Спосіб очистки газу від аерозолю, що містить високодисперсні тверді частки з магнітною компонентою

Способ очистки газа от аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой, включающий пропускание газа через зону магнитной коагуляции, осуществляемой в слое гранул, который помещают на непровальной горизонтальной решетке и приводят в состояние псевдоожижения потоком очищаемого газа, осаждение скоагулированных частиц под действием центробежных сил, регенерацию слоя гранул, о т л и ч а ю щийс я тем, что слой гранул дополнительно ограничивают верхней непровальной горизонтальной решеткой и многократно чередуют процесс коагуляции с процессом регенерации, причем состояние псевдоожижения при коагуляции создают заторможенным, поддерживая скорость потока очищаемого газа не менее скорости начала пневмотранспорта слоя гранул с нижней решетки и его прижатия к верхней решетке, а процесс регенерации осуществляют при кратковременном снижении скорости подачи очищаемого газа до величины менее скорости спокойного псевдоожижения. с > ел Изобретение относится к области магнитного осаждения аэрозоля^ содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой, из газовой среды. Оно может быть использовано в химической, металлургической и теплоэнергетической промышленности и может найти наибольшее применение при очистке вентиляционных выбросов от сварочных аэрозолей. Известен способ очистки газа от аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой. По известному способу запыленный газ непрерывно пропускают через зону с магнитным полем, создаваемую в электромаг нитном коагуляторе, в которой коагулируют частицы аэрозоля и осаждают их под действием центробежных сил в циклоне. (В.М.Товстохатько. Магнитные пылеуловители. - Киев. Донецк.: Вища школа. Головное издательство, 1985, с. 89). Однако известный способ не позволяет высокопроизводительно и эффективно вести очистку газа от высокодисперсных частиц аэрозоля и одновременно снизить затраты на магнитную коагуляцию. Это обстоятельство связано с тем, что для повышения производительности процесса очистки газа без снижения при этом эффективности улавливания, в известном способе требуется значительно повышать напряженность 00 о 15870 Технический результат достигается тем, что в способе очистки газа от аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой, пропускают газ через зону магнитной коагуляции так, что процесс магнитной коагуляции осуществляют в слое гранул, который помещают на горизонтальной непровальной решетке и приводят в состояние псевдоожижения потоком очищаемого газа, а затем осаждают скоагулированные частицы под действием центробежных сил, при этом, согласно изобретению, слой гранул дополнительно ограничивают верхней непровальной горизонтальной решеткой и многократно чередуют процесс коагуляции с процессом регенерации, причем состояние псевдоожижения при коагуляции создают заторможенным, поддерживая скорость потока очищаемого газа не менее скорости начала пневмотранспорта слоя гранул с нижней решетки и его прижатия к верхней решетке, а процесс регенерации осуществляют при кратковременном снижении скорости подачи очищаемого газа до величины менее скорости спокойного псевдоожижения. Такое циклическое ведение процесса очистки газа от частиц высокодисперсного аэрозоля, когда процесс магнитной коагуляции ведут в заторможенном псевдоожиженном слое, а регенерацию ведут кратковременно путем разрушения заторможенного псевдоожиженного слоя, позволяет повысить производительность процесса очистки по сравнению с известным способом и обеспечить при этом высокую степень очистки. Это становится возможным благодаря тому, что этап регенерации по сравнению с этапом коагуляции ведут кратковременно так, что средняя за цикл степень очистки газа остается высокой величиной, ее величина практически не опускается в предлагаемом способе ниже 90%. А повышение производительности процесса очистки газа в предлагаемом способе происходит без ограничений по технологическим параметрам существования режима заторможенного псевдоожиженного слоя, ибо может быть осуществлен при скорости подачи очищаемого газа равной или выше скорости начала пневмотранспорта слоя гранул с нижней непровальной решетки. Предлагаемый способ очистки газа от аэрозоля реализуется с помощью устройстТехническая задача, решаемая предла- 55 ва, содержащего аппарат псевдоожиженногаемым изобретением, состоит в повышего слоя, обладающий двумя нии производительности процесса очистки горизонтальными непровальными решеткагаза от высокодисперсных частиц аэрозоля ми, верхней и нижней, и размещенным межпри сохранении высокой степени очистки. ду ними слоем гранул, а также циклон. магнитного поля в зоне коагуляции, что осуществляют с помощью внешнего источника магнитного поля и ведет к значительному росту энергозатрат, а также к росту металлоемкости аппаратуры, в которой осуществ- 5 ляется известный способ. Поэтому известный способ малоэффективен при улавливании высокодисперсного аэрозоля с частицами (0,1... 1,0 мкм). Наиболее близким по технической сущ- 10 ности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ очистки газа от аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой (см. А.С. СССР № 1181396, 15 МКИ 5 В 01 D 35/06, 1988 г.). Известный способ заключается в том, что запыленный поток газа непрерывно пропускают через зону магнитной коагуляции. А сам процесс магнитной коагуляции 20 осуществляют в слое гранул, для чего помещают слой гранул на горизонтальную непровальную решетку и приводят в состояние спокойного псевдоожиженмя потоком очищаемого газа. При этом скорость 25 начала псевдоожижения гранул определяют по достижению гидравлическим сопротивлением слоя максимального значения, а скорость потока газа устанавливают в пределах 1,0 1,1 от скорости начала псевдоожиже- 30 ния. По мере выноса скоагулированных частиц аэрозоля из псевдоожиженного слоя гранул (чем осуществляют регенерацию слоя гранул), осаждают скоагулированные 35 частицы аэрозоля под действием центробежных сил в циклоне. Известный способ не позволяет повысить производительность процесса очистки газа от высокодисперсных частиц аэрозоля 40 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 45 псевдоожиженного слоя, который характеризуется образованием в псевдоожиженном слое большого количества газовых пузырей и поршней частиц. Такой режим псевдоожиженного слоя гранул ведет к про- 50 скоку очищаемого газа и уменьшению степени очистки газа от 94...99% до степени очистки, равной 55...65% и ниже. 15870 установленный на выходе из аппарата псевдоожиженного слоя. На фиг.1 представлена общая схема устройства, в которой реализуется предлагаемый способ очистки газа от аэрозоля, где Н 5 - высота зоны между решетками, Нел - высота псевдоожиженного слоя гранул. На фиг.2 дана зависимость степени очистки газа от скорости подачи очищаемого газа в слой гранул и организации при этом 10 разных режимов существования псевдоожиженного слоя, полученную при работе по предлагаемому способу. Согласно предлагаемого способа очистку газа от аэрозоля, содержащего высоко- 15 дисперсные твердые частицы с магнитной компонентой, ведут следующим образом. Газ, содержащий аэрозоль, подают (см. фиг.1) в аппарат псевдоожиженого слоя 1 под нижнюю непровальную газораспреде- 20 лительную решетку 2, на которую помещают слой гранул 3. Слой гранул 3 дополнительно ограничивают верхней непровальной горизонтальной решеткой 4. Многократно чередуют 25 процесс коагуляции с процессом регенерации. Осуществляют это следующим образом. Под действием динамических сил очищаемого газового потока слой гранул 3 переводится в состояние заторможенного 30 псевдоожиженного слоя. Режим заторможенного псевдоожиженного слоя определяют, например, визуально через смотровое окно аппарата псевдоожиженного слоя (на фиг. 1 не показано) по прижатию слоя гранул 35 к верхней непровальной решетке 4. Унос слоя гранул с нижней с непровальной решетки 2 возможен лишь при достижении скоростью подачи очищаемого газа величины скорости равной или превышающей ско- 40 рость начала пневмотранспортирования. В этот момент весь слой гранул переходит во взвешенное состояние и под действием динамических сил газового потомка прижимается к верхней непровальной решетке 4. 45 Состояние заторможенного псевдоожиженного слоя можно также определить по величине гидравлического сопротивления соответствующего режиму создания заторможенного слоя. 50 Удерживают режим заторможенного псевдоожиженного слоя тем, что скорость подачи газа оставляют постоянной и соответствующей скорости начала пневмотранспортирования слоя гранул или 55 превышающей ее (см. фиг.2). Очистку газа от частиц высокодисперсного аэрозоля, содержащего магнитную компоненту, ведут следующим образом. х Для этого создают по всему объему затор моженного псевдоожиженного слоя в зазорах между гранулами зоны высокой локальной напряженности магнитного поля путем осаждения на поверхность гранул слоя из улавливаемых магнитных частиц. Созданный на поверхности гранул тонкий слой первичной магнитной фильтрующей ткани магнитный ворс является фильтром в свою очередь для слабомагнитных и немагнитных частиц аэрозоля. Укрупняют улавливаемые частицы аэрозоля при их осаждении на поверхность магнитного ворса в зонах высокой локальной напряженности магнитного поля, которую достигают за счет суперпозиции магнитных полей каждой отдельной гранулы, окружающей зазор, через который следует частица аэрозоля. Наиболее сложный вопрос в магнитном пылеулавливании это регенерация активной фильтрующей зоны, то есть в нашем случае заторможенного псевдоожиженного слоя гранул при его насыщении частицами аэрозоля. В предлагаемом способе регенерацию заторможенного псевдоожиженного слоя гранул от скоагулированных частиц ведут путем разрушения заторможенного псевдоожиженного слоя под действием силы тяжести. Для этого кратковременно (обычно время регенерации - г р составляет 1...3 с) уменьшают скорость подачи очищаемого газа до величины скорости менее скорости спокойного псевдоожижения. Скорость подачи очищаемого газа регулируют либо путем изменения числа оборотов газодувки, либо путем установки на входе в аппарат псевдоожиженного слоя автоматически регулируемой заслонки (на чертеже не показана). За указанное выше время регенерации - Гр обеспечивается достижение гранулами в свободном падении нижней непровал ьной решетки 2. Это достигается также еще и тем, что соотношение Н/Нся обычно не превышает 1.1...3. А абсолютное значение Нел лежит в диапазоне 10... 100 мм. После достижения гранулами нижней решетки 2 увеличивают скорость подачи газа в слой гранул до величины скорости не менее скорости начала пневмотранспорта, вновь создают заторможенный псевдоожиженный слой. Указанный цикл повторяют многократно в течение процесса очистки газа от аэрозоля и, таким образом, многократно чередуют процесс коагуляции с процессом регенерации. Регенерация и очистка заторможенного псевдоожиженного слоя от скоагулированных частиц аэрозоля осуществляются в предлагаемом способе в этапе падения и 11 15870 12 счет образования микровихрей в зазорах, а гидравлическое сопротивление на слое сотакже тем, что, как известно, магнитные частавило - АР ~ 650 Па, степень очистки - tj стицы создают объемно-пространственную = =94%. решетку с явно выраженной тенденцией к При превышении скорости подачи газа 5 сжатию. Все сказанное в конечном итоге выше скорости начала пневмотранспорта ведет к увеличению степени очистки. Аналодо величин W - 1,5 м/с; W-2,0 м/с; W - 2,5 гичный результат роста степени очистки нам/с; АР - гидравлическое сопротивление на блюдается и в режиме фильтрации слое составило соответственно: АР - 2500 неподвижного слоя гранул, а также в режиПа; 3650 Па; 5025 Па, а степень очистки газа от аэрозоля составила соответственно rj - 10 ме спокойного псевдоожижения. В этих случаях сила тяжести прижимает -95,5%; 97,5%; 99,5%. слой гранул к нижней решетке, уменьшая Сравнение результатов опытов показыпорозность слоя, и зазоры между гранулавает, что наиболее высокой производительми. Однако, в этих случаях зависимость поностью процесса очистки газа от аэрозоля при сохранении высокой эффективности 15 розности слоя от скорости обратная вышеприведенной, а именно: с уменьшениочистки обладает режим заторможенного ем скорости уменьшаются зазоры между псевдоожиженного слоя. гранулами. Поэтому высокая степень очистки газа достигается в этих случаях при ниэВысокая степень очистки, до 99,5% при повышении скорости прокачки очищаемого 20 ких скоростях прокачки очищаемого газа и, следовательно, при низких величинах прогаза, через заторможенный псевдоожиженизводительности процесса очистки. ный слой (фиг.2) обьясняется следующим Таким образом, предлагаемый способ обстоятельством. очистки газа позволяет производительно и Аэродинамические силы газового потока прижимают слой гранул к верхней бес- 25 эффективно очищать воздух, содержащий частицы сварочных аэрозолей. провальной решетке. Порозность слоя Кроме того, предлагаемый способ очиуменьшается с ростом скорости, при этом стки газа обладает дополнительным преуменьшаются зазоры между гранулами слоя имуществом: при его использовании с магнитным ворсом на поверхности гранул, создаваемого из улавливаемой пыли с маг- 30 уменьшаются габариты применяемого для осуществления способа оборудования для нитной компонентой, что ведет к увеличекоагуляции, что ведет к снижению его мению магнитной напряженности в зазорах. А. • таллоемкости. это увеличивает коагуляцию частиц пыли за 15870