Экологія
Кащеєв М.А., Владі В.А., Манзенко С.В., Кащеєв Е.М.
Перевага і недоліки застосування рукавних фільтрів в агломераційному виробництві та технічні рішення щодо підвищення ефектності газоочистки.
Вступ:
Рукавні фільтри широко поширені і ефективні апарати пиловловлювання. Їх застосовують для відділення пилу від газів і повітря в різних галузях промисловості в чорної і кольорової металургії, хімічної та нафтової промисловості, промисловості будівельних матеріалів, в текстильній, харчовій промисловості і т.д.
Рукавні фільтри являють собою апарати з корпусами прямокутної або круглої форми. Всередині корпусів підвішені рукави діаметром від 100 до 300 мм, висотою від 0,5 до 10 м. Фільтрація газів здійснюється пропусканням запиленій середовища через тканину рукава. Після того як на поверхні, що фільтрує накопичиться шар пилу гідравлічний опір якого складає гранично допустиму величину, проводять регенерацію рукавів.
Перевага і недоліки застосування рукавних фільтрів в агломераційному виробництві.
Найбільш поширені рукавні фільтри з гнучкими пористими перегородками. Для рукавів використовуються як натуральні (бавовна, шерсть) так і синтетичні тканини. Вважають за краще використовувати синтетику: так як фільтри з бавовни застосовні при температурі від 0 ° С до 100 ° С, а синтетику легше обслуговувати, ремонтувати, монтувати і т.п. Скловолокно використовують при температурах від 0 ° С до 250 ° С. Недолік таких фільтрів - це їх крихкість.
До достоїнств рукавних фільтрів можна віднести наступне:
Високий ступінь очищення газів від пилу (ефективність до 99%);
Невелика чутливість фільтрів до фракційного складу пилу.
Достатня ступінь очищення промислових газів світовій практиці досягається в даний час в фільтрах з Склотканинні рукавами. У цій області досягнуті певні успіхи, але і тканинні рукавні фільтри мають серйозні недоліки які рідко посилюються при використанні їх в агломераційному виробництві, де необхідне очищення величезної кількості (понад 400000 м3 / год) високо забруднених (більше 6 г / м3) газів, що відходять.
Низька швидкість тягне за собою необхідність мати великі габарити фільтрів, що зумовлює окремі будівлі і споруди для установки рукавних фільтрів.
Швидкий знос матеріалів рукавів (що може викликати ненадійність роботи фільтрів). Пошкодження рукавів, при експлуатації, спостерігається 1 раз в 1,5 - 2 місяці. При пошкодженні 1 рукава вміст пилу в викидах зростає з 5 мг / м3 до 20 мг / м3. Довжина рукава більше 4 метрів його натягують на металевий каркас. Руйнуються рукава як правило в місцях зіткнення з металевих каркасом при імпульсної очистки рукава. Імпульсна очищення проводиться через кожні 90 секунд. Коли рукав протирається, він заповнюється пилом знизу до пошкодженого місця, а якщо воно знаходиться у верхній частині рукава, то через важкість його неможливо витягнути вручну, тому доводиться налаштовувати пилососна установку для відсмоктування пилу з рукава, що вимагає час. У рукавних фільтрах на агломашинах кількість рукавів складає більше 1200 шт. пошук пошкоджених рукавів займає великий час, так як виявити пошкоджений рукав можна тільки при візуальному огляді, а це вимагає розтину секцій і послідовну виїмку всіх рукавів. Монтаж нових комплектів та демонтаж зношених рукавів виконуються вручну (операції не піддаються механізації).
Необхідність обігріву системи рукавного фільтра. Для попередження конденсації на тканини парів води необхідно встановлювати фільтри в опалювальних приміщеннях і ізолювати їх разом з трубопроводом. У зимові місяці слід продувати камери фільтру підігрітим повітрям. При очищенні вологих газів на фільтруючий тканини відбувається конденсація парів води при цьому тканини забруднюється і втрачає свої властивості, що фільтрують.
При струшуванні з фільтру видаляється не весь пил, внаслідок чого рукава необхідно додатково очищати в середньому через кожні 3 місяці.
Велике аеродинамічний опір рукавних фільтрів (до 2000 Па), що в 4-5 разів перевищує такий показник у електрофільтрів, вимагає створення великого розширення для роботи фільтрів при цьому необхідно збільшувати потужність димососів, що призводить до збільшення витрат електричної енергії.
Обмеження по температурі від 130 ° С - 140 ° С так як можливий спалах рукавів при попаданні на них іскор.
Технічні рішення з підвищення ефективності газоочистки в агломераційному виробництві.
З огляду на наведені вище недоліки нами пропонуються 2 варіанти технічних рішень щодо підвищення ефективності газоочистки в агломераційному виробництві.
1 варіант.
Провести 1-у сходинку грубої очистки газів шляхом установки в габаритах колектора агломашини інерційного апарату «VAV» перед рукавним фільтром.
Дане технічне рішення має практичні застосування. У грудні 2015 року інерційний апарат «VAV-250-АФК» був встановлений в корпус газового колектора агломераційної машини №12 цеху №2 аглофабрики ПАТ «ДМК» м Кам'янське. За результатами замірів запиленість на виході з апарату склало 920,00 мг / м3 при вхідної запиленості не менше 3000,00 мг / м3.
Перевага модернізації першого ступеня:
Скорочення зносу пилу з газового колектора на понад 50% за рахунок осадження в інерційному апараті крупно дисперсної фракції до 20 мкм;
Збільшенні частки крупно дисперсної в загальній масі уловленной пилу для повернення у виробництво з газового колектора;
Установка інерційного апарату перед рукавним фільтром знижує пилову навантаження більш ніж в 2 рази. Це дозволяє знизити габарити рукавного фільтра. При цьому з'являється можливість використання одного фільтра на 2-3 агломераційної машини;
Збільшити експлуатаційний термін використання фільтрувальних мішків (рукавів)
Зменшити навантаження на Тягодутьевиє машину, при цьому з економити електричну енергію.
При цьому експлуатаційні витрати на функціонування рукавних фільтрів хоч і знижуються, але все одно залишаються.
2 варіант.
Реконструкція 2-го ступеня очищення шляхом заміни рукавних фільтрів на апарат тонкого очищення газів «VAV-400 / 50D» для умов ПАТ «ДМК».
основною перевагою розробленого нами проекту в порівнянні з традиційними електрофільтрами є, то що при аналогічних габаритах продуктивність електрофільтру «VAV-400 / 50D» в 2-3 рази вище, а експлуатаційні витрати значно менше. (Рис.1)
Так само в порівнянні з традиційними апаратами газоочистки наш електрофільтр має такі переваги:
На відміну від традиційної технологічної схеми очищення газів в робочій зоні нашого апарату розташовується дві зони: нульове поле інерційного осадження, що використовує можливості каскадних переходів енергії аеродинамічній складової газового потоку і розташовані за ним електричні поля з примусовим зміною напрямку потоку, що реалізують електро-очищення газів;
Механічне обладнання, деталі осаджувальних і коронирующих електродів, системи пасивного газорозподілу легко збирання в ручну, а усунення відмов не вимагає застосування спеціальної техніки, займає мінімальний час (повна заміна поля 48 годин здійснюється без демонтажу кришки і стінок корпусу з відсутністю можливих причин травматизму обслуговуючого персоналу) ;
Застосовані вібраційні механізми регенерації поверхні активних частин осаджувальних і коронирующих електродів, розташованих поза активного об'єму апарату, що запобігає вторинний винесення конгломератів уловлених дисперсних суспензій;
Розташування механізму регенерації (струшування) поза робочій зоні апарату, на відміну від традиційного розташування молоткастого механізму (струшування) всередині апарату дозволяє:
Скоротити до мінімуму неактивні обсяги між робочими полями;
В існуючих корпусах оптимально розмістити механічне обладнання;
У нових корпусах скоротити габарити установки газоочистки в 2 рази;
Проводити ремонт, профілактику механізму регенерації без зупинки електрофільтру, збільшуючи при цьому його експлуатаційні показники.
На відміну від традиційного процесу електро-газоочистки, застосована в апараті VAV комбінована електронно-іонна технологія, дозволяє ефективно вловлювати газоподібні забруднювачі (SOx, NOx) - за рахунок утворення в сильному електричному полі униполярного коронного розряду з підвищеною, більш ніж в 2 рази, електронно -іон щільністю активних радикалів озону, а також сорбційних взаємодій з уловлену зарядженої дисперсної масою. З іншого боку хемосорбция газоподібних шкідливостей (забруднювачів) в накопичуються шари дисперсної маси забезпечує хімічне кондиціонування для усунення шкідливих наслідків зворотного коронування на поверхні осаджувальних електродів.
Експлуатаційно-технічна характеристика апарату «VAV-400 / 50D» для умов ПАТ «ДМК».
Габаритні розміри апарата: довжина - 9 м., Ширина - 8 м., Висота - 7 м .;
Кількість полів - 4 шт. (Комбінованих на 1 поле - інерційного осадження і 3 поля - активно електричних);
Енергоспоживання на очистку газу - 0,3 кВт * год на 1000 м3;
Продуктивність по очищенню газодисперсного потоку - 400 000 м3 / год;
Температура знешкоджують середовища - не більше 400 ° С;
Опір апарату - близько 300 Па;
Ефективність очищення димових газів при:
вхідна концентрація - 10 г / м3;
залишкова запиленість - не більше 0,05 г / м3.
Встановлений термін служби - не менше 12 років.
Переваги модернізації другого етапу:
Скорочення викидів в атмосферу до 50 мг / м3;
За рахунок малого опору апарату (до 300 Па) буде досягнуто значне зниження опору в газоочисних тракті, в слідстві чого, підвищення ефективності роботи (продуктивності) агломераційної машини в цілому;
Зниження навантаження на ТДМ (за рахунок зниження опору) і слідстві скорочення кількості спожитої електричної енергії;
Компенсування енергетичних витрат на очистку газів за рахунок зниження навантаження на ТДМ;
Експлуатаційні витрати практично відсутні.
Висновок.
Проаналізувавши переваги та недоліки експлуатації рукавних фільтрів нами запропоновано 2 варіанти технічних рішень щодо підвищення ефективності газоочистки в агломераційному виробництві:
1-й варіант.
Встановити перед рукавним фільтром інерційний апарат «VAV» грубої очистки газів, що дозволяє підвищити ефективність роботи рукавного фільтра, але при цьому експлуатаційні витрати на функціонування рукавних фільтрів хоч і знижуються, але все одно залишаються.
2-й варіант.
Реконструкція 2-го ступеня очищення шляхом заміни рукавних фільтрів на апарат тонкого очищення «VAV-400 / 50D», що дозволить мати викиди в атмосферу до 30 мг / м3 при цьому після налагодження апарату виключити практично всі експлуатаційні расходи.С
EN