Безопасность жизнедеятельности и охрана труда (стр. 13 из 22)

Для очистки приточного атмосферного и рециркуляционного воздуха от различных пылей, а также вентиляционных выбросов с малой концентрацией загрязнений применяют двухзонные электрофильтры ФЭ и РИОН (рис. 16,а). В электрофильтре загрязненный воздух проходит ионизатор, в состав которого входят положительные / и отрицательные 2 электроды.

Рис. 16. Электрофильтры

Ионизатор выполнен так, чтобы при скорости около 2 м/с частицы пыли успели зарядиться, но не смогли осесть на электроды. Зарядившиеся частицы пыли воздушными потоками увлекаются в осадитель, представляющий собой систему пластин осадительных электродов 3 и 4, где частицы оседают на пластинах противоположной полярности. Выбором расстояния между пластинами (6—7 мм) удается при сравнительно небольшом напряжении между пластинами (7 кВ) получить напряженность электрического поля 80—100 В/м, что достаточно для осаждения частиц субмикронных размеров. Далее воздух проходит противоуносный фильтр и выходит из аппарата. Эффективность пылеулавливания достигает 0,95, гидравлическое сопротивление чистого фильтра 30—50 Па, производительность но воздуху 1000 м3/ч и более, входная концентрация загрязнений не более 10 мг/м3.

Для очистки вентиляционных выбросов от туманов минеральных масел, пластификаторов и т. п. в ЦНИИ-промзданий разработаны электрические туманоуловители УПП (рис. 16,б). В корпусе 1 установлен электрический туманоуловитель 2 типа ФЭ, который питается от источника 4 напряжением 13 кВ. Подвод питания к электродам производят через высоковольтные электроизоляторы с клеммами 3. Загрязненный воздух через входной патрубок, распределительную решетку 8 и сетку 7 поступает к туманоуловителю, очищается от загрязнений и, пройдя брызгоуловитель 5, подается на выход из УПП. Жидкость, отделенная от воздуха, собирается в воронках 6, а затем сливается из УПП через гидрозатворы. Пропускная способность УПП по воздуху 5—30 тыс. м3/ч. УПП сочетают высокую эффективность улавливания загрязнений с низким гидравлическим сопротивлением и предназначены для использования в системах с температурой газов до 350 К.

Для средней и тонкой очистки воздуха от примесей в системах приточной и вытяжной вентиляции широко используют фильтры, в которых запыленный воздух пропускается через пористые фильтрующие материалы, способные задерживать пыль. Если размер частиц пыли больше размера пор фильтрующего материала, то действует поверхностный (сеточный) эффект пылеулавливания с образованием осадка на входе в фильтрующий элемент. Если размер частиц пыли меньше размера пор, то пыль проникает в фильтрующий материал и оседает на частицах или волокнах, образующих этот материал. Такой процесс фильтрования называется глубинным. На практике обычно осуществляются одновременно оба процесса фильтрования, так как размеры частиц пыли и пор всегда обладают определенным диапазоном распределения около их средних значений.

Осаждение твердых и жидких частиц на фильтрующий элемент происходит в результате контакта частиц с поверхностью пор. Механизм осаждения частиц обусловлен действием сил инерции, гравитационных сил, броуновской диффузией в газах и эффектом касания. Для частиц размером менее 0,1 мкм определяющим является процесс диффузии, а для частиц размером более 1 мкм — силы инерции.

В качестве фильтрующих материалов применяют ткани, войлоки, бумагу, сетки, набивки волокон, металлическую стружку, фарфоровые или металлические полые кольца, пористую керамику или пористые металлы.

Для очистки воздуха при запыленности менее 10 мг/м3 в системах вентиляции используют ячейковые фильтры (рис. 17,а,б), представляющие собой рамку или каркас с фильтрующими элементами, выполненными из набора металлических сеток (фильтры Рекка — ФяР), винипластовых сеток (ФяВ), пенополиуретана (ФяП), упругого стекловолокна (ФяУ), войлока и др. Выбор типа фильтрующего материала зависит от тонкости очистки, условий работы фильтра, химического состава примесей. Общим недостатком ячейковых фильтров является ограниченный срок их службы из-за быстрого засорения фильтрующего материала, что требует частой смены или регенерации (очистки) фильтрующих элементов. Этот недостаток частично устраняется при использовании рулонных фильтров (рис. 17,е), которые обычно не регенерируют.

Рис. 17. Фильтры:

а—каркасный; б — каркасный с предварительным фильтром; в —рулонный;

/ — каркас; 2 — фильтрующий элемент; 3 — волокновый фильтр; 4 — фильтр из материала ФП; 5 —ролик; 6 — барабан

Ячейковыми и рулонными фильтрами достигают эффективность очистки вентиляционного воздуха до 0,8 при гидравлическом сопротивлении фильтра 40—200 Па. Пылеемкость фильтров составляет 1500 г/м2 у фильтра ФяР; 200 — у ФяП; 300 — у рулонного фильтра из упругого стекловолокна.

Для повышения эффективности очистки фильтрующие сетки покрывают слоем масла. Такие фильтры применяют для очистки воздуха, подаваемого в помещение при концентрациях пыли до 200 мг/м3. Ряд конструкций представляет собой кассету, обтянутую сеткой и заполненную кольцами или гофрированными сетками. Эта кассета перед установкой в сеть погружается в веретенное или вазелиновое масло. Частицы пыли, проходя с воздухом через лабиринт отверстий, образуемых кольцами или сетками, задерживаются на их смоченной поверхности. Эффективность очистки достигает 0,95 и более.

В настоящее время широкое распространение получили самоочищающие масляные фильтры, в которых фильтрация осуществляется двумя непрерывно движущимися полотнами из металлической сетки. При загрязнении масляных фильтров сетки промывают в содовом растворе.

Для улавливания высокодисперсных аэрозолей с эффективностью очистки до 0,99 с частицами 0,05—0,5 мкм в вентиляционных системах широко используют фильтрующие материалы типа ФП. Скорость фильтрации составляет 0,01—0,15 м/с, гидравлическое сопротивление в процессе эксплуатации изменяется от 200 до 1500 Па. Во всех системах тонкой очистки с фильтрами из материала ФП целесообразно применять волокновые пред-фильтры (рис. 17,6), которые должны улавливать частицы крупнее 1 мкм.

Для очистки воздуха от туманов кислот, масел и других жидкостей используются волокновые и сеточные туманоуловители, принцип действия которых основан на осаждении капель смачивающей жидкости на поверхности пор с последующим стеканием жидкости под действием сил тяжести. Туманоуловители делят на низкоскоростные (скорость фильтрации №ф^0,15 м/с), в которых преобладающим является механизм диффузионного осаждения капель, и высокоскоростные (№ф = =0,5-f-5 м/с и более), в которых осаждение капель на поверхности пор происходит главным образом под воздействием инерционных сил.

Низкоскоростные туманоуловители обеспечивают очень высокую эффективность очистки (до 0,999) от частиц размером менее 3 мкм, полностью улавливая частицы большего размера. Волокновые слои формируются набивкой стекловолокна диаметром 7—30 мкм или полимерных волокон (лавсан, ПВХ, полипропилен) диаметром 12—40 мкм. Толщина слоя составляет 50— 150 мм. Гидравлическое сопротивление сухих фильтрующих элементов равно 200—1000 Па, а в режиме очистки без образования твердого осадка 1200—2500 Па.

Высокоскоростные туманоуловители имеют меньшие размеры и обеспечивают эффективность очистки газа от тумана с частицами менее 3 мкм, равную 0,90—0,98 при гидравлическом сопротивлении 1500—2000 Па.

Институтом НИИОгаз разработан для очистки воздуха, отходящехго от металлорежущих и холодновыса-дочных станков, низкоскоростной туманоуловитель типа Н-2000. Туманоуловитель (рис. 18,а) состоит из корпуса, в котором размещены две ступени очистки. Фильтр грубой очистки представляет собой легкосъемную кассету, в которой находится войлок или пакет вязаных гофрированных сеток.

Рис. 18.

Туманоуловители:

а — низкоскоростной Н-2000; / — корпус; 2 — патрон} 3 — фильтр грубой очистки; б — АЭ2-12; 1 — сливной кран; 2 — патрон; 3 — входной патрубок; 4 — фильтр-шумоглушитель; 5 — выходной патрубок; 6 — вентилятор; 7 — корпус

Он очищает поток от крупных жидких и твердых частиц. Фильтр тонкой очистки включает ряд вертикальных патронов, заполненных иглопробивным войлоком из лавсановых во-16 локон диаметром 18 мкм. Скорость фильтрации через вторую ступень составляет 0,1—0,15 м/с. При нагрузке по газу 1700 м3/ч и входной концентрации тумана до 42 мг/м3 агрегат имеет гидравлическое сопротивление около 450 Па и обеспечивает эффективность очистки, равную 0,85.

Серийно изготовляют агрегаты АЭ2-12 для улавливания масляного тумана, отходящего от металлорежущих станков (рис. 18,6). На первой ступени используется инерционный эффект очистки от крупных частия, вторая ступень низкоскоростная и выполнена в виде патронов, снаряженных многослойной тонкой сеткой, а третья ступень (фильтр-шумоглушитель) состоит из нескольких слоев дырчатой пенополиуретановой губки, которые размещены после вентилятора и служат одновременно глушителем шума. Производительность агрегата 750 м3/ч.

Концентрация масла на выходе из агрегатов Н-2000 и АЭ2-12 невелика, поэтому очищенный воздух из агрегатов обычно поступает в помещение цеха, обеспечивая рециркуляцию воздуха.