Если не предпринимать специальных мер по отводу механических отходов и запыленного воздуха из рабочей зоны деревообрабатывающего станка , окружающее пространство вскоре после начала работы становится непригодным для нахождения в нем человека, не оснащенного индивидуальными средствами защиты, и чрезвычайно пожароопасным. Пылеулавливающие (аспирационные) установки имеют целью очистить атмосферу производственного помещения, сделать работу персонала комфортной и безопасной.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Автономные пылеулавливающие (аспирационные) устройства используются в производственных помещениях, оборудовать которые централизованной системой очистки воздуха и удаления отходов представляется невозможным или нецелесообразным. Такие установки применяются в основном на участках по обработке древесины и подобных ей материалов небольших предприятий мебельной, строительной и других отраслей.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Конструктивно схема очистки смеси воздуха со стружкой и опилками, отводимой из зоны механической обработки создающим вакуум вытяжным вентилятором, представляет собой фильтрацию ее пропусканием через слой ткани, из которой изготовлена принимающая емкость. Отделяемая фильтром твердая составляющая смеси осаждается в нижнюю часть устройства, выполняющую функцию накопителя отходов.

Высокая степень очистки воздуха, достигающая 99,9%, позволяет освободить работников от необходимости применения индивидуальных защитных устройств (респираторов и т.п.) и снизить уровень пожарной опасности до нормативного уровня.

Конструкция большинства современных деревообрабатывающих станков предусматривает возможность подключения их к цеховой аспирационной системе или к пылеулавливающему агрегату.

Пылеулавливающие устройства комплектуются как одним, так и несколькими фильтрующими блоками, состоящими из расположенных друг над другом тканевых мешков: фильтра и накопителя. В зависимости от объема выделяемых оборудованием отходов можно подобрать установку соответствующей производительности. К одному агрегату, как правило, можно подключить несколько источников выбросов.

Многие модели пылеулавливающих установок могут использоваться в режиме пылесоса при уборке производственного помещения.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Пылеулавливающие установки стали обязательным элементом организации деревообрабатывающего производства. Без таких устройств невозможно выполнить установленные санитарными нормами требования к условиям труда и обеспечить соответствие стандартам пожарной безопасности.

Аспирация - процесс помещений с высокой запыленностью. Такие площади оснащаются специальным фильтрационным оборудованием. В частности, используются . Таким оборудованием оснащаются помещения самых разных предприятий: от заводов по промышленному выпуску кирпича до зерноперерабатывающих комбинатов. Рассмотрим далее, какими бывают пылеулавливающие установки (УВП ).

Классификационные признаки

Пылеулавливающая (УВП ) представляет собой оборудование, предназначенное для фильтрации воздуха. Отделение примесей осуществляется в специальных фильтрах.

В зависимости от механизма действия эти элементы разделены на:

1. Гравитационные.
2. Мокрые.
3. Электрические.
4. Масляные.
5. Инерционные.
6. Пористые.
7. Комбинированные.
8. Акустические.
9. Матерчатые и пр.

Основные типы оборудования

В зависимости от степени фильтрации установки могут быть:

1. Грубой очистки. Эффективность задержания частиц в таком оборудовании составляет 40-70%. К таким агрегатам относят крупногабаритные циклоны, осадочные камеры.
2. Средней очистки. Они обеспечивают задержание частиц на 70-90%. К этой категории относят жалюзийные, ротационные агрегаты, циклоны и пр.
3. Тонкой очистки. В них показатель задержания частиц может достигать 90-99.9%. К этой группе относят рукавные, электрические, рулонные, ячейковые, пенные агрегаты и пр.

В зависимости от областей применения аппараты разделяют на 2 категории. В первую включены агрегаты, используемые для фильтрации вентиляционных и промышленных выбросов в атмосферу, во вторую - устройства, предназначенные для очистки проточных потоков, а также воздушных масс, возвращаемых в цех при рециркуляции. Предприятия могут одновременно использовать разные пылеулавливающие установки. Цена оборудования колеблется от 36 до 400 тысяч рублей.

Технико-экономические показатели

По ним определяется, насколько эффективна на конкретном предприятии. К ключевым технико-экономическим показателям относят:

1. Пылеемкость.
2. Гидравлическое сопротивление.
3. Производительность.
4. Эффективность пылеулавливания (фракционная и общая).
5. Стоимость фильтрации.
6. Расходы на обслуживание.

Сравнительная характеристика

Самой простой считается , механизм действия которой основывается на силе тяжести. Как правило, в ней осуществляется грубая фильтрация. Эффективность улавливания частиц составляет не более 50%. При этом поглощаются элементы крупнее 50 мкм. Циклон - более эффективная . В ней фильтрация основывается на применении центробежной силы. В процессе вращения частицы веществ отбрасываются к стенкам агрегата, а затем осыпаются в специальный бункер. Очищенный воздух, вращаясь, выходит из установки через трубу. Эффективность фильтрации циклонов составляет сегодня 80-90%.

В настоящее время такие агрегаты имеют самую разную конструкцию. При необходимости очистить большой объем воздушного потока несколько устройств объединяют в группы либо используют батарейные циклоны. Они представлены в виде большого числа мелких агрегатов, установленных в одном корпусе и размещенных на одном бункере. Наибольшей популярностью сегодня, однако, пользуются мокрые пылеуловители. Благодаря контакту с жидкой средой частицы смачиваются и укрупняются, а затем выводятся из аппаратов в виде шлама. Такие агрегаты могут иметь самую разную конструкцию. Например, это могут быть ротоциклоны, дезинтеграторы и так далее.

К классу мокрых установок относят и пенные агрегаты. В них осуществляется подача воды на перфорированную решетку. Через нее проходит и фильтруемый воздух. На решетке предусмотрен порог (сливная перегородка). Он позволяет сохранять определенную толщину пенного слоя. Такая отличается высокой эффективностью - до 99%. Агрегат способен фильтровать частицы больше 15 мкм. В промышленности выпускаются аппараты ПГП-ЛТИ и ПГС-ЛТИ производительностью 3-50 тысяч м/ч.

Схемы

Пенная включает в себя:

1. Приемную коробку.
2. Корпус.
3. Решетку.
4. Порог.
5. Сливную коробку.

Имеет следующую конструкцию:

1. Входной патрубок.
2. Рукав.
3. Подвеска.
4. Встряхивающий механизм.
5. Выходной патрубок.
6. Бункер.

Электрофильтр состоит из:

1. Входного патрубка.
2. Коронирующего электрода.
3. Корпуса фильтра (осадительного электрода).
4. Выходного патрубка.
5. Бункера.
6. Выпрямителя.

Механизм действия

Рукавная установка вентиляционная пылеулавливающая фильтрует воздух через ткань. Она сшивается специальным образом и помещается в герметичный корпус аппарата. Воздух, подвергающийся очистке, отсасывается вентилятором из фильтра и выбрасывается в атмосферу. Периодически выполняется очищение рукавов с помощью встряхивающего механизма с обратной продувкой. Фильтры могут быть напорного и всасывающего типа. Для их изготовления применяется плотная синтетическая либо натуральная ткань. Эффективность рукавов - 95-99%. На практике наиболее распространенными считаются фильтры ФТНС, ФРМ, ФВК.

Электроаппараты широко используются при очистке промышленных и вентиляционных выбросов. Механизм их работы основывается на следующем: при пропуске газа между двумя разнозаряженными пластинами происходит ионизация воздушной среды. Ионы и частицы пыли сталкиваются, последние получают электрические заряды. Под их действием они начинают перемещаться к электродам противоположного знака и оседают там. Эффективность фильтрации в таких аппаратах составляет 99,9%. Электроустановки считаются экономичными в эксплуатации. В них могут фильтроваться потоки при температуре до 450 градусов. Однако электроустановки нельзя использовать для улавливания взрывоопасных частиц.

Специфика аспирации

Этот процесс предполагает не просто устранение пыли из воздуха, но и дополнительную его очистку. Система функционирует так, что предупреждает скопление частиц и создание "пробок". Это обеспечивает бесперебойную работу персонала и оборудования в помещении. Принимая во внимание огромный объем отходов на промышленных предприятиях, можно сделать вывод, что аспирация становится еще более востребованной в связи с установленными нормами ОТ и безопасности при работе персонала во вредных условиях.

Этот метод отличается от прочих способов очистки воздуха в помещениях тем, что системы располагаются под определенным углом. Это предотвращает образование застойных зон и локализует участки максимального выделения загрязнений. В результате реализуется фильтрации. Концентрация вредных соединений при этом не выходит за допустимые границы.

Стружкоотсосы

Применяются не только на предприятиях химической и металлургической промышленности, но и в деревообрабатывающих, размольно-дробильных цехах. В таких помещениях монтаж фильтрующего оборудования требует специальных знаний, поэтому для его установки приглашаются профессионалы. Проектирование аспирационной системы начинают с экспертизы помещения. На основании нее составляется предварительный расчет мощности и размеров оборудования. В мебельном производстве присутствует огромный объем мелкодисперсных отходов. Их необходимо удалять из рабочего пространства в обязательном порядке. Для этого применяется система стружкоотсасывания. Оборудование считается разновидностью аспирационных аппаратов.

Стружкоотсос может устранять частицы, диаметр которых составляет до 5 мкм. В циклоне оборудования присутствуют специальный вентилятор и профильтрованные мешки. Отдельный станок соединяется со стружкоотсосом с помощью системы гибкого воздуховода из армированной либо гофрированной трубы. Принцип работы достаточно простой. Вентилятор всасывает загрязненный воздух, который подвергается фильтрации. Частицы пыли собираются в мешок. Оттуда они направляются в специальный фильтр на финальную очистку. При максимальном заполнении мешок снимают и очищают либо заменяют новым. Стружкоотсосы просты в подключении, их легко транспортировать.

Требования

Аппараты должны функционировать бесперебойно, надежно, с показателями, соответствующими проектными либо полученными в ходе наладочных мероприятий и согласованными с разработчиком. Установки для очистки газа должны оснащаться вспомогательными устройствами и инвентарем. При использовании таких агрегатов ответственные лица ведут документацию. В ней отражаются основные показатели, по которым характеризуется режим функционирования оборудования. В частности, речь идет об отклонении от оптимальной схемы работы, выявленных неисправностях, выходе из строя отдельных аппаратов либо всего комплекса в целом и пр. Все агрегаты должны пройти регистрацию в Госинспекции по газоочистке. Не реже 1 раза в полгода должен проводиться осмотр агрегатов для оценки технического состояния. Данная процедура выполняется комиссией, назначаемой руководителем предприятия.

Общие правила эксплуатации газоочистных и пылеулавливающих установок

Не допускается использование технологического оборудования при выключенных фильтрующих аппаратах. В каждом случае выключения очистительного устройства при функционирующем станке руководство организации обязано извещать Госинспекцию. При этом необходимо получить согласованное надзорными органами разрешение на выброс.

При эксплуатации пылеулавливающих установок для фильтрации газа с повышенным содержанием взрывоопасных (горючих) элементов необходимо особенно тщательно обеспечивать поддержание заданных показателей давления и герметичности конструкций, правильную продувку аппаратов и коммуникаций для предотвращения воспламенения и взрыва.

Пылеулавливающее оборудование широко применяется во всех отраслях народного хозяйства, в том числе и на предприятиях пищевой промышленности, для очистки от пыли вентиляционных и технологических выбросов в атмосферу. Оно характеризуется большим разнообразием по принципу действия и конструктивным особенностям. В зависимости от способа отделения пыли от воздушного потока различают оборудование для улавливания пыли сухим и мокрым способом. Оборудование, улавливающее пыль сухим способом, подразделяется на четыре группы: гравитационное, инерционное, фильтрационное и электрическое. Оборудование для улавливания пыли мокрым способом классифицируется на три группы: инерционное, фильтрационное и электрическое. Каждая из этих групп включает различные виды оборудования.

К основным характеристикам пылеулавливающего оборудования относятся следующие: степень очистки воздуха от пыли (эффективность очистки), производительность, гидравлическое сопротивление, расход электроэнергии, стоимость очистки и др.

Эффективность очистки характеризуется отношением массы пыли, уловленной в аппарате, к массе пыли, поступившей в аппарат, и выражается в процентах или в долях единицы.

Однако, расчет эффективности очистки (η) проводят не по массе пыли, а по концентрациям пыли в воздухе до и после очистки (С вх и С вых, мг/м 3), соответственно:

При многоступенчатой очистке, применяемой для более полного обеспыливания воздуха, суммарная эффективность определяется по формуле:

где η 1 , η 2 …η n – эффективность очистки каждого из аппаратов (в долях единицы).

Эффективность очистки – важнейшая характеристика пылеотделителя. На нее ориентируются при выборе пылеулавливающего оборудования в соответствии с допустимым остаточным содержанием пыли в очищенном воздухе.

Производительность оборудования характеризуется количеством воздуха, которое очищается за один час. Важное значение имеет и гидравлическое сопротивление, так как от его величины зависит требуемое давление вентилятора, а следовательно и расход электроэнергии, который при одноступенчатой очистке находится в пределах от 0,035 до 1 кВт·ч на 1000 м 3 воздуха.

Рис. 20 Циклон

При выборе пылеотделителя, кроме эффективности очистки, учитывают также дисперсность пыли, физические и химические свойства, взрывоопасность, гигроскопичность, склонность к коагуляции и т.п., а также ценность пыли, необходимость ее сохранения и использования.

Из всего многообразия конструкций пылеуловителей наибольшее применение на предприятиях пищевой промышленности находят циклоны и рукавные фильтры .

Циклонные аппараты входят в группу инерционного оборудования, в которых осаждение пыли из воздушного потока осуществляется под действием центробежной силы.

Циклоны широко применяются для очистки от пыли вентиляционных и технологических выбросов, что объясняется простотой устройства, надежностью в работе, сравнительно небольшими капитальными и эксплуатационными затратами.

Циклон (рис. 20) состоит из цилиндрической и конической частей. Запыленный воздух входит в корпус циклона 1 через патрубок 2 по касательной к внутренней поверхности корпуса обычно со скоростью не ниже 20 м/с и далее движется по спирали в кольцевом пространстве между корпусом и выхлопной трубой 3. Под действием центробежной силы, возникающей при вращательном движении потока, пылевые частицы отбрасываются к стенкам циклона и опускаются в нижнюю часть аппарата, попадая в бункер 4. Воздушный поток, продолжая свое движение, поступает в выхлопную трубу и выходит из циклона.

Величина центробежной силы Р ц, действующей на пылевую частицу в циклоне, описывается следующим уравнением:

где V – скорость движения пылевоздушного потока в циклоне, м/с;

R – расстояние от оси циклона до частицы, м;

m – масса частицы, кг.

Из этой формулы следует, что эффективность очистки зависит от диаметра циклона, увеличиваясь при его уменьшении. Поэтому при значительных объемах очищаемого воздуха целесообразнее вместо установки одного циклона большого диаметра применять групповую установку циклонов меньшего диаметра, конструктивно объединенных в один корпус и имеющих общий подвод и отвод пылевоздушной смеси.

В циклонах достаточно эффективно улавливаются частицы пыли размером более 10 мкм. Мелкие фракции уносятся воздушным потоком, поэтому для улавливания мелкодисперсных частиц пыли применяют двух- или трехступенчатую очистку, устанавливая после циклонов рукавные фильтры или мокрые пылеуловители.

В промышленности применяют большое число различных типов циклонов, которые отличаются формой, способом подведения воздуха к циклону, производительностью, эффективностью очистки и т.д.

В пищевой промышленности применяют циклоны НИИОГАЗ, БЦ, УЦ, ОТИ, СИОТ, ЦОЛ, ВЦНИИОТ, РИСИ и др.

Циклоны НИИОГАЗ (ЦН-11 и ЦН-15) утверждены в качестве унифицированных пылеуловителей циклонного типа. Цифры 11 и 15 соответствуют углу, под которым присоединяют патрубок подвода воздуха к корпусу циклона. Циклоны ЦН-11 и ЦН-15 применяются в крахмалопаточной, чайной отраслях, на зерноперерабатывающих предприятиях, на заводах по переработке семян подсолнечника и др. Кроме того, циклоны этого типа применяют для улавливания сухой пыли аспирационных систем, золы из дымовых газов котельных, работающих на твердом топливе, пыли из сушилок и т.п. В зависимости от требуемой производительности их устанавливают одиночно или компонуют в группы по два, четыре, шесть или восемь циклонов. Такие циклоны называют батарейными и обозначают как БЦ, а при установке шлюзового затвора – БЦШ (4БЦ, 8БЦШ и т.д.) Эффективность очистки батарейных циклонов достигает 97-98 % для пыли с размером частиц более 10 мкм.

Циклоны УЦ с диаметром корпуса до 850 мм применяются на предприятиях крахмалопаточной и масложировой промышленности для одиночной и батарейной установки. От циклонов ЦН они отличаются развитой конической частью. Циклон УЦ снабжают спирально-плоской входной улиткой, что повышает эффективность очистки, которая достигает 99%.

Циклоны ЦОЛ применяют для очистки воздуха в основном от зерновой пыли. Для аппарата характерны удлиненная цилиндрическая часть и значительная глубина выхлопной трубы. В конической части аппарата установлено устройство для уменьшения подсоса воздуха. Скорость входа пылевоздушного потока в циклон составляет не менее 15-18 м/с. Производительность циклонов от 1000 до 18000 м 3 /ч, эффективность очистки при улавливании крупнодисперсной пыли, характерной для элеваторов, – 90-95 %.

Циклоны СИОТ полностью лишены цилиндрической части, при этом входной патрубок имеет треугольное сечение. Циклоны предназначены для очистки вентиляционных выбросов от сухой неслипающейся и неволокнистой пыли. Возможно их применение для улавливания известковой пыли на сахарных и крахмалопаточных заводах и ряде других предприятий. Эффективность очистки циклонов СИОТ составляет 97-98 %.

Циклоны РИСИ предназначены для улавливания пылей пищевых производств, обладающих специфическими свойствами – волокнистостью, слипаемостью, гигроскопичностью и др. Среди этих циклонов следует назвать циклоны с конусом-коагулятором, регулируемые циклоны РЦ и РЦП, циклон с внутренней рециркуляцией ЦВР и др.

Циклон с конусом-коагулятором позволяет решить проблему очистки выбросов от волокнистой пыли. Он применяется на масложировых предприятиях для улавливания пыли, образующейся при переработке семян подсолнечника и хлопчатника, для улавливания пыли шрота и т.д. Циклон отличается от других циклонов с обратным конусом наличием дополнительного элемента – конуса-коагулятора. Таким образом, коническая часть циклона состоит из двух конусов, соединенных основаниями. В конусе-коагуляторе в результате увеличения скорости потока волокнистые пылевые частицы коагулируют, образуя устойчивые агрегаты, при этом мелкодисперсная пыль захватывается крупными частицами, вследствие чего эффективность очистки повышается. Из конуса-коагулятора запыленный поток переходит в обратный конус. Выделенная из потока пыль через шлюзовой затвор поступает в бункер.

Эффективность циклона составляет более 99 %. Разработано 11 номеров циклонов на производительность от 200 до 9000 м 3 /ч.

Регулируемый циклон РЦ имеет обратный конус, снабженный спирально-винтовым аппаратом, в котором размещено регулирующее устройство. Циклон рекомендован для улавливания пылей с повышенной влажностью и маслянистостью, склонных к слипанию. В циклоне данной конструкции происходит коагуляция пыли, чем предотвращается вынос крупных частиц, обладающих парусностью. Внутренняя поверхность циклона периодически очищается от налипшей пыли с помощью направляющей лопатки.

Разработано 10 номеров циклона РЦ производительностью от 250 до 4900 м 3 /ч.

Циклоны с внутренней рециркуляцией (ЦВР) предназначены для улавливания пыли сои и других видов сухой неслипающейся мелкодисперсной пыли. Циклон ЦВР (рис. 21) отличается от циклона ЦН-15, на базе которого он разработан, тем, что в выхлопной трубе 1 имеется щелевое отверстие 2 и винтообразная направляющая лента 3. Через щелевое отверстие часть потока, проходящего по выхлопной трубе, направляется в корпус циклона 4 на повторную очистку. Винтообразная направляющая лента, расположенная на внутренней поверхности выхлопной трубы, предназначена для интенсификации процесса движения частиц пыли к щелевому отверстию. Благодаря внутренней рециркуляции воздушного потока, повышается эффективность очистки, которая составляет 98-99%. Разработано 9 номеров циклона ЦВР на производительность от 900 до 4500 м 3 /ч.

Рис. 21 Циклон ЦВР

Для тонкой очистки вентиляционных выбросов от пыли и газообразных примесей применяют фильтрационные пылеуловители.

Пылеулавливание в аппаратах фильтрационной очистки обусловлено действием инерционных, гравитационных и электростатических сил. Соответствующим подбором фильтровального материала и режима очистки воздуха можно достичь требуемой степени очистки в фильтрационных пылеуловителях практически во всех необходимых случаях. В зависимости от материала фильтрующего слоя фильтрационные пылеуловители подразделяются на тканевые и зернистые.

Для очистки выбросов от пыли наибольшее распространение на предприятиях пищевой промышленности получили тканевые фильтры, в которых в качестве фильтровальных материалов применяют ткани из природных волокон – хлопчатобумажные и шерстяные; ткани из синтетических волокон – нитроновые, лавсановые, полипропиленовые и др., а также стеклоткани. При прохождении запыленного воздуха через ткань пылевые частицы задерживаются между нитями и ворсом, при этом ворс должен быть обращен навстречу запыленному потоку воздуха.

К фильтровальным тканям предъявляются следующие требования: высокая эффективность очистки, достаточная воздушная нагрузка (скорость фильтрации), хорошая пылеемкость, способность к регенерации, механическая прочность и стойкость к истиранию, низкая гигроскопичность и т.д. Кроме того, могут быть предъявлены и дополнительные требования, например стойкость к определенным химическим веществам, высоким температурам и др.

Из тканевых фильтров наиболее распространены рукавные фильтры типа ФВ (рис. 22), которые используют для очистки больших объемов воздуха со значительной концентрацией пыли. Они обеспечивают тонкую очистку от частиц размером 1мкм и менее. Наряду с циклонами рукавные матерчатые фильтры являются основным пылеулавливающим оборудованием в пищевой промышлен-ности. Их применяют на хлебопекарных, сахарных, крахмалопаточных, зерноперера-батывающих, масложировых и других пред-приятиях. Для работы рукавных фильтров характерна цикличность – через каждые 3,5 мин. предусмотрена регенерация секции рукавов продолжительностью 30 секунд. Регенерация осуществляется встряхиванием и обратной продувкой рукавов и произ-водится посекционно. В результате такой обработки пыль, осевшая на внутренней поверхности ткани, падает в бункер, из которого удаляется шнеком.

Рис. 22 Рукавный фильтр ФВ:

1 – рукава; 2 – корпус фильтра; 3 – входной патрубок; 4 – устройство для регенерации рукавов; 5 – патрубок для отвода очищенного воздуха

Изготавливают четыре типоразмера рукавных фильтров: ФВ-30; ФВ-40; ФВ-60; ФВ-90, где цифры обозначают величину поверхности фильтровальной ткани в м 2 . Фильтр состоит из 2-6 секций, в каждой из которых имеется от 36 до 108 рукавов диаметром от 120 до 300 мм и длиной от 2,5 до 5 м.

Существенным недостатком рукавных фильтров является замасливание ткани, образование корки при конденсации водяных паров, в результате чего резко возрастает гидравлическое сопротивление. Поэтому при очистке нагретого воздуха необходимо предусматривать теплоизоляцию фильтра.

Эффективную очистку воздуха от зерновой и других видов пылей обеспечивают фильтры РЦИ , в которых рукава выполнены из иглопробивного полотна ИФПЗ-1 . Фильтры РЦИ характеризуются высокой степенью очистки: при начальной запыленности воздуха до 15 г/м 3 содержание пыли в воздухе после очистки составляет 2 мг/м 3 . Регенерация ткани рукавов осуществляется путем автоматической импульсной продувки рукавов сжатым воздухом. Оптимальный интервал между импульсами составляет 10 с. Расход сжатого воздуха на продувку одного рукава составляет 0,7 м 3 . Фильтры РЦИ могут применяться во взрывоопасных помещениях категории Б.

Для очистки воздуха от мелкодисперсных пылей с размером частиц 5 мкм и менее применяют мокрые пылеуловители , в которых эффективность очистки усиливается тем, что пыль поглощается водяной пленкой либо тонкораспыленной жидкостью. Мокрые пылеуловители можно использовать также для улавливания взрывоопасных и токсичных пылей.

Мокрый пылеуловитель РИСИ (рис. 23), предназначенный для тонкой очистки запыленного воздуха, может быть установлен на второй ступени после циклона. Задерживает мелкую минеральную пыль, оставшуюся после первой ступени очистки, например, после циклона в подготовительном отделении масложировых предприятий. Пылеуловитель состоит из цилиндрической камеры 1, в нижней части которой имеется бункер 2 конический формы для осаждения шлама. Внутри камеры расположены конус-рассекатель 3 и цилиндрический отражатель 4, который соединен с диффузором 5. Плавное очертание поверхности конуса-рассекателя у его края обеспечивает соприкосновение запыленного потока с водной поверхностью под небольшим углом. Частицы пыли, находящиеся в потоке, смачиваются водой и оседают на дно бункера. Обеспыленный воздух, пройдя каплеуловитель 6, удаляется наружу через патрубки 7. Образующийся в процессе очистки шлам отводится через патрубок 8.

Рис. 23 Мокрый пылеуловитель

Степень очистки воздуха в пылеуловителе РИСИ составляет 99,9%.

Разработано несколько типоразмеров мокрого пылеуловителя РИСИ на производительность от 600 до 10 000 м 3 /ч.

Скоростной пылеуловитель с трубой Вентури применяется в ряде отраслей пищевой промышленности, в том числе на сахарных заводах. Основная часть установки – труба Вентури, где происходит контакт пылевоздушного потока с тонкораспыленной водой. На последующих этапах очистки используются скрубберы, циклоны и другие устройства, в которых задерживаются частицы пыли, предварительно скоагулированные на первой ступени.

Пылевоздушный поток поступает в трубу Вентури со значительной скоростью, которая в горловине трубы составляет обычно 60-120 м/с. Подача воды осуществляется с помощью распылителей, расположенных по окружности конфузора. В горловине трубы Вентури создается интенсивная турбулизация, которая обеспечивает хорошее перемешивание пылевоздушного потока с тонкораспыленной водой, смачивание пылевых частиц и их коагуляцию. Воздушный поток, содержащий скоагулированные в трубе Вентури пылевые частицы, поступает во вторую ступень, где осуществляется улавливание пыли. Расход воды составляет от 10 до 80 л на 100 м 3 очищаемого воздуха и зависит от вида пыли, ее концентрации, а также от конструкции циклона. Эффективность улавливания частиц пыли с размером до 5 мкм может достигать 99,6%.

Циклон-промыватель СИОТ (рис. 24) может быть использован на сахарных заводах для улавливания сахарной и известковой пыли, а также в качестве второй ступени в установке трубы Вентури. Запыленный воздух поступает через входной патрубок в нижнюю часть аппарата со скоростью 5-20 м/с. Вода подводится во входной патрубок, распределяется с помощью перфорированной трубы и под действием центробежной силы отбрасывается на стенки аппарата, образуя водяную пленку. Наряду с действием центробежной силы большое значение для очистки пылевоздушной смеси имеет промывка воздуха водой. Хороший контакт очищаемого воздуха с водой создается благодаря турбулизации и распылению воды в нижней части аппарата.

Рис. 24 Циклон-промыватель СИОТ:

1 – корпус; 2 – патрубок для выхода воздуха; 3 – водоподводящая перфорированная труба; 4 – патрубок для входа воздуха; 5 – смотровые люки; 6 – патрубок для отвода шлама

Циклон с водяной пленкой ЦВП используется для очистки воздуха от любых видов нецементирующейся пыли, в том числе пыли известняка на сахарных заводах, а также от пылей, содержащих волокнистые включения. Кроме того, циклоны ЦВП можно использовать в качестве пылеуловителей в установках с трубой Вентури. Циклон ЦВП состоит из цилиндрического корпуса с коническим днищем и воздухоотводящим патрубком, в котором находится воздухопроводящая улитка. Запыленный воздух подводится через расположенный в нижней части циклона входной патрубок со скоростью не менее 20 м/с. Поверхность стенок циклона орошается водой с помощью сопел, равномерно расположенных в верхней части аппарата. Сопла находятся также во входном патрубке и предназначены для смыва отложений пыли. Давление воды перед соплами рекомендуется поддерживать на уровне 2,0 – 2,5 кПа. Удельный расход воды составляет 0,1 – 0,3 л/м 3 в зависимости от пропускной способности циклона и скорости воздуха на выходе.

Степень очистки воздуха в циклоне ЦВП составляет 90%, фракционная эффективность улавливания частиц пыли размером 5-10 мкм – 95%.

Область применения мокрых пылеуловителей ограничивается их недостатками, к числу которых можно отнести следующие: образование в процессе очистки шлама, что требует специальных устройств для его переработки; вынос влаги в атмосферу и образование отложений в отводящих воздуховодах при охлаждении воздушной смеси до точки росы; необходимость создания оборотных систем подачи воды в пылеуловитель.

Пылеулавливающие установки - это класс оборудования для мастерских, промышленных предприятий или домашнего использования. В зависимости от мощности и модификации установки способны решать различные задачи, однако их главное предназначение - очистка воздуха от твердых частиц, образующихся во время обработки различных материалов, а также уборка мелких промышленных отходов (стружка, щепки, опилки, пыль).

По конструкции и принципу действия стружкоотсос напоминает обычный пылесос. Внутри аппарата микрочастицы пыли и грязи, металлическая и деревянная стружка отделяются и оседают на стенках фильтра, а очищенный воздух возвращается в рабочее помещение. При этом специальные фильтры позволяют улавливать даже самые маленькие частицы сыпучих материалов (до 2 мкм), чего невозможно добиться при помощи обычного пылесоса.

По сравнению с традиционными системами вентиляции стружкосос имеет ряд преимуществ.

• Стоимость оборудования и его установки намного ниже.
• Экономия тепловой энергии, так как воздух циркулирует внутри помещения.
• Одну и ту же установку можно использовать в нескольких местах.
• Установка легко подключается и неприхотлива в работе.
• Фильтрует воздух и помогает поддерживать чистоту на рабочем месте.

Сферы применения

Устройства данного типа имеют широкие возможности применения:

• удаление сыпучих отходов на предприятиях, в столярных и слесарных цехах, домашних мастерских;
• очистка станков от пыли, опилок, стружки и прочего напыления;
• собирание сыпучих отходов в тару;
• очистка воздуха на предприятиях и мастерских.

Могут использоваться практически на всех предприятиях, кроме тех, где есть опасность распыления отравляющих веществ. Также запрещается использовать аппарат во время шлифования древесины, поскольку образуется взрывоопасная стружка.

Типы оборудования, основные отличия

В каталоге магазина представлены несколько типов оборудования.

Пылеулавливающие агрегаты стандартные. Оборудование для промышленной очистки воздуха от твердых частиц и пыли, несклонной к склеиванию. Также подходят для сбора и удаления промышленных отходов. В наличии имеются вентиляционные пылеулавливающие установки УВП 1200/7000. Цифровое обозначение соответствует производительности аппарата. К примеру, может втягивать 1 200 м3 воздуха в час. От мощности установки зависит количество рукавов воздуховодов и накопителей (от 1 до 4).

Продукция компании JET собрана в отдельном каталоге и включает следующее.

• Система фильтрации воздуха (). Используется во всех производственных помещениях, где происходит загрязнение воздуха твердыми частицами.
• Вытяжная установка (). Это компактная модель подойдет для установки в мастерской или для выездных работ. Установка оснащена мешком-фильтром на 55 литров, из-за чего его не придется слишком часто менять.
• Вытяжная установка циклон (). Работает по принципу действия «циклон». Разрабатывалась как дополнение к деревообрабатывающим станкам. Циклоны пылеуловители получили такое название благодаря внутреннему воздухоочистителю «циклон». Он использует для очистки воздуха силу гравитации и центробежную силу.
• Стружкоотсос JET (). Подходит для домашнего использования и столярных мастерских, где нет большого накопления отходов.
• Вытяжка для станков деревообрабатывающих (). Установка оснащена двумя мешками для сбора отходов и двумя фильтрами, что позволяет использовать ее совместно с мощными деревообрабатывающими станками, в том числе одновременно с несколькими.
• Циклоны пылеуловители ( , ). Мощные аппараты, разработанные для промышленного использования. Конструкция позволяет отфильтровывать малейшие твердые частицы размером до 2 мкм. Также во время фильтрации установка позволяет разделять пыль и стружку. Жесткий корпус с повышенным уровнем шумоизоляции обеспечивает комфорт во время работы в помещении. Трехфазный двигатель работает тише многих меньших по мощности аналогов. Контейнер для сбора крупных отходов достаточно вместительный, а его замена занимает всего несколько секунд. Крупную стружку можно повторно использовать, что весьма удобно, так как мелкая пыль собирается в отдельном мешке.

Виды пылеулавливающих установок

В зависимости от физического принципа действия промышленные сепараторы классифицируют на сухие механические, мокрые скрубберы, электроосадители и рукавные фильтры. На рисунке 3 представлена классификация сепараторов .

Таблица 3. Классификация сепараторов

Сухие механические сепараторы

Одними из наиболее широко применяемых пылеуловителей в промышленности являются сухие механические сепараторы. Данный тип аппаратов отличается простотой конструкций и легкостью обслуживания и ремонта. Однако в случае одиночного применения, сухие механические сепараторы имеют низкое конечное КПД. Поэтому наиболее частым является комбинация ряда типов сепараторов или как многоступенчатые сепараторы.

Сухие механические сепараторы классифицируются по виду задействованных аэромеханических сил. Различают гравитационные, инерционные и центробежные пылеосадительные камеры .

В гравитационных пылеосадительных камерах осаждение частиц происходит за счет сил гравитации (рис. 1). Достоинствами данного вида аппаратов являются простота в изготовлении и эксплуатации. Но значения КПД таких установок небольшие, а пространство занимаемое ими значительно . Поэтому данный вид пылеуловителей редко применяется, за исключением случаев, в которых они являются предколлекторами для других сепараторов, т.е. выполняют функцию предварительной очистки.

Рис. 3. Пылеосадительная камера: а - простейшая камера; б - камера с перегородками; в - многополочная камера; 1 - корпус; 2 - бункеры; 3 - перегородка; 4 - полка

Скорость осаждения пыли сухих механических пылеуловителях рассчитывается следующим образом :

где х ч - скорость осаждения частиц, м/с; d ч - диаметр частиц, м; сч - плотность частиц, кг/м 3 ; сг - плотность газа, кг/м 3 ; g - ускорение свободного падения, м/с 2 ; о ч - коэффициент сопротивления частицы.

Минимальный размер частиц пыли, которые будут полностью осаждены под воздействием силы тяжести, находится с помощью закона Стокса с помощью следующей зависимости :

где V г - объемный расход газов, м 3 /м; м г - динамический коэффициент вязкости, Па·с; B, L - ширина и длина камеры, м.

Следующим типом сухих пылеуловителей являются инерционные пылеуловители. В данных типах аппаратов частицы пыли под воздействием инерционной силы будут двигаться в прежнем направлении и после резкого поворота выпадать в бункер. К сожалению, эффективность таких аппаратов небольшая. В камерах с плавным поворотом наименьшие гидравлические сопротивления. При размерах частиц 25 - 30 мкм степень улавливания частиц достигает 65 - 80 % . На рис.2 изображены различные виды пылеуловителей.

Рис. 4. Инерционные пылеуловители: а - с перегородкой; б - с плавным поворотом газового потока; в - с расширяющимся конусом; г - с боковым подводом газа

Одними из часто применяемых пылеуловителей являются циклонные пылеуловители. Циклонные пылеуловители реже применяются по отдельности вследствие невысокого КПД. Случаи одиночного применения данного вида фильтров возможны при неудовлетворительной функциональности или надежности других видов сепараторов. К циклонным пылеуловителям предъявляют следующие требования: оптимальное КПД сепарации при непостоянных параметрах производства, с учетом невысоких требований по обслуживанию и ремонту постоянно действующих установок, устойчивость к абразивному износу, высоким температурам, накоплению налипающей пыли, обеспечение предупредительных мер относительно взрыва воспламеняющейся пыли, малое пространство и др.

Основной геометрической характеристикой данного вида аппаратов является их диаметр. При больших диаметрах уменьшается их пропускная способность. Поэтому обычно применяют циклоны небольших диаметров (150 - 630 мм) .

При необходимости очистки потока газа с большой пропускной способностью применяют ряд параллельно установленных циклонов с диаметром 475 - 2500 мм .

Для определения КПД сепарации в циклонных сепараторах рассчитывают суммарное КПД сепарации, полученные на основании экспериментальных данных. Указанный расчет дает наиболее точный результат. Для получения более высоких КПД, сепараторы с малым диаметром группируют в блоки, состоящие из 2 - 12 отдельных циклонов .

Основными достоинствами циклонных аппаратов являются: 1) отсутствие движущихся частей в аппарате; 2) надежность работы при температурах газов вплоть до 500 °С ; 3) возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов специальными покрытиями; 4) улавливание пыли в сухом виде; 5) почти постоянное гидравлическое сопротивление аппарата; 6) успешная работа при высоких давлениях газов; 7) простота изготовления; 8) сохранение высокой фракционной эффективности очистки при увеличении запыленности газов. Недостатками являются: 1) высокое гидравлическое сопротивление: 1250 - 1500 Па ; 2) плохое улавливание частиц размером < 5 мкм ; 3) невозможность использования для очистки газов от липких загрязнений.

Основные типы циклонов изображены на рис. 3:

Рис. 5. Основные типы циклонов (по подводу газа): а - спиральный; б - тангенциальный; в - винтообразный; г, д - осевые (розеточные)

Эффективность улавливания частиц пыли в циклонном сепараторе прямо пропорциональна скорости газов в степени Ѕ и обратно пропорциональна диаметру аппарата также в степени Ѕ.

На практике наиболее часто применяют цилиндрические и конические циклоны. При этом, цилиндрические циклоны являются высокопроизводительными, а конические - высокоэффективными. Диаметр цилиндрических циклонов не более 2000 мм, а диаметр конических циклонов не превышает 3000 мм .

Гидравлическое сопротивление одиночных циклонов определяется по формуле :

где х г - скорость газов в произвольном сечении аппарата, относительно которого рассчитана величина о ц , м/с; о ц - коэффициент сопротивления, который определяется следующим образом:

где K 1 - коэффициент, соответственно равный 16 для циклонов с тангенциальным входом газа и 7,5 - для циклонов с розеточным входом; h 1 , b - размеры входного патрубка, м; D ТР - диаметр выхлопной трубы, м.

Коэффициент сопротивления для групповых циклонов рассчитывается по приводимой ниже зависимости :

где о ц - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона; D ТР - коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, связанные с компоновкой циклонов в группу (табличная величина).

Еще одним из видов сухих пылеуловителей являются вихревые пылеуловители. Основным их отличием от предыдущего вида является наличие вспомогательного закручивающего газового потока. В качестве вторичного газового потока в вихревых пылеуловителях может быть использован свежий атмосферный воздух. При использовании в качестве вторичного газа запыленных газов производительность аппарата увеличивается на 40 - 65 % без заметного снижения эффективности очистки. Критический диаметр частиц полностью улавливаемых в пылеуловителе определяется по формуле 15 :

где х г - скорость газов в свободном сечении аппарата, м/с; H - высота пылеулавливающей камеры, м; D ап - диаметр аппарата, м; D тр - диаметр подводящей трубы, м; щ - скорость вращения, м/c.

Достоинствами вихревых пылеуловителей по сравнению с циклонными:

• 1) более высокая эффективность улавливания высокодисперсной пыли;
• 2) отсутствие абразивного износа внутренних поверхностей нагрева;
• 3) возможность очистки газа при более высоких температурах за счет использования холодного газа;
• 4) возможность регулирования процесса сепарации за счет изменения количества вторичного газа. Недостатками данного типа пылеуловителей:
• 1) необходимость использования дополнительного дутьевого устройства;
• 2) повышение общего объема газов, проходящих через сепаратор, за счет вторичного воздуха;
• 3) большая сложность аппарата в эксплуатации.

Ниже приведены характерные параметры сухих механических пылеуловителей .

Таблица 4. Характерные параметры сухих механических пылеуловителей