Очищення повітря від пилу з метою зменшення вмісту в ньому пилових частинок - складне, але необхідне в сучасних умовах завдання. Вирішення цього завдання залежить насамперед від правильного вибору системи пилоочищення та кваліфікованої експлуатації пилоочисних пристроїв.
Багато виробничих технологічних процесів призводять до викиду в повітря дрібних твердих частинок або пилу. Пил утворюється в процесі подрібнення, шліфування, полірування, стирання, а також під час транспортування або пересипання різних матеріалів.
Повітря, що видаляється місцевими вентиляційними установками, запилене або забруднене отруйними газами чи парами, необхідно очищати перед випуском його в атмосферу. Спосіб очищення повітря, що видаляється, від забруднень, висота викиду і допустимі концентрації шкідливих речовин у ньому повинні відповідати чинним нормативним документам і стандартам. Якщо очищення повітря від отруйних газів і парів технічно нездійсненне, то неочищене повітря необхідно викидати у високі шари атмосфери.
Сьогодні в нашій країні на багатьох діючих виробництвах наявні системи аспірації (пиловидалення) і вентиляції не справляються із завданнями пиловидалення або роблять це з недостатньою якістю. Здебільшого, це відбувається:
Щоб довести вміст пилу у повітрі, що видаляється з виробничих приміщень, до рівня, що відповідає чинним санітарним нормам, використовуються пилоочисні або газоочисні пристрої.
Пилоочисний пристрій вибирають залежно від низки параметрів, до числа яких відносять: ступінь необхідного очищення повітря, величину порошинок, властивості частинок пилу (пил сухий, волокнистий, липкий, гігроскопічний тощо), початковий пиловміст, а також температуру повітря, що очищується, і цінність частинок пилу.
Пилоочисні пристрої поділяються на:
Щоб ефективно видалити пил, слід знати його класифікацію. За розміром частинок (дисперсності) буває:
Пристрої грубого очищення повітря застосовують найчастіше на стадії попереднього очищення при багатоступеневому очищенні повітря. Вони затримують головним чином частинки крупного пилу.
Пристрої середнього ступеня очищення повітря знаходять своє використання в тих випадках, коли повітря викидається в атмосферу, при цьому залишковий вміст пилу в ньому має бути не більше 150 мг/куб. м.
Пристрої тонкого ступеня очищення повітря застосовуються для забезпечення залишкового пиловмісту очищеного повітря на рівні не більше 2 мг/куб. м. Вони можуть затримати пилові частинки величиною до 10 мкм. Такі пристрої слід використовувати як для очищення припливного, так і рециркуляційного повітря, а також для вловлювання цінного пилу (наприклад, частинок кольорових металів, борошна, цементу тощо).
За принципом дії розрізняють такі види пилоочисних пристроїв:
Механічного типу:
Електричного типу:
До інерційних очисних пристроїв відносяться пилоосаджувальні камери, в яких частинки забруднення видаляються з потоку газу під дією інерційних сил. Відцентрові пиловідокремлювачі - це циклони, мультициклони та інші апарати, робота яких заснована на використанні сил інерції, виділенні частинок пилу під час зміни напряму потоку очищуваного газу.
Одним із найефективніших мокрих пиловловлювачів є скрубер Вентурі, в якому турбулентний потік забрудненого газу пропускають через воду. При цьому відбувається захоплення краплями води частинок пилу, коагуляція (злипання в більші грудки) цих частинок з подальшим осадженням у краплевловлювачі інерційного типу.
У фільтрувальних пристроях уловлювання частинок пилу відбувається під час проходження газу через пористі матеріали. Розрізняють тканинні (до них відносяться каркасні та рукавні фільтри), волокнисті (комірчасті, панельні, рукавні) і зернисті (комірчасті, барабанні) фільтри.
У мокрих електрофільтрах вода подається у вигляді плівки на осаджувальні електроди. Застосування пиловловлювальних пристроїв мокрого очищення обмежується тими випадками, коли припустиме зволоження очищуваного газу.
Невелика підказка. Для ефективного очищення від пилу з розмірами частинок до 4 мкм застосовують головним чином рукавні фільтри та електрофільтри. Якщо розміри частинок лежать у діапазоні 4-8 мкм, то для очищення краще застосовувати циклони з мокрою плівкою або скрубери. Циклони найчастіше використовуються для очищення від пилу з розмірами частинок понад 8 мкм.
Існує формула, за якою можна розрахувати ефективність пристроїв пилоочищення. Ефективність характеризує, наскільки пристрій здатен очистити повітря і вимірюється у відсотках:
N0 = ((A1 - A2)/A1)*100%,
де:
У разі багатоступеневого очищення повітря використовують спеціальну формулу, у якій ураховується ефективність очищення на кожному ступені. Наприклад, для двоступеневого очищення ця формула така:
N0 = N1 + N2 - N1*N2,
де:
Щоб порівняти ефективність різних пилоочисних пристроїв, користуються такою формулою:
N = (100% - N1) / (100% - N2),
де:
Нехай N1 = 90%, а N2 = 95%. Скористаємося формулою і отримаємо, що ефективність другого пристрою в 2 рази перевищує ступінь очищення першого. А не на 5%, як думають дехто.
Якщо потрібно розрахувати ефективність очищення для кожної фракції пилу, то концентрація вимірюється тільки за досліджуваною фракцією. Але оскільки частинки пилу мають різноманітну форму (кульки, палички, пластинки, голки, волокна тощо), то для них поняття розміру умовне. У загальному випадку прийнято характеризувати розмір частинки величиною, що визначає швидкість її осадження, - седиментаційним діаметром. Тобто фактично приводять частинки неправильної форми до якоїсь абстрактної кулі, швидкість осадження і густина якої дорівнюють швидкості осадження і густині досліджуваних частинок, а потім визначають діаметр цієї кулі і користуються ним для віднесення частинок до тієї чи іншої фракції.
Крім ефективності очищення, при виборі пилоочисних пристроїв потрібно враховувати й інші їхні характеристики. До їх числа відносять:
Останні три показники характеризують головним чином фільтрувальні пристрої. Швидкість фільтрації (її ще називають навантаженням за газом) розраховується як відношення об'ємної витрати газу, що очищується, до площі фільтрувальної поверхні. Аеродинамічний опір визначається як різниця тисків газу на вході і на виході в очисний пристрій. А пилоємність дорівнює масі пилу, яка накопичується на фільтрі в проміжку між черговими процесами регенерації. Регенерацію фільтра слід проводити, коли аеродинамічний опір очисного пристрою зростає у 2-3 рази від початкового рівня.
