Практическая работа 9 - Процессы и аппараты пищевых производств

# Процессы и аппараты пищевых производств

5B007280 - Технология перерабатывающих производств __ст.преводаватель__ Саидов А.М.

## Практическая работа 9

АППАРАТЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Цель: сформировать представление об устройстве и принципе действия аппаратов для очистки воздуха

План

1) Пылеосадительная камера

2) Циклон

3) Рукавный фильтр

4) Скруббер Вентури

5) Пенный пылеулавливатель

6) Трубчатый электрофильтр

1 Осаждение пыли под действием силы тяжести. Осаждение пыли под действием силы тяжести осуществляется в различных аппаратах периодического и полунепрерывного действия, в которых происходит изменение направления и скорости потока газовзвеси.

Разделение пылегазовых систем в поле действия сил тяжести осуществляют в гравитационных пылеосадительных камерах, которые являются аппаратами периодического действия (рис. 3.43).

Рис. 3.43. Пылеосадительная камера:

1 — камера; 2 — отражательная перегородка; 3 — полки; 4 — люки для удаления пыли

Запыленный газ поступает в камеру 1, внутри которой установлены на расстоянии 40... 100 мм горизонтальные полки (перегородки) 3. Частицы пыли оседают на полках, а газ огибает вертикальную отражательную перегородку 2 и через люки 4 удаляется из камеры.

Пылеосадительные камеры предназначены для грубой (50. 100 мкм) очистки газовых потоков от пыли. Достигаемая степень очистки 40...50 %.

2 Осаждение пылегазовых неоднородных систем под действием центробежной силы. Центробежное осаждение твердых частиц более эффективно, чем осаждение под действием гравитационных сил.

Циклоны обладают небольшим гидравлическим сопротивлением и позволяют достигать относительно высокой степени очистки. Их широко применяют для разделения неоднородных систем «газ твердое тело» под действием центробежной силы, например для улавливания частиц сахара, барды сухого молока и др. Циклон (рис. 3.44) имеет цилиндрический корпус 1 с коническим днищем.

Рис. 3.44. Циклон:

1-корпус; 2 — входной патрубок; 3 — выходная труба;
4 — пылеотводящий патрубок

Пылегазовая система вводится в циклон тангенциально через патрубок 2 со значительной скоростью (20...25 м/с), при этом прямолинейное движение газового потока преобразуется во вращательное. Поток запыленного газа движется в циклоне вниз по спирали. Частицы пыли как более тяжелые прижимаются к внутренней поверхности циклона и сползают вниз через пылеотводящий патрубок 4 в пылесборник, соединенный с этим патрубком. Газ, дойдя до конца конической части циклона и не находя выхода (пылесборник закрыт), меняет направление, закручивается по меньшему радиусу и выходит по выходной трубе 3

Фильтрование газов

Очистку запыленного газа можно осуществлять с помощью фильтрующих пористых перегородок, пропускающих газ и задерживающих на своей поверхности твердые частицы.

Фильтрующие пористые перегородки бывают трех видов: мягкие, полужесткие и жесткие.

Фильтры с мягкими пористыми перегородками. К числу наиболее широко применяемых относятся рукавные фильтры.

Рукавные фильтры. Рукавные фильтры (рис. 3.46) используются в табачной промышленности для разделения табачной пыли, в молочной промышленности в распылительных сушилках при улавливании частиц сухого молока.

Рукавный фильтр состоит из корпуса 7, в котором находятся тканевые мешки 2 (рукава) (обычно d = 200 мм и / = 3...8 м). Нижние открытые концы рукавов закреплены на патрубках общей трубной решетки б, верхние концы снабжены крышками, подвешенными к общей раме 3.

Рис. 3.46. Рукавный фильтр:

1 — корпус; 2 — тканевые мешки; 2 — рама; 4 — ку-
лачковый механизм; 5— выпускная труба; 6 — решет-
ка; 7 — секторный затвор

Запыленный газ проходит изнутри рукавов наружу. При этом пыль осаждается на внутренней поверхности и в порах ткани, а очищенный газ удаляется через выпускную трубу 5. По мере увеличения толщины слоя пыли сопротивление ткани возрастает. Поэтому рукава периодически очищают встряхиванием мешков с помощью специального кулачкового механизма 4, и пыль отводится через секторный затвор 7. В некоторых фильтрах наряду с механическим встряхиванием рукава продувают воздухом, пропускаемым в направлении, обратном движению очищенного газа.

Для рукавных фильтров характерна высокая степень обеспыливания газа (до 5 мг/м3). Их недостатками являются большой износ рукавов и высокое сопротивление по газу.

Мокрая очистка газов. Мокрую очистку применяют для тонкой очистки газов от пыли в аппаратах, называемых скрубберами, в которых газы промываются водой или другой жидкостью. В этом случае используются силы поверхностного натяжения, за счет которых твердые частицы прилипают к каплям или пленке жидкости (жидкость должна смачивать пыль).

Иногда мокрая очистка совмещается с процессом абсорбции вредных газообразных или паровых примесей, содержащихся в отходящих газах. Для эффективного обеспыливания необходимо обеспечить максимальную поверхность контакта промывной жидкости с запыленным газом.

Мокрая очистка имеет ряд преимуществ перед «сухими» способами (высокая степень очистки, уменьшение взрывоопасности), однако большими недостатками являются коррозия конструкций аппаратов, необходимость организации удаления и очистки жидких стоков в условиях оборотного водоснабжения, необходимость теплоизоляции аппаратов при работе в холодном климате.

4 Скруббер Вентури. Для тонкой очистки газов от пыли применяют скруббер Вентури (рис. 3.47), который используется для улавливания частиц меньше 1 мкм. Он представляет собой комбинацию центробежного скруббера и трубы Вентури. Запыленный газ поступает в конфузор 1, где ускоряется до скорости 60... 150 м/с Промывная жидкость подается в аппарат через разбрызгиватель 2 и разбрызгивается высокоскоростным потоком газа. При движении по диффузору 3 скорость потока снижается, и он через тангенциальный патрубок 4 вводится в циклонный сепаратор 5 Здесь под действием центробежной силы капли жидкости с удавленными твердыми частицами отделяются от газа и в виде шлама сползают к коническому днищу к нижнему патрубку и выводятся че- рез него. Очищенный газ выбрасывается в атмосферу. Степень очистки 2 200 12 800 гидравлическое сопротивление очень велико -

Рис. 3.47. Скруббер Вентури:

1 — конфузор; 2 — разбрызгиватель; 3 — диф-
фузор; 4 — патрубок; 5 — циклонный сепаратор

5 Пенный пылеуловитель.

Для очистки сильно запыленных газов используют барботажные (пенные) пылеуловители.

Высокая степень очистки газов, содержащих до 300 г/м3 растворенных в воде веществ, достигается в пенном пылеуловителе (рис. 3.48), разработанном М.Е.Позиным. В данном аппарате проходящая по решеткам 1 вода взаимодействует с барботирующим через нее газом и превращается в слой подвижной пены, что обеспечивает большую поверхность контакта фаз, а следовательно, и высокую степень очистки газа от пыли. Избыток пены и жидкости с каждой тарелки, переливаясь через сливной порог 2, проходит через гидравлический затвор 3 на последующую тарелку, а образующаяся при этом суспензия отводится через патрубок снизу. При скорости воздуха 2,5...3,0 м/с, высоте слоя пены 150...200 мм и наличии в аппарате не менее двух тарелок степень очистки воздуха достигает 98... 99 %.

С увеличением скорости воздуха гидравлическое сопротивление пенного слоя снижается из-за уменьшения плотности воздушно-водяной смеси.

Рис. 3.48. Пенный пылеуловитель:

1 — решетка; 2 — сливной порог; 3 — гидравлический
затвор

6 Трубчатый электрофильтр.

Запыленный газ (рис. 3.49) поступает в нижнюю часть аппарата и распределяется по трубчатым электродам (анодам) 5, внутри которых расположены корони- рующие электроды 4 (катоды) в виде стержней. Катоды подвешены на общей раме 3, которая опирается на изоляторы 2. Твердые частицы, осаждающиеся на аноде, периодически встряхиваются встряхивающим устройством 1 и удаляются из пылесборника 7, расположенного в нижней части аппарата.

Рис. 3.49. Трубчатый электрофильтр:

1 — встряхивающее устройство; 2 — изолятор; 3 — рама; 4 — корониру- ющий электрод (катод); 5 — трубчатый электрод (анод); 6— решетка; 7 — пылесборник

Скорость газа в трубчатом электрофильтре составляет 0 75... 1,э м/с.

После очистки промышленных газов собранную пыль необходимо утилизировать или вывозить на свалку.

Контрольные вопросы

1 Какой аппарат используют для тонкой очистки газов от пыли?

2 На чем оседают частицы пыли в трубчатом электрофильтре?

3 В чем заключается принцип мокрой очистки?

4 В каких отраслях применяются рукавные фильтры?

5 Под действием каких сил осуществляется процесс очистки в пылеосадительной камере и циклоне?