Золоудавливание
Одним из главных мероприятий по борьбе с вредными выбросами на производстве и в энергетике является глубокая очистка дымовых газов от золы и других вредных примесей. Во время работы котельных агрегатов должно быть обеспечено бесперебойное золоулавливание. С неработающими золоуловителями эксплуатация котлов запрещена.
Существует две основные системы золоулавливания:
- Сухое золоулавливание
- Мокрое золоулавливание
Сухое золоулавливание
К золоуловителям сухого типа относятся:
- Пылеосадительные камеры
- Фильтры
- Пылеуловители инерционного действия (циклоны)
В пылеосадительных камерах используется механизм гравитационного осаждения золы. Из-за своей громоздкости и длительности процесса, камеры неэффективны и в настоящее время не находят широкого применения. Золоулавливание может осуществляться с помощью тканевых рукавных фильтров и электрических фильтров. Электрофильтры устанавливают
на электростанциях средней и большой мощности. Принцип их работы основан на свойствах притяжения заряженных частиц к полюсу обратного знака. Электрофильтры дают высокую степень очистки и применяются для особо тщательной очистки газов от золы в сочетании с батарейными циклонами. Степень очистки в таком случае составляет 98-99%. Однако скорость процессов очистки относительно низкая, размеры электрофильтров громоздкие, кроме того, они требуют обслуживания высококвалифицированным персоналом.
Самыми распространенными золоуловителями являются циклоны. Они составляют 90% от всех используемых золоуловительных установок. Циклон представляет собой цилиндр с конусом внизу. Циклоны бывают двух типов: цилиндрические и конические.
К цилиндрическим относятся аппараты ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У и ЦН-24. У них удлинена цилиндрическая часть корпуса. В верхней части цилиндра размещен патрубок для входа очищаемого газа, не под прямым углом, а тангенциально. Циклоны типа ЦН-15У, где "У" означает укороченный, устанавливаются там, где есть ограничения по высоте. Выходной патрубок для очищенного воздуха находится в центре по вертикальной оси. Внизу под корпусом располагается золоприемная камера. Подаваемый в цилиндр со скоростью 20 м/сек запыленный воздух расслаивается под действием центробежной силы. Твердые частицы, имеющие большую массу, отбрасываются к стенке и спускаются по ней в золоприемник. Очищенный воздух под действием пониженного давления поднимается вверх и через выхлопное отверстие уходит в дымовую трубу.
Конические циклоны СДК-ЦН-33 и СК-ЦН-34 имеют удлиненную коническую часть, спиральный входной патрубок и малое отношение диаметра выхлопной трубы к диаметру цилиндра (0,33 и 0,34). Они также имеют большие габариты.
Продуктивность работы циклонов зависит от размеров цилиндра и входного патрубка, так как путь золы до стенок при меньшем диаметре значительно короче. Поэтому сухие инерционные золоуловители выполняют в виде блоков или батарей, что делает золоулавливание более эффективным.
Блок циклонов представляет собой параллельное соединение небольших по диаметру циклонов, имеющих общий вход и выход газов.
Батарейные циклоны (БЦ) отличаются от группы циклонов тем, что имеют общий кожух и общие системы ввода-вывода газов и выхода золы. Недостатком батарейных циклонов является их высокое сопротивление, что приводит к повышенному потреблению электроэнергии.
Мокрое золоулавливание
Мокрые золоуловители являются высокоэффективными аппаратами. Их действие основано на захвате частиц золы жидкостью и удаление ее из аппаратов в виде шлама. Механические инерционные мокрые золоуловители представлены скрубберами.
Скруббер - это цилиндр большого диаметра и большой высоты. Через нижнюю часть цилиндра вводятся тангенциально по патрубку загрязненные газы. В верхней части размещена оросительная система, образующая на стенках цилиндра пленку стекающей воды. Созданная тангенциальным вводом центробежная сила отбрасывает частички золы и примесей к стенкам цилиндра, где они смачиваются и увлекаются потоком воды в воронку скруббера, откуда удаляются в виде шлама.
На котельные агрегаты малой и средней производительности устанавливаются скрубберы простого типа диаметром 0,5-1,6 м и высотой от 4 до 10 м. Можно установить 2, 3 и более скрубберов в групповом исполнении с параллельным подключением.
В мощных котельных установках используют так называемые мокропрутковые скрубберы. В них газы проходят двойную очистку за счет установки на входной патрубок решетки из горизонтально расположенных металлических прутьев, омываемых водой. Большая часть золы газов, поступающих по патрубку, осаждается на прутьях решетки, и газ проходит первый этап очистки. Более мелкие частицы улавливаются на втором этапе внутри цилиндра. Мокропрутковые скрубберы могут быть диаметром 2,3-3,3 м и высотой 8-11 м.
Мокрое золоулавливание также выполняется с помощью таких устройств, как пенные аппараты, где зола удаляется с помощью пены, и пленочные аппараты с колонками.
