 83 Да 0, 9 2 Лавсан 130 X У—П 15— 25 20 75 Да 0, 4 Оксалон 220— 250 X Да Стекло 250— 300 X У—П 3— 4 8 55 Нет 0, 3 Примечания. 1. Условные обозначения: ОХ — очень хорошая; X — хорошая; У — удовлетворительная; П — плохая; ОП — очень плохая. 2. В таблице приведены ориентировочные значения, которые могут сильно изменяться применении комбинированных тканей, например шерсть с капроном и т. п.

Установка рукавных фильтров

Зернистые фильтры Насыпные фильтры Фильтры с движущимся слоем

Мокрые пылеуловители. Промыватели. Форсуночные скрубберы Общий вид форсуночного скруббера для охлаждения и увлажнения доменного газа: 1 — клапан с контргрузом; 2 — смывной патрубок; 3 — сливной канал; 4 — гидрозатвор; S — люк; 5 — регулирующие задвижки; 7 — подвод воды к зонам орошения; 8 — свеча; 9— 12— зоны орошения; 13 — промывочные задвижки.

Мокрые пылеуловители. Промыватели. Скрубберы Вентури

Мокрые пылеуловители. Промыватели. Динамические газопромыватели Наиболее типичными представителями этой группы пылеуловителей являются дезинтеграторы, вентиляторы, мокрые пылеуловители (типа ВМП), вентиляторные скрубберы (ротоклон W) и некоторые другие. Скоростной золоуловитель типа МВ ВТИ: 1 — каплеуловитель; 2 — труба распылитель; 3 — форсунки.

Мокрые пылеуловители. Жидкопленочные. Центробежные аппараты Схема центробежного скруббера: Циклон промыватель конструкции СИОТ: 1 оросительные сопла; 1 – выход очищенного газа; 2 - корпус; 2 – подвод орошающей жидкости; 3 — входной патрубок; 3 — вход очищаемого газа; 4 — смывные сопла; 4 — форсунка; 5 — выходной патрубок; 5 —бункер; 6— оросительный коллектор; 6— корпус 7 — гидрозатвор

Мокрые пылеуловители. Жидкопленочные. Ударно-инерционные аппараты Аппараты ударно инерционного действия: а — ударно инерционный пылеуловитель; Ротоклон типа N: б — скруббер Дойля. 1 — вход газов; 1 — резервуар с жидкостью; 2 — направляющие лопатки (импеллеры) ; 2 — шламоотвод; 3 — брызгоотбойник; 3—слив; 4 — выход газов 4 — рассекающий конус; 5 — входной патрубок; 6 — брызгоуловитель; 7 — ввод жидкости

Мокрые пылеуловители. Жидкопленочные. Тарельчатые аппараты Тарелки пенного аппарата: а — щелевая; б — дырчатая Тарельчатые аппараты: а —с провальными тарелками; б —с переливом. — корпус; 2 — ороситель: 3 — тарелка; Стабилизатор пены 4 — порог; 5 — сливной отсек.

Электрическая очистка газов Ионизация газа в электрическом Зависимость силы тока i коронного разряда от поле плоского конденсатора величины приложенного напряжения в цилиндрическом конденсаторе Принципиальные схемы электрофильтров: 1 — коронирующий электрод; 2 — осадительный электрод; 3 — выпрямитель; 4 — трансформатор

Электрическая очистка газов Явление запирания короны Движение частиц под действием Влияние слоя пыли, образующегося на электрического ветра: осадительном электроде на работу 1 — осадительный электрод; электрофильтра: 2 — коронирующий электрод; а — снижение рабочего напряжения; 3 — коронирующие точки; б — образование обратной короны; 4 — траектории движения молекул газа 1 — осадительный электрод; 2 — коронирующий электрод; 3 — слой пыли; 4 — поры и трещины в слое пыли

Элементы конструкций электрофильтров Плоские осадительные электроды: Различные виды коронирующих электродов а — листовые; б — прутковые механизм встряхивания электродов Опорные изоляторы унифицированных электрофильтров типы осадительных электродов сложного профиля

Схема трехпольного фильтра серии ЭГА

Общий вид установки электрофильтра типа ЭГА с циклонами ЦН для предварительной очистки газов от грубой пыли

Общий вид мокрого трубчатого электрофильтра типа ШМК: Разводка воды непрерывной промывки электродов электрофильтра ДМ: а — общий вид; б — подвод воды к осадителыюму электроду; 1 — отверстия для выхода воды; 2 — регулирующая насадка; 3 — корпус электро фильтра; 4 — 1 — кислотоупорная футеровка; 2 — винипластовые задвижка; 5 — коллектор; 6 — подвод осадительные электроды; 3 — винипластовая опорная воды; 7 — прокладка; в — осаднтельные решетка; 4 — коронирующий электрод звездообразного электроды; 9 — коронирующий электрод; сечения; 5 — подвесные тяги; 6 — защитные 10 — крюк подвеса коронирующего коронирующие диски; 7 — изоляторные коробки; 8 — электрода; 11 —дно водного отсека газораспределительные решетки

Общий вид мокрого трубчатого электрофильтра типа ШМК: Разводка воды непрерывной промывки электродов электрофильтра ДМ: а — общий вид; б — подвод воды к осадителыюму электроду; 1 — отверстия для выхода воды; 2 — регулирующая насадка; 3 — корпус электро фильтра; 4 — 1 — кислотоупорная футеровка; 2 — винипластовые задвижка; 5 — коллектор; 6 — подвод осадительные электроды; 3 — винипластовая опорная воды; 7 — прокладка; в — осаднтельные решетка; 4 — коронирующий электрод звездообразного электроды; 9 — коронирующий электрод; сечения; 5 — подвесные тяги; 6 — защитные 10 — крюк подвеса коронирующего коронирующие диски; 7 — изоляторные коробки; 8 — электрода; 11 —дно водного отсека газораспределительные решетки

Общий вид двухзонного электрофильтра типа Рион -1, 4 с автоматической очисткой осадительных электродов Принципиальная схема двухзонного электрофильтра: а — ионизатор; б — осадитель. 1, 2 — положительные и отрицательные электроды ионизатора; 3, 4 — положительные и отрицательные 1 — решетка для выхода воздуха; электроды осадителя. 2 — осадитель; 3 — масляная ванна; 4 — решетка для входа воздуха; 5 — ионизатор

Система очистки газов 6 5 3 4 2 1 1 - источник выделения загрязняющих веществ, 2 - устройство отвода газов от источника их выделения, 3 - система газоходов, 4 - аппарат или группу аппаратов очистки газов, 5 - тягодутьевой агрегат, 6 - дымовая труба или иное устройство для выброса газов в атмосферу.

Установка очистки газа (ГОУ) ГОУ - совокупность сооружений, оборудования и аппаратуры, предназначенных для отделения из отходящих газов или аспирационного воздуха загрязняющих веществ, превращения их в безвредное состояние, накопления, транспортирования и выгрузки образующихся при этом продуктов. В состав ГОУ входят: n один или несколько расположенных последовательно или параллельно однотипных (разнотипных) аппаратов и устройств, осуществляющих избирательный процесс извлечения, обезвреживания загрязняющих веществ, отходящих от источников их выделения; n тягодутьевой агрегат предназначенный для перемещения загрязненного и очищенного газа (воздуха); n вспомогательное оборудование и контрольно-измерительные приборы.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ