Спосіб очистки газу від частинок аерозолю,який вміщує високодисперсні тверді частинки з магнітною компонентою

Изобретение относится к области магнитного осаждения частиц аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой, из газовой среды. Оно может быть использовано в химической, металлургической и теплоэнергетической промышленностях и может найти наибольшее применение при очистке вентиляционных выбросов от твердых частиц сварочных аэрозолей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ очистки газа от аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой [1]. Известный способ заключается, а том, что запыленный поток газа непрерывно пропускают через зону магнитной коагуляции. А сам процесс магнитной коагуляции осуществляют в слое гранул, для чего помещают слой гранул на горизонтальную непровальную решетку и приводят в состояние спокойного псевдоожижения потоком очищаемого газа. При этом скорость начала псевдоожижения гранул определяют по достижению гидравлическим сопротивлением слоя максимального значения, а скорость потока газа устанавливают в пределах 1,0 ... 1,1 о т скорости начала псевдоожижения. По мере выноса скоагулированных частиц аэрозоля из псевдоожиженного слоя гранул (чем осуществляют регенерацию слоя гранул), осаждают скоагулированные частицы аэрозоля под действием центробежных сил в циклоне. Известный способ не позволяет повысить производительность процесса очистки газа от высокодисперсных частиц аэрозоля при сохранении высокой степени очистки. Это связано с тем обстоятельством, что с ростом скорости потока очищаемого газа свыше указанных скоростей начала псевдоожижения, начинается режим развитого псевдоожиженного слоя, который характеризуется образованием в псевдоожиженном слое большого количества газовых пузырей. Такой режим ведет к увеличению порозности псевдоожиженного слоя, ухудшению контакта частиц слоя между собой, проскоку неочищенного газа и снижению очистки до степени очистки, равной 55 - 65% и ниже. Режим развитого псевдоожиженного слоя не способствует, таким образом, созданию по всему объему псевдоожиженного слоя в зазорах между гранулами слоя зон высокой локальной напряженности магнитного поля из-за увеличения расстояния между гранулами слоя, а также не способствует по той же причине интенсивному созданию на поверхности гранул тонкого магнитного слоя. В основу изобретения поставлена задача разработать новый способ очистки газа от твердых частиц аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой, в котором путем создания поршневого режима псевдоожижения достигается высокая производительность процесса очистки газа от высокодисперсных частиц аэрозоля при сохранении высокой степени очистки и при организации непрерывности процесса очистки. Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе очистки газа от частиц аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой очищаемый газ пропускают через зоны магнитной коагуляции, осуществляемой в слое гранул, помещенном из непровальной горизонтальной решетке и приводимом в состояние псевдоожижения потоком очищаемого газа, осуществляют регенерацию слоя гранул, осаждение скоагулированных частиц аэрозоля под действием центробежных сил, при этом, согласно изобретению процессы коагуляции частиц аэрозоля и регенерации слоя гранул осуществляют s режиме поршневого псевдоожижения. Предлагаемый способ очистки газа от частиц аэрозоля реализуется с помощью устройства, содержащего аппарат псевдоожиженного слоя и циклон, установленный на выходе газа из аппарата псевдоожиженного слоя. На фиг.1 представлена общая схема устройства, в котором реализуется предлагаемый способ очистки газа от твердых частиц аэрозоля. На фиг.2 представлена схема расположения слоя гранул в аппарате псевдоожиженного слоя без подачи очищаемого газа т.е. в нерабочем состоянии, где - высота слоя гранул, - диаметр аппарата псевдоожиженного слоя. Согласно предлагаемому способу очистку газа от частиц аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой ведут следующим образом. Газ, содержащий аэрозоль, подают (см. фиг.1) в аппарат псевдоожиженного слоя 1 через нижнюю непровальную газораспределительную решетку 2, на которой помещают слой гранул 3, при этом выбирают не менее 2,5 для обеспечения устойчивости непрерывного режима поршнеобразования. Под действием динамических сил очищаемого газового потока слой гранул 3 переводят в состояние поршневого режима псевдоожижения известным способом, при это слой гранул разделяется на отдельные части поршни 4 газовыми "пробками" 5, Поршни 4 медленно перемещаются в вертикальном направлении вдоль оси аппарата 1. Сквозь поршни 4 фильтруется очищаемый газ, при этом происходит осаждение частиц аэрозоля на гранулы насадки. Осевшие частицы аэрозоля образуют слой. В процессе перемещения поршней вследствие влияния возмущений, присущи х системе, под действием силы тяжести происходит осыпание гранул насадки, расположенных на нижних слоях поршня, при этом осевший слой частиц аэрозоля откалывается от гранул насадки (происходит процесс регенерации гранул насадки), образуя коагулянты, которые подхватываются восходящим потоком очищаемого газа и фильтруются через следующий слой гранул насадки. Осыпавшиеся и очистившиеся гранулы насадки образуют на нижележащем поршне новый слой гранул, через который снова фильтруется очищаемый газ. Процессы осаждения и регенерации повторяются многократно. Скоагулированные таким образом частицы аэрозоля, увлекаемые потоком очищаемого газа, улавливаются известным способом в циклоне 6. Производительность очистки газа в предлагаемом способе превышает производительность процесса очистки газа в известном способе. Это объясняется тем обстоятельством, что в известном способе указанный процесс ведут при величине скорости подачи очищаемого газа равной 1,0 ... 1,1 скорости спокойного псевдоожижения. В предлагаемом способе процесс очистки газа ведут при величине скорости подачи очищаемого газа, превышающей величину скорости спокойного псевдоожиженного слоя гранул в 2 - 3 раза. Пример. Осуществление предлагаемого способа может быть продемонстрировано на примере очистки воздуха от твердых частиц сварочного аэрозоля, образующегося при производстве сварочных работ. Способ осуществляется с помощью установки, состоящей из аппарата псевдоожиженного слоя и циклона. Аппарат поршневого псевдоожиженного слоя был выполнен из стекла, диаметром 18мм. В аппарате установлена горизонтальная непровальная решетка с живым сечением 48%, размер ячейки в свету 0,45мм. Высота слоя гранул в нерабочем состоянии составляла 300мм. В качестве гранул использовалась узкая фракция зерен песка размером 0,5 - 2,0мм. Для улавливания скоагулированных частиц аэрозоля использовался циклон типа ЦН-15 с диаметром корпуса 40мм. В качестве газодувки использовался промышленный пылесос КУ-01, число оборотов двигателя которого регулировалось с помощью ЛАТ-Ра. Вход аппарата поршневого псевдоожиженного слоя был соединен с газопроводом, отводящим воздух с частицами сварочного аэрозоля от сварочного поста. Выход циклона соединялся с пылесосом КУ-01. Для определения эффективности очистки газового потока от частиц сварочного аэрозоля производился отбор проб на входе в аппарат поршневого псевдоожиженного слоя и на выходе из циклона. Улавливание велось на фильтры типа АФА-ВП-60. Взвешивание фильтров до отбора пробы и после производилось на аналитических весах ВЛА-200М. Сварочный аэрозоль создавался в процессе сварки с помощью электродов УОНИ. Содержание магнитной компоненты составляло 60%. Основная масса - 98% частиц аэрозоля имела размер 0,1 ... 1,0мкм. Скорость потока очищаемого газа в аппарате псевдоожиженного слоя составляла - 0,59м/с. Гидравлическое сопротивление аппарата псевдоожиженного слоя - 5200Па. Степень очистки 94%. Таким образом, предлагаемый способ очистки газа позволяет производительно и эффективно очищать газы от частиц аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой.