Расчет схемы очистки пылей, образующихся на свинцовом производстве (стр. 1 из 6)
Введение
1. Анализ схем очистки пылей, образующихся на свинцовом производстве
2. Пылеулавливающее оборудование
3. Расчет размеров аппаратов, используемых для очистки выбросов от свинцовой пыли
Заключение
Список использованной литературы
Приложение 1
Приложение 2
Введение
В настоящее время существуют различные схемы очистки газов и воздуха от пыли. Большей частью это многоступенчатые схемы, состоящие из нескольких стадий. Они включают в себя аппараты различного принципа действия и конструктивного исполнения. В производстве образуются тысячи и сотни тысяч кубометров газов, отличающихся друг от друга по составу, по степени запыленности и другим параметрам, но, тем не менее, требующих очистки.
Не существует универсальных аппаратов, чистящих все и в любых условиях. Существуют различные виды очистных установок, работающих в определенных режимах, очищающих от определенного типа загрязнения, с определенной эффективностью очистки. Поэтому подобрать правильную схему, позволяющую очистить заданный газ с заданной эффективностью, - нелегкая задача. Для этого необходимо иметь представление о существующих установках, о принципах и условиях их работы, необходимо собрать их в схему, которая была бы достаточно простой и недорогой и при этом эффективной.
Существует много методик для теоретического расчета аппаратов и схем очистки газов от пыли. Но, к сожалению, теоретические расчеты не могут дать гарантию успешной их работы. Необходима проверка работы аппарата или схемы в производственных условиях.
При выборе аппаратов, входящих в схему, необходимо обязательно учитывать их технологические особенности и режимы работы. Так как при несоблюдении правил эксплуатации, при перегрузках не только снижается эффективность улавливания пыли, но и повышается износ оборудования.
1. Анализ схем очистки пылей, образующихся на свинцовом производстве
Токсичность свинцовой пыли предопределяет особую важность очистки отходящих газов при производстве свинца. Основными источниками пылевыделения в свинцовом производстве являются агломерационные машины, шахтные печи, купеляционные печи и шлаковозгоночные установки.
Обеспыливание отходящих газов агломерационных машин.
В настоящее время в свинцовом производстве применяют агломерационные машины двух типов: с просасыванием и с дутьем снизу. От последних отходят газы двух видов: богатые (5-6 % SO2), пригодные для получения серной кислоты, и бедные (1,5 - 2,0 %), использование которых для этой цели нерентабельно.
Во всех случаях газы содержат пыль, для улавливания которой необходимы ступенчатые схемы очистки. В качестве первой ступени для отделения крупной пыли обычно применяют циклоны. Некоторые характеристики газов и пыли приведены в табл.1.1.
Таблица 1.1.
Основные характеристики газов и пыли агломерационных машин свинцового производства.
| Характеристика | Агломерационные машины | |
| с просасыванием | с дутьем снизу 1 | |
| Температура газов,°СЗапыленность газов, г/м3Содержание SO2 в газе, % (объемн.)Концентрация пыли в газах перед пылеуловителем тонкой очистки, г/м3Содержание металлов в пыли после пылеуловителей тонкой очистки, % (по массе):свинеццинкмедькадмийсера | 130-1801,5-2,50,5-1,51,0-1,550-603-90,4-0,81-135-12 | 200-250/470-52012,5/11,85-6/1,5-2,08,1/3,550-603-90,4-0,81-135-12 |
| 1 В числителе - богатые газы, в знаменателе - бедные газы. | ||
Пыль агломерационных машин мелкая, преимущественно возгонного происхождения, средний размер частиц 0,5 - 1 мкм.
Химический состав пыли (оксиды свинца, цинка и сернистый свинец) предопределяет ее высокое удельное электрическое сопротивление (УЭС > 1011 Ом·см).
На практике обычно применяют два способа очистки: в электрофильтрах и рукавных фильтрах.
Мокрые способы очистки нежелательны вследствие возможности интенсивной коррозии оборудования, связанной с образованием серной кислоты.
Агломерационные машины с просасыванием. При применении электрофильтров необходима предварительная подготовка газа, включающая его охлаждение до 70-75°С и увлажнение до относительной влажности 90-95 %, для чего перед электрофильтром ставят полый скруббер (рис.1.1, а).
При этих условиях температура газа близка к точке росы и возможна конденсация паров слабой серной кислоты в электрофильтре и газопроводах, чего не следует допускать.
Скорость газа в активной зоне электрофильтра не должна превышать 0,7-0,8 м/с.
Рис. 1.1 Схемы, применяемые дли тонкого обеспыливания газов агломерационных машин, работающих с просасыванием: а - с сухим электрофильтрами; б - с тканевыми фильтрами.
1 - агломашина; 2 - циклон; 3 - эксгаустер; 4 - полый скруббер; 5 - сухой электрофильтр;
6 - дымосос; 7 - дымовая труба; 8 - рукавный фильтр; 9 - подсос воздуха.
При тонкой очистке газов агломерационных машин, работающих с просасыванием в рукавных фильтрах, основным требованием является поддержание температуры перед входом в фильтр на уровне, допустимом для применяемой ткани (рис.1.1, б). Регулирование температуры осуществляют подсосом воздуха, так как применение поверхностных охладителей из-за низкой температуры газов нецелесообразно, а впрыскивание воды опасно из-за возможности появления в газах капель серной кислоты.
Эксплуатационные данные по одной из установок с тканевыми фильтрами типа РФГ (ткань ЦМ) с рабочей поверхностью 560 м2:
Количество газов, тыс. м3/ч 60-70
Температура газов,°С 110-170
Содержание (SO2 - SO3), % 4,0
Средний размер частиц, мкм 1,26
Пропускная способность одного фильтра 40000
Охлаждение газов подсосом воздуха,°С <100
Концентрация пыли, г/м3:
перед фильтром 0,8-1,2
после фильтра 0,025-0,05
Газовая нагрузка на ткань, м3/ (м2·мин) 1,0-1,1
Химический состав пыли, %: 45-50 Рb; 6-8 S; 2,8-3,2 Zn; 0,1-0,35 Cd; 0,7-0,8 Сu; 0,1 - 0,15 As; 0,45 Sb.
Агломерационные машины с дутьем. В этом случае очистку богатых газов, идущих в сернокислотный цех, осуществляют в сухих электрофильтрах с предварительной подготовкой в скруббере. Бедные газы из средней части машины имеют высокую температуру (~500°С), поэтому их сначала охлаждают в поверхностных холодильниках, а затем очищают в рукавных фильтрах, после чего выбрасывают в атмосферу (рис.1.2). Бедные газы из хвостовой части машины направляют в циклон, после очистки в котором их используют в качестве дутья, направляемого в головную часть машины. Избыток газов из циклона направляют через смеситель в рукавный фильтр.
Рис.1.2 Принципиальная схема очистки от пыли газов агломерационных машин с дутьем снизу:
1 - агломерационная машина; 2 - циклон; 3 - вентилятор; 4 - полый скруббер; 5 - сухой электрофильтр; 6 - рукавный фильтр; 7 - смеситель газов; 8 - подсос воздуха; 9 - поверхностный охладитель; 10 - дымовая труба.
Вследствие высокого содержания СО2 в богатых газах содержащаяся в них пыль свинца и цинка представляет собой в значительной степени не оксиды, а сульфаты, характеризующиеся более высокой электропроводностью. В связи с этим работа электрофильтров несколько облегчается и допустимая температура газов перед ними поднимается до 100-110°С с одновременным снижением влажности. Однако, как показала практика, скорость поступающего в электрофильтр газа с повышенным содержанием СО2 (5-6%) не должна превышать 0,3-0,5 м/с. При этой скорости запыленность газов после электрофильтра находится в пределах 0,03-0,1 г/м3. Дальнейшее снижение запыленности осуществляется в мокрых электрофильтрах сернокислотного цеха.
Электрофильтр имеет С-образные осадительные электроды длиной 5 м, шириной 400 мм, а также игольчатые коронирующие электроды, среднее напряжение на которых 60 кВ, плотность тока 0,41 мА/м2, линейная плотность тока 0,088 мА/м. Скрубберы, размещенные перед электрофильтрами, имеют верхний подвод газа, диаметр 6 и высоту 14,5 м и работают со скоростью газа 0,5 м/с.
Бедные газы очищают в рукавных фильтрах (температура газов перед фильтрами 95°С; концентрация пыли перед фильтрами 4,0, после них 0,037 г/м3).
Очистка отходящих газов шахтных печей для выплавки чернового свинца.
Газы шахтных печей имеют температуру 200-300°С и следующий химический состав, % (объемн.): 15 СО2; 16 СО; 1 О2; 0,05-0,1 SO2. Запыленность газов 8-17 г/м3 при среднем размере частиц 0,6-0,8 мкм. В пыли шахтных печей содержится,% (по массе): 55-65 Рb; 12-20 Zn; 1-3 Cd; 0,4 As; 0,1-0,2 Sb; 6-8 S; 0,4-0,8 Cl.
При расстройстве нормального хода печи температура отходящих газов может возрастать до 800-1000°С, а запыленность увеличивается до 100 г/м3 и более.
Высокая дисперсность пыли шахтных печей и значительная запыленность газов обусловливают необходимость применения ступенчатой очистки и установки в качестве аппаратов тонкой очистки пылеуловителей наиболее совершенных типов. Низкое содержание в газах сернистого ангидрида допускает применение наряду с сухими мокрых газоочистных аппаратов.
В практике очистки газов шахтных печей применяют схемы, показанные на рис.1.3 Во всех случаях в качестве аппаратов грубой очистки непосредственно у печей устанавливают циклоны, осаждающие крупную пыль, что предотвращает засорение его длинных газоходов и с учетом присосов воздуха снижает запыленность газов перед аппаратами тонкой очистки до 3-6 г/м3. Следующим аппаратом в сухих схемах является испарительный скруббер, позволяющий снижать и регулировать температуру газов перед сухими электрофильтрами и рукавными фильтрами.
Рис.1.3 Схемы, применяемые для обеспыливания газов шахтных печей выплавки чернового свинца с тонкой очисткой: а - в сухих электрофильтрах; б - в рукавных фильтрах; в - в мокрых электрофильтрах; г - в скрубберах Вентури.