Методы и средства инженерно-экологической защиты атмосферы Москвы

мокрые пылеуловители: эффективность зависит от смачиваемости пыли, коррозионной активности получающейся суспензии, схватываемости некоторых видов пыли;

электрофильтры чувствительны к равномерности подходящего потока, к удельному сопротивлению пыли, влажности входящего потока.

Глубокая очистка даже от пыли является энергоемкой и не всегда нужной, требует экономического обоснования. Если энергозатраты на очистку превышают таковые на нагрев приточного воздуха, то предпочтительней отказаться от рециркуляции. В этом случае выходная концентрация должна обеспечивать удовлетворительное рассеивание вредностей при выбросе в атмосферу.

Газоочистка

Если загрязняющими веществами являются газы, то еще труднее ожидать высокой эффективности от относительно небольших универсальных устройств с большой пропускной способностью, появляющихся на рынке. Устройства газоочистки разнообразны, и у каждой комбинации аппарата и источника есть свои особенности, только некоторые из них являются общими. Абсорбция в вентиляционной технике встречается редко, соответствующие аппараты обычно являются частью технологического процесса.

Адсорбция: для эффективного применения необходимо лабораторное определение момента замены или регенерации адсорбента, аэродинамическое сопротивление аппаратов высокое. При правильном применении метод обеспечивает высокую эффективность.

Термическое дожигание: для полного разложения загрязнителей необходимо продолжительное время нахождения в зоне высоких температур, что не всегда учитывается при создании аппаратов.

Каталитическое окисление: для успешного хода реакции начальная концентрация должна быть высокой. Катализаторы чувствительны к загрязнениям. Во многих случаях требуется постоянный подвод энергии для поддержания достаточной температуры катализатора.

4.2 Классификация фильтров для очистки воздуха методом фильтрации

В основе работы пористых фильтров всех видов лежит процесс фильтрации газа через пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее.

Фильтрующие перегородки весьма разнообразны по своей структуре, но в основном они состоят из волокнистых или зернистых элементов и условно подразделяются на следующие типы:

а) гибкие пористые перегородки тканевые материалы из природных, синтетических или минеральных волокон: волокнистые нетканые материалы (войлоки, клены и иглопробивные материалы, бумага, картон, волокнистые маты); ячеистые листы (губчатая резина, пенополиуретан, мембранные фильтры);

б) полужесткие пористые перегородки - слои волокон, стружка, вязаные сетки, положенные на опорных устройствах или зажатые между ними;

в) жесткие пористые перегородки - зернистые материалы (пористая керамика или пластмасса, спеченные или спрессованные порошки металлов, пористые стекла, углеграфитовые материалы и др.); волокнистые материалы (сформированные слои из стеклянных и металлических волокон); металлические сетки и перфорированные листы.

В процессе очистки запыленного газа частицы приближаются к волокнам или к поверхности зерен материала, сталкиваются с ними и осаждаются главным образом в результате действия сил диффузии, инерции и электростатического притяжения.

Проходя через фильтрующую перегородку, поток разделяется на тонкие непрерывно разъединяющиеся и смыкающиеся струйки. Частицы, обладая инерцией, стремятся перемещаться прямолинейно, сталкиваются с волокнами, зернами и удерживаются ими. Такой механизм характерен для захвата крупных частиц и проявляется сильнее при увеличении скорости фильтрования. Электростатический механизм захвата пылинок проявляется в том случае, когда волокна несут заряды или поляризованы внешним электрическим полем.

В фильтрах уловленные частицы накапливаются в порах или образуют пылевой слой на поверхности перегородки, и таким образом сами становятся для вновь поступающих частиц частью фильтрующей среды. По мере накопления пыли пористость перегородки уменьшается, а сопротивление возрастает. Поэтому возникает необходимость удаления пыли и регенерации фильтра.

В зависимости от назначения и величины входной и выходной концентрации фильтры условно разделяют на три класса:

фильтры тонкой очистки (высокоэффективные или абсолютные фильтры) предназначены для улавливания с очень высокой эффективностью (>99%) в основном субмикронных частиц из промышленных газов с низкой входной концентрацией (<1 мг/м3) и скоростью фильтрования <10 см/с. Фильтры применяют для улавливания особо токсичных частиц, а также для ультратонкой очистки воздуха при проведении некоторых технологических процессов. Они не подвергаются регенерации;

воздушные фильтры используют в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. Работают при концентрации пыли менее 50 мг/м3, при высокой скорости фильтрации до 2,53 м/с. Фильтры могут быть нерегенерируемые и регенерируемые;

промышленные фильтры (тканевые, зернистые, грубоволокнистые) применяются для очистки промышленных газов концентрацией до 60 г/м3. Фильтры регенерируются.

4.2.1 Тканевые фильтры

Эти фильтры имеют наибольшее распространение. Возможности их использования расширяются в связи с созданием новых температуростойких и устойчивых к воздействию агрессивных газов тканей. Наибольшее распространение имеют рукавные фильтры.

Корпус фильтра представляет собой металлический шкаф, разделенный вертикальными перегородками на секции, а каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, соединенной с встряхивающим механизмом. Внизу имеется бункер для пыли со шнеком для ее выгрузки. Встряхивание рукавов з каждой из секций производится поочередно.

В тканевых фильтрах применяют фильтрующие материалы двух типов: обычные ткани, изготавливаемые на ткацких станках и войлоки, получаемые путем сволакивания или механического перепутывания волокон иглопробивным методом. В типичных фильтровальных тканях размер сквозных пор между нитями достигает 100-200 мкм.

К тканям предъявляются следующие требования:

1) высокая пылеемкость при фильтрации и способность удерживать после регенерации такое количество пыли, которое достаточно для обеспечения высокой эффективности очистки газов от тонкодисперсных твердых частиц;

2) сохранение оптимально высокой воздухопроницаемости в равновесно запыленном состоянии;

3) высокая механическая прочность и стойкость к истиранию при многократных изгибах, стабильность размеров и свойств при повышенной температуре и агрессивном воздействии химических примесей, находящихся сухих и насыщенных влагой газах;

4) способность к легкому удалению накопленной пыли;

5) низкая стоимость.

Существующие материалы обладают не всеми указанными свойствами и их выбирают" в зависимости от конкретных условий очистки. Например, хлопчатобумажные ткани обладают хорошими фильтрующими свойствами и имеют низкую стоимость, но обладают недостаточной химической и термической стойкостью, высокой горючестью и влагоемкостью. Шерстяные ткани характеризуются большой воздухопроницаемостью, обеспечивают надежную очистку и регенерацию, но стойкость к кислым газам, особенно к SО и туману серной кислоты, низкая. Стоимость их выше, чем хлопчатобумажных. При длительном воздействии высокой температуры волокна становятся хрупкими. Работают при температуре газов до 90 °С.

Синтетические ткани вытесняют материалы из хлопка и шерсти благодаря более высокой прочности, стойкости к повышенным температурам и агрессивным воздействиям, более низкой стоимости. Среди них нитроновые ткани, которые используют при температуре 120-130°С в химической промышленности и цветной металлургии. Лавсановые ткани используются для очистки горячих сухих газов в цементной, металлургической и химической промышленности. В кислых средах стойкость их высокая, в щелочных - резко снижается.

Стеклянные ткани устойчивы при 150-350°С. Их изготовляют из алюмобо-росилнкатного бесщелочного или магнезиального стекла.

Аэродинамические свойства чистых фильтровальных тканей характеризуются воздухопроницаемостью - расходом воздуха при определенном перепаде давления, обычно разном 49 Па. Воздухопроницаемость выражается м3/(м2мин); численно она равна скорости фильтрации (в м/мин) при 49 Па. Сопротивление незапыленных тканей при нагрузках 0,3-2 м3/(м2мин) обычно составляет 5-40 Па.

По мере запыления аэродинамическое сопротивление ткани возрастает, а расход газа через фильтр уменьшается.

Ткань регенерируют путем продувки в обратном направлении, механического встряхивания или другими методами. После нескольких циклов фильтрации-регенерации остаточное количество пыли в ткани стабилизируется; оно соответствует так называемому равновесному пылесодержанию ткани q (в кг/м2) и остаточному сопротивлению равновесно запыленной ткани. Значения этих величин зависят от типа фильтрующего материала, размеров и свойств пылевых частиц, относительной влажности газов, метода регенерации и других факторов.

В общем случае аэродинамическое сопротивление тканей постоянно изменяется во времени в некоторых пределах: от остаточного сопротивления равновесно запыленной ткани до заданного сопротивления перед регенерацией ДРТП;

Исходя из практических и экономических соображений, сопротивление фильтров не должно превышать 0,75-1,5 кПа, лишь в особых случаях оно может быть 2-2,5 кПа. При более высоком значении сопротивления резко увеличивается величина проскока и возможен срыв рукавов или их разрушение.

По данным практики, остаточная концентрация пыли после тканевых фильтров составляет 10-50 мг/м3.

4.2.2 Волокнистые фильтры

Фильтрующий элемент этих фильтров состоит из одного или нескольких слоев, в которых однородно распределены волокна. Это фильтры объемного действия, так как они рассчитаны на улавливание и накапливание частиц преимущественно по всей глубине слоя. Сплошной слой пыли образуется только на поверхности наиболее плотных материалов. Для фильтров используют естественные или специально получаемые волокна толщиной от 0,01 до 100 мкм. Толщина фильтрующих сред составляет от десятых долей миллиметра (бумага) до 2 м (многослойные глубокие насадочные фильтры долговременного использования). Такие фильтры используют при концентрации дисперсной твердой фазы 0,5-5 мг/м3 и только некоторые грубоволокнистые фильтры применяют при концентрации 5-50 мг/м3. При таких концентрациях основная доля частиц имеет размеры менее 5-10 мкм.

Различают следующие виды промышленных волокнистых фильтров:

1) сухие тонковолокнистые, электростатические, глубокие, фильтры предварительной очистки (предфильтры);

2) мокрые сеточные, самоочищающиеся, с периодическим или непрерывным орошением.

Процесс фильтрации в волокнистых фильтрах состоит из двух стадий. На первой стадии (стационарная фильтрация) уловленные частицы практически не изменяют структуры фильтра во времени, на второй стадии процесса (нестационарная фильтрация) в фильтре происходят непрерывные структурные изменения вследствие накопления уловленных частиц в значительных количествах. В соответствии с этим все время изменяются эффективность очистки и сопротивление фильтра. Теория фильтрования в таких фильтрах еще недостаточно разработана.

Волокнистые фильтры тонкой очистки. Используются в атомной энергетике, радиоэлектронике, точном приборостроении, промышленной микробиологии, в химико-фармацевтической и других отраслях. Фильтры позволяют очищать большие объемы газов от твердых частиц всех размеров, включая субмикронные. Их широко применяют для очистки радиоактивных аэрозолей. Для очистки на 99% (для частиц 0,05-0,5 мкм) применяют материалы в виде тонких листов или объемных слоев из тонких или ультратонких волокон (диаметр менее 2 мкм). Скорость фильтрации в них составляет 0,01-0.15 м/с, сопротивление чистых фильтров не превышает 200-300 Па, а забитых пылью фильтров 700-1500 Па. Улавливание частиц в фильтрах тонкой очистки происходит за счет броуновской диффузии и эффекта касания.

Регенерация отработанных фильтров неэффективна или невозможна. Они предназначены для работы на длительный срок (0,5-3 года). После этого фильтр заменяют на новый. С увеличением концентрации пыли на входе >0,5 мг/м3 срок службы значительно сокращается.

Широко распространены фильтрующие материалы типа ФП (фильтры Петрянова) из полимерных смол. Они представляют собой слои синтетических волокон диаметром 1-2,5 мкм, нанесенные на марлевую подложку (основу) из скрепленных между собой более толстых волокон. В качестве полимеров для ФП используют перхлорвинил (ФПП) и диацетатцеллюлозу (ФПА), хотя возможно применение других материалов. Перхлорвиниловые волокна характеризуются гидрофобностью и высокой химической стойкостью в кислотах, щелочах и растворах солей. Но они не стойки против масел и растворителей и термостойкость их не велика (до 60 °С). Ацетатные волокна - гидрофильны, недостаточно стойки к кислотам и щелочам, но термостойкость их достигает 150 °С.

Материал ФП характеризуется высокими фильтрующими свойствами. Толщина слоев ФП (0,2-1 мм) дает возможность получить поверхность фильтрации до 100--150 м2 на 1 м3 аппарата. Пылеемкость материалов ФП (50-100 г/м2) выше, чем асбестоцеллюлозных картонов и стекловолокнистых бумаг.

Оптимальная конструкция фильтров тонкой очистки должна отвечать следующим основным требованиям: наибольшая поверхность фильтрации при наименьших габаритах; минимальное сопротивление; возможность более удобной и быстрой установки;, надежная герметичность групповой сборки отдельных фильтров. Этим требованиям соответствуют рамные фильтры. Фильтрующий материал в виде ленты укладывают между П-образными рамками, чередующимися при сборке пакета открытыми и закрытыми сторонами в противоположных направлениях. Между соседними слоями материала устанавливают гофрированные разделители, чтобы не допустить примыкания их друг к другу. Материал для рамок: фанера, винипласт, алюминий, нержавеющая сталь. Загрязненные газы поступают в одну из открытых сторон фильтра, проходят через материал и выходят с противоположной стороны.

Фильтры марки Д-КЛ представляют собой набор цельноштампованных гофрированных рамок-разделителей из винипластовой пленки, между которыми укладывается фильтрующий материал. Рамки имеют форму клиньев и установлены с чередованием открытых и закрытых сторон в противоположных направлениях.

Разработаны стекловолокнистые фильтры тонкой и грубой очистки производительностью от 200 до 1500 м3/ч с сопротивлением от 200 до 1000 Па.

Двухступенчатые или комбинированные фильтры. В одном корпусе размещают фильтры грубой очистки из набивного слоя лавсановых волокон толщиной 100 мм и фильтр тонкой очистки из материала ФП.

Глубокие фильтры. Это фильтры многослойные. Используются для очистки вентиляционного воздуха и технологического газа от радиоактивных частиц. Многослойные фильтры рассчитаны на работу в течение 10-20 лет. После этого их подвергают захоронению с цементированием.

4.2.3 Зернистые фильтры

Применяются для очистки газов реже, чем волокнистые фильтры. Достоинства зернистых фильтров: доступность материала, возможность работать при высоких температурах и в условиях агрессивной среды, выдерживать большие механические нагрузки и перепады давлений, а также резкие изменения температуры. Различают насадочные и жесткие зернистые фильтры.

Насадочные (насыпные) фильтры. В таких фильтрах улавливающие элементы (гранулы, куски и т.д.) не связаны друг с другом К ним относятся:, статические (неподвижные) слоевые фильтры; динамические (подвижные) слоевые фильтры с гравитационным перемещением сыпучей среды; псевдосжиженные слои. В насыпных фильтрах в качестве насадки используется песок, галька, шлак, дробленые горные породы, древесные опилки, кокс, крошка резины, пластмассы, графит и др. Выбор материала зависит от требуемой термической и химической стойкости, механической прочности и доступности.

По мере накопления пыли в порах насадки эффективность улавливания возрастает. При увеличении сопротивления до предела производят рыхление слоя. После нескольких циклов рыхления насадку промывают или заменяют.

Фильтры имеют насадку с размером зерен 0,2-2 мм. Воздух направляется сверху вниз. При концентрации пыли на входе в фильтр 1-20 мг/м3 расход воздуха составляет 2,5-17,0 м3/(м2-мин); начальное сопротивление от 50 до 200 Па. Высота слоя на сетках находится в пределах от 0,1 до 0,15 м.

Имеются зернистые фильтры, регенерируемые путем ворошения или вибрационной встряски зернистого слоя внутри аппарата, а также фильтры с движущейся средой. Материал перемещается между сетками или жалюзийными решетками.

Регенерацию материала от пыли проводят в отдельном аппарате путем грохочения или промывки. Если фильтрующая среда состоит из того же материала, что и пыль, то загрязненные гранулы выводят из системы и используют в технологическом процессе.

В жестких зернистых фильтрах зерна прочно связаны друг с другом в результате спекания, прессования или склеивания и образуют прочную неподвижную систему. К ним относятся: пористая керамика, пористые металлы, пористые пластмассы. Фильтры устойчивы к высокой температуре, коррозии и механическим нагрузкам и применяются для фильтрования сжатых газов. Недостатки таких фильтров: высокая стоимость, большое гидравлическое сопротивление и трудности регенерации, которую проводят четырьмя способами:

1) продуванием воздухом в обратном направлении;

2) пропусканием жидких растворов в обратном направлении;

3) пропусканием горячего пара;

4) простукиванием или вибрацией трубной решетки с элементами.

Очистка газов при помощи электрофильтров. В электрофильтрах очистка газов от пыли происходит под действием электрических сил. В процессе ионизации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в них частиц (коронирующий электрод). Ионы абсорбируются на поверхности пылинок, а затем под действием электрического поля они перемещаются и осаждаются к осадительным электродам. Зарядка частиц в поле коронного разряда происходит по двум механизмам: воздействием электрического поля (частицы бомбардируются ионами, движущимися в направлении силовых линий поля) и диффузией ионов. Первый механизм преобладает при размерах частиц более 0,5 мкм, второй - менее 0,2 мкм. Для частиц диаметром 0,2-0,5 мкм эффективны оба механизма. Максимальная величина заряда частиц размером более 0,5 мкм пропорциональна квадрату диаметра частиц, а частиц размером меньше 0,2 мкм - диаметру частицы.

Электроочистка включает процессы образования ионов, зарядки пылевых частиц, транспортирования их к осадительным электродам, периодическое разрушение слоя накопившейся на электродах пыли и сброс ее в пылесборные бункеры.

По конструктивным признакам электрофильтры различают по разным признакам: по направлению хода газов на вертикальные и горизонтальные; по форме осадительных электродов с пластинчатыми, С-образными, трубчатыми и шестигранными электродами; по форме коронирующих электродов с игольчатыми, круглого или штыкового сечения; по числу последовательно расположенных электрических полей на одно- и многопольные; по расположению зон зарядки и осаждения на одно- и двухзонные; по числу параллельно работающих секций на одно- и многосекционные.

Наиболее распространены электрофильтры с пластинчатыми и трубчатыми электродами. В пластинчатых электрофильтрах между осадительными пластинчатыми электродами натянуты проволочные коронирующие. В трубчатых электрофильтрах. осадительные электроды представляют собой цилиндры (трубки), внутри которых по оси расположены коронирующие электроды.

Запыленный газ движется по вертикальным трубам диаметром 200-250 мм. Пыль оседает на внутренней поверхности труб. При помощи встряхивающего устройства ее удаляют в бункер.

Электрофильтры очищают большие объемы газов от пыли с частицами размером от 0,01 до 100 мкм при температуре газов до 400-450 °С. Гидравлическое сопротивление их достигает 150 Па. Затраты электроэнергии составляют 0,36-1,8 МДж на 1000 м3 газа.

Эффективность работы электрофильтров зависит от свойств пыли и газа, скорости и равномерности распределения запыленного потока в сечении аппаратов и т. д. Чем выше напряженность поля и меньше скорость газа в аппарате, тем лучше улавливается пыль.

Пыль с малой электрической проводимостью вызывает явление обратной короны, которое сопровождается образованием положительно заряженных ионов, частично нейтрализующих отрицательный заряд пылинок, вследствие чего последние теряют способность перемещаться к осадительным электродам и осаждаться. На проводимость пыли оказывает влияние состав газа и пыли. С повышением влажности газов удельное электрическое сопротивление пыли снижается. Наличие в очищенных газах десятых и сотых долей процента и > значительно улучшает электрическую проводимость пыли.

При высоких температурах газа понижается электрическая прочность межэлектродного пространства, что приводит к ухудшению улавливания пыли. С повышением температуры газов возрастает их вязкость и объем, а следовательно, увеличивается скорость потока в электрофильтре, что снижает степень обеспыливания. С увеличением скорости газа возрастает так называемый вторичный унос.

Для нормальной работы электрофильтров необходимо обеспечить чистоту осадительных и коронирующих электродов. Отложения загрязнений на коронирующем электроде способствуют повышению начального напряжения коронирования, но это не всегда возможно. Если пыль имеет большое электрическое сопротивление, то слой на электроде действует как изолятор и коронный разряд прекращается.

4.3 Перспективные и инновационные методы

Интересными и перспективными представляются установки для очистки выбросов промышленных предприятий производства ООО НПП «Сфера» г. Саратов

Обобщение отечественного и зарубежного опыта и информации о существующих методах очистки и аппаратурном оформлении использовалось НПП «Сфера» для разработки высокоэффективных пылеулавливающих установок с учетом требований производства.

Наиболее экономичны пылеулавливающие установки сухого типа. Более одиннадцати лет НПП «Сфера» разрабатывает и внедряет широкий спектр пылеулавливающих установок сухого типа в зависимости от пылевой и воздушной нагрузки узлов пересыпки исходных пылящих материалов

различных производств.

Ниже приведена краткая номенклатура и технические характеристики воздухоочистительных аппаратов (последние цифры в марке оборудования - производительность в тысячах м3/час).

Фильтры рукавные с механическим встряхиванием (от ФРМС-5 до ФРМС-40)

Эксплуатационные характеристики:

Пылевая нагрузка до 50 г/м3.

Эффективность фильтрации не более 99%.

Температура рабочей среды до 180°С.

Прекрасно работают с неслипающейся и не гигроскопичной пылью. Располагаются на нагнетании. К достоинствам эксплуатационного характера можно отнести нечувствительность к изменениям температуры и возможность размещения на открытой площадке без коммуникационных сетей. В настоящее время такие системы используются на цементных, деревообрабатывающих и предприятиях стройиндустрии при размоле щебня, переработке шлаков металлургии.

Фильтры рукавные с импульсной регенерацией (от ФРИС-2 до ФРИС-50)

Конструктивное отличие - автоматизированный процесс регенерации фильтрующих элементов сжатым воздухом. Располагаются на всосе. Работают в потоках с содержанием пыли до 75 г/м3. Температурный режим, в зависимости от фильтровального материала, до 260°С. Эффективность не ниже 99%.

Габариты блоков унифицированы для транспортировки автомашинами и позволяют достаточно быстро производить монтаж готовых изделий с любой заданной производительностью. При использовании циклона на предочистки, концентрация пыли может достигать 150 г/м3. Имеют более компактные размеры по сравнению с фильтрами, использующими механическое встряхивание. Надежны. Автономны. Требовательны к чистоте сжатого воздуха, используемого для регенерации фильтрующих рукавов. В настоящее время широко распространены.

Реализация проекта очистки вентвыбросов от башенных сушил на Энгельском заводе автозапальных свечей позволила заметно экономить на компонентах шихты, а владельцы предприятия - фирма «БОШ» - убедились, что «немецкое качество» можно достичь в 4-6 раз дешевле у российских производителей.

Фильтры картриджные (от ФКИС-1 до ФКИС-50)

Выпускаются с автоматической регенерацией (ФРИС-...) и ручной

(ФКС-...). Компактны, имеют увеличенную фильтрующую поверхность. К примеру, фильтрующая поверхность одного элемента высотой 400 мм и диаметром 250 мм составляет 6 квадратных метров. Для примера ФКИ-С-20 имеет габариты 2200х3000х3100 мм, рукавный фильтр той же производительности - 2500х5200х4800 мм.

Возможность использования широкого спектра специальных материалов делает их универсальными для очистки большинства промышленных вентиляционных выбросов, в том числе веществ первого класса опасности (таких как свинец, кадмий, хризотил-асбест) или сварочных дымов. Эксплуатируются в слабо запыленных системах содержащих пыль в пределах 7г в кубическом метре. Использование при производстве картриджных элементов материалов с ультратонкими волокнами позволяет довести эффективность пылеулавливания по ГОСТу Р51251-99, не ниже класса Н 14 и предлагать нашим клиентам, как замену фильтров типа «Лайк». Фильтры картриджные при различных технологических процессах позволяют возвращать очищенный воздух в помещение, не растрачивая тепло на обогрев атмосферы. От рукавных фильтров отличаются высокой эффективностью очистки. КПД до 99,99 процента при работе с очень тонкой пылью.

Установка таких фильтров на диатомовом комбинате в г. Инза позволила полностью решить проблемы с запыленностью рабочих мест и вернуть очищенный воздух в цех, а в АО «Хрустальный завод» города Гусь-Хрустальный и ОАО «Электроисточник» г.Саратов были доведены до необходимых концентраций выбросы содержащие свинец.

Фильтры циклоны

Гибриды циклона и рукавного (картриджного) фильтра. Очень удачный синтез. Циклонный подвод с расположением фильтрующих элементов в центральной части разрешает работу в насыщенных пылевых потоках, существенно выигрывая в габаритах. Визуально более эстетичны. Прекрасно работают в потоках содержащих фракции с большим разбросом по диаметру пылевых частиц.

Обеспыливающие установки (от ОУС-1 до ОУС-6)

Предназначены для очистки местных отсосов с возвратом воздуха в цех. В обязательной комплектации встроенный вентилятор. Фильтрующие элементы типа рукавов или картриджей. Эффективность не выше класса G9. Заменяют эксплуатирующиеся установки типа ЗИЛ или ПАВ.

Промышленные пылесосы (от ППС-1 до ППС-3)

Комплектуются встроенным вентилятором, съемным пылеприемным бункером, пластиковым металлорукавом. Применяются для очистки поверхностей производственных установок, пола, несущих конструкций пролетов и линий коммуникаций. Вес не более 150 кг.

Перспективны установки для газоочистки без образования сточных вод производства компании HOVAL.

Они могут проектироваться с двухступенчатой мокрой очисткой, с очисткой в сухом фильтре и скруббере. Перед попаданием на сухой фильтр дымовой газ охлаждается во впрыскивающем охладителе при помощи сточной воды из скруббера. При превышении допустимой температуры (240єС) происходит байпасирование рукавного фильтра. Еще до поступления дымовых газов в фильтр впрыскивается смесь гидроксида кальция и активированного угля. Гидроксид кальция улучшает очистку и абсорбирующую способность рукавов фильтра. Активированный уголь абсорбирует диоксины и фураны. Корпус фильтра изготовлен из листовой стали, а в качестве фильтрующих элементов используются рукава из тефлона. Для автоматической регенерации фильтра рукава очищаются продувочным воздухом. Накапливающаяся в нижней сборной части корпуса фильтра смесь пыли и присадочных материалов (активированный уголь и гидроксид кальция) прибавляется частично методом циркуляции к потоку необработанных газов. Таким образом, присадочный материал повторно вступает в реакцию с вредными веществами. В рукавных фильтрах осаждаются все частицы аэрозолей размерами до 0,1 мкм. Крупные частицы предварительно отделяются в корпусе фильтра при помощи изменения направления обтекания. После предварительной очистки в сухом фильтре дымовые газы поступают в зону резкого охлаждения - охладитель с трубой Вентури, установленный непосредственно на скруббере. С помощью водяной циркулирующей жидкости с регулированием водородного показателя рН дымовые газы адиабатически охлаждаются до предельной температуры охлаждения 80єС. Скруббер представляет собой цилиндрическую колонну с тканевым уплотнителем и контактным фильтром и увлажняется методом противотока циркулирующей жидкостью. Водородный показатель рН циркулирующей жидкости поддерживается в пределах 7-10 путем добавления щелочи натрия. В результате реакции нейтрализации происходит выделение кислотных компонентов дымовых газов (HCI, HF, SO2). Для предотвращения слишком большой концентрации в циркулирующей жидкости таких продуктов реакции, как NaCI, NaF, NаНSО3 и др., определенное ее количество отбирается в накопительную емкость, подпитываемую водой, и впрыскивается перед сухим фильтром в трубопровод дымовых газов для их охлаждения. Это позволяет использовать установку очистки дымовых газов без образования сточных вод.

Модификации и основные технические характеристики УВП-СЦ

Параметры Наименование	Производительность, м3/час	Объём бункера, м3	Высота мм	Основание мм
УВП-СЦ 4	до 40 000	20	12300	5200х3100
УВП-СЦ 14	до 24 000	28		3550
УВП-СЦ 16	до 28 000	36		4000
УВП-СЦ 18	до 36 000	45	10 950	4500
УВП-СЦ 20	до 45 000	56		5000
УВП-СЦ 22	до 54 000	68		5500
УВП-СЦ 24	до 67 000	82		6000
УВП-СЦ 14	до 48 000	28		3550
УВП-СЦ 16	до 56 000	36		4000
УВП-СЦ 18	до 72 000	45	12 950	4500
УВП-СЦ 20	до 90 000	56		5000
УВП-СЦ 22	до 108 000	68		5500
УВП-СЦ 24	до 134 000	82		6000

Для удаления отходов и очистки воздуха на деревообрабатывающих и мебельных предприятиях широко используются рециркуляционные установки УВП СЦ производства ОАО «КОНСАР»

Таким образом, сегодня «КОНСАР» разработало и освоило выпуск следующего оборудования:

1. Установки УВП-СЦ, производительностью от 20 000 до 30 000 м3 /час, имеющие бункера-накопителя отходов объёмом от 10 до 100 м3 и предназначенные для обслуживания высокопроизводительного оборудования, технологических линий, цехов, производств;

Установки УВП-СЦ производительностью от 20 000 до 130 000 м3/час с непрерывной системой удаления отходов, не имеющие бункера-накопителя и предназначенные работы в составе системы Установка-система брикетирования, система сжигания отходов или их дальнейшая транспортировка в другое место;

Индивидуальные установки УВП-И, производительностью от 1200 до 7000 м3/ час;

Установки УВП-ВБ для очистки воздуха от пыли, образующейся в результате работы калибровально-шлифовальных станков, производительностью 3000 м3/час, 6000 м3/час, 9000 м3/час, 12000 м3/час.

Установки УВП-Ф производительностью от 4500 м3/час до 17000 м3/час, предназначенные для производств, на которых происходит раскрой и обработка ДСП, т.е. необходимо удаление больших объёмов воздуха с небольшим количеством отходов достаточно мелкой фракции опилок, таких как большие форматно-раскроечные станки, обрабатывающие центры, фрезерные станки с ЧПУ.

Установках УВП-СЦ, способные очищать большие количества воздуха и аккумулировать большие количества отходов, при этом возвращая теплый очищенный воздух обратно в помещение.

Производимые ОАО «КОНСАР» Установки СЦ - это комплексная система очистки загрязненного воздуха и накопления отходов. Они пришли на смену «Циклонам» и имеют следующие преимущества:

-Установки УВП-СЦ в отличие от «Циклонов» имеют теплоизолированный корпус. При размещении на улице теплый воздух, проходя через Установку СЦ не охлаждается на стенках, как у «Циклонов», и возвращается теплым.

Степень очистки воздуха Установками СЦ за счет использования более прогрессивного способа очистки рукавными фильтрами составляет не менее99.9%. У «Циклонов» степень очистки воздуха составляет 95% (согласно данным ООО «ЭКОВЕНТ» эффективность улавливания пыли «Циклонами» не превышает 80%). Необходимо отметить, что при обработке древесины не образуется частиц размером менее 20 мкм. Используемая во всех моделях УВП для очистки воздуха от пыли и опилок фильтровальная ткань, позволяет очищать воздух от частиц размером до 7 мкм с эффективностью не менее 99,9%. Таким образом, Установки УВП обеспечивают очистку воздуха до санитарных норм и никакая доочистка не требуется.

Наличие механизированной системы выгрузки в бункере-накопителе Установок СЦ. Каждый знает, как тяжело бывает выгружать бункер-накопитель «Циклона», приходится действовать и кувалдой и ломом.

При выгрузке УВП-СЦ, производства ОАО «КОНСАР» остановка работы аспирационной системы не требуется.

Во время выгрузки «Циклона» необходимо останавливать работу аспирационной системы, а значит останавливать работу оборудования, что в некоторых технологических процессах просто невозможно.

Установки СЦ занимают намного меньше места, чем традиционные системы. Так площадь, занимаемая Установкой СЦ производительностью 90 тыс. куб. м час и емкостью бункера-накопителя 56 м составляет 27 кв. м, традиционная система такой же производительности занимает площадь 120 кв. м.

Ещё одним важным преимуществом является простота монтажа СЦ. Для монтажа СЦ производительностью 90000 м час и объёмом бункера-накопителя 56 м необходимо 5-7 рабочих дней, тогда как для монтажа «ЦИКЛОНА» с такими же параметрами не менее 1.5 месяца.

Стоимость Установки УВП-СЦ-14-50-28 производительностью 50000 3/час и емкостью бункера-накопителя 28 м3 составляет 724 000 рублей или дешевле более чем в два раза.

Конструктивно Установки СЦ представляет собой блок рукавных фильтров и бункер накопитель отходов выполненных в едином теплоизолированном корпусе. Теплоизоляция необходима для сохранения температуры очищаемого воздуха при его возврате в помещение, а также недопущения образования наледи на внутренних стенках СЦ. Как показывает опыт эксплуатации без теплоизоляции на стенках образуется наледь толщиной до 50 мм, что приводит к появлению воды в Установке, намоканию фильтров и снижению фильтрующей способности. Используемая компоновка позволяет до минимума сократить занимаемую площадь, снизить материалоёмкость, при этом максимально увеличив фильтрующую поверхность и объём бункера-накопителя отходов. На дне бункера накопителя расположена система выгрузки отходов, включающее в себя подающее устройство и шнек для удаления опилок из бункера в кузов автотранспорта или другую пневмотранспортную систему. Для удаления с поверхности рукавных фильтров накапливающейся «шубы» из пыли и поддержания фильтров в рабочем состоянии в Установке предусмотрена автоматическая система регенерации путем встряхивания. Для обнаружения и ликвидации возможного возгорания отходов в Установке в блоке фильтров и бункере-накопителе установлены термодатчики и штуцера для подачи воды.

При возгорании происходит автоматическая блокировка (обесточивание) всех рабочих элементов системы, включая вентиляторы, и осуществляется подача воды в блок фильтров и бункер-накопитель. На боковых панелях в районе блока фильтров расположены специальные окна для сброса избыточного давления. Управление Установкой и коммутация между всеми элементами системы осуществляется Блоком управления.

Вывод

В настоящее время, когда безотходная технология находится в периоде становления и полностью безотходных предприятий еще нет, основной задачей газоочистки служит доведение содержания токсичных примесей в газовых примесях до предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных санитарными нормами.

Фильтрация - весьма распространенный прием тонкой очистки газов. Ее преимущества - сравнительно низкая стоимость оборудования (за исключением металлокерамических фильтров) и высокая эффективность тонкой очистки. Недостатки фильтрации высокое гидравлическое сопротивление и быстрое забивание фильтрующего материала пылью.

5. Разработка методов и средств инженерно-экологической защиты атмосферы г. Москвы

5.1 Мероприятия по улучшению экологической ситуации в г. Москве

В 1 полугодие 2005 г. подразделения Москомприроды продолжали работу по контролю за выполнением на территории г. Москвы действующего природоохранительного законодательства Российской Федерации и Законов г. Москвы, соответствующих программ и указаний, норм и требований Госкомэкологии России, Мэрии и Правительства Москвы.

Осуществлялись меры по реализации утвержденной Правительством Москвы Комплексной экологической программы г. Москвы (КЭП), принятых в ее развитие целевых программ и решений.

Проводилась плановая и внеочередная проверка природоохранной деятельности предприятий и организаций, состояния территорий города, различных объектов городской инфраструктуры, в том числе по письмам и заявлениям москвичей, материалам СМИ. Осуществлялась экологическая экспертиза проектно-технической документации ,рассматривались и разрабатывались проекты нормативно-правовых, научно-методических и распорядительных документов, проводилось лицензирование экологической деятельности предприятий и организаций города. Продолжились договорные работы по экологической тематике и в рамках программы НИОКР. Разработана и направлена в Госкомэкологии России Аналитическая справка о некоторых направлениях и итогах работы Москомприроды в 2004 г. Завершена разработка Материалов Государственного доклада " О состояние окружающей среды Москвы в 2004 г." В рамках масштабной общегородской операции" Чистый воздух ", проведенной в мае 2000 г на территории Москвы, осуществлена массовая проверка экологического состояния автотранспорта.

Разработана Программы Правительства Москвы на 2006 г. Среди приоритетов Правительства Москвы на 2006 г. в Программе намечено улучшение экологической ситуации в городе, в отдельном разделе Программы предусмотрены меры по оздоровлению окружающей среды.

Разработан ряд законодательных актов города ("О московском городском экологическом фонде", "Об особо охраняемых природных территориях и объектах " и др.), а также пакет нормативно-распорядительных документов, позволяющих компенсировать затраты города на восстановление природной среды. Из городского бюджета и внебюджетных средств на реализацию комплекса экологических мероприятий направляется 2,8 млрд. руб.

Продолжается строительство мусоросжигающих заводов, мусороперегрузочных станций, ветеринарно-санитарного завода "Эколог". На ликвидацию свалок, вывод экологически вредных производств, восстановление зеленых насаждений, реконструкцию парков и зон отдыха, очистку рек и водоемов предусмотрено направить 505 млн. руб. на реализацию мер радиационной безопасности 300 млн. руб.

Предприятиями города будет осуществлено строительство новых очистных сооружений для очистки 250 тыс. куб. м. сточных вод в сутки, установок для улавливания и обезвреживания вредных веществ из отходящих газов суммарной производительностью 600 тыс. куб. м час .За счет средств предприятий и владельцев личного транспорта предусмотрена поэтапная установка нейтрализаторов выхлопных газов. Намечается завершить оснащение нейтрализаторами муниципального транспорта . Силами Москомприроды, ГУВД г. Москвы и других организаций предполагается организовать контроль за выбросами более 1 млн. ед. автотранспорта. Будут ужесточены штрафные санкции за нарушение предельно допустимых норм выбросов в городе и на въездах в столицу , реализацию некачественных сортов бензина. Намечено сохранить налоговые льготы организациям, осуществляющим мероприятия, включенные в КЭП; организовать среди населения, в учебных заведениях, библиотеках широкую массово-просветительную работу по проблемам экологической культуры, бережного отношения к природе; продолжить выпуск сборника нормативных, справочных и методических материалов "Экологический вестник Москвы".

В дальнейшем предполагается прогрессивное увеличение инвестиций, предусматриваемых на природоохранительные мероприятия за счет всех источников финансирования. Так при оценочных показателях в 2005 г в размере 1820 млн. руб. инвестиции (по максимальным вариантам) - в последующие годы должны составить в 2006 г. - 1547,4 млн. руб.,в 2007 г. -1609,6 млн. руб. В структуре инвестиций намечается последовательное увеличение средств , из городского бюджета (наибольшая составляющая по этому показателю составит в 2007 г. около 1165 млн. руб., а также выделение средств из Московфонда и собственных средств предприятий. В прогнозе предусматривается некоторое снижение объемов сброса загрязненных вод (при оценочных показателях 2005 г. в размере 2200 млн. куб .м объемы сброса в последующие годы рассчитаны следующим образом: в 2006 г. - 2109 млн.куб.м. в 2007 г. - 2108 млн.куб ю. м.)

Рассчитано также, что при оценочных объемах вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу стационарными источниками загрязнения в 2005 г. в размере 171.2 тыс. т , этот показатель в последующие годы составит :в 2006 г. - 170,2 тыс. т; в 2002 г. - 169 тыс. т.

В ходе реализации КЭП, соответствующих постановлений Правительства Москвы и указаний Госкомэкологии России в Москомприроде продолжилась разработка, рассмотрение и рецензирование материалов ряда законопроектов, проектов нормативно - распорядительных документов Мэрии и Правительства Москвы.

Так в июне 2000 года принято Постановление Правительства Москвы по изготовлению с участием Москомприроды материалам проекта Закона "О регулирование состояния акустической среды в городе Москве".

Позднее приняты законопроекты г. Москвы "Об обеспечение прав граждан при осуществлении градостроительной деятельности в г. Москве", "Об особо охраняемых природных территориях и объектах", "Об обеспечение экологической безопасности на автомобильном транспорте", "О регулирование использования редких и исчезающих видах животных и растений на территории Москвы"; Распоряжение мэра Москвы "Об утверждение Методики исчисления размера ущерба, вызываемого загрязнением поверхностных водных объектов на территории г. Москвы ".

В области улучшение качества атмосферного воздуха планируется:

- разработка и реализация общегородской (региональной) программы "Чистый воздух";

- дальнейшее развитие системы мониторинга загрязнения воздуха в городе и ЛПЗП;

- разработка и применение моделей расчета выпадения и аккумуляции в природных средах соединений серы, азота, углерода, окислителей, органических соединений, соединений тяжелых металлов;

- повышение технологического уровня нефтеперерабатывающих и химических производств, предприятий строительной индустрии, объектов теплоэнергетического комплекса с целью сокращения токсичных выбросов в атмосферу;

- снижение загрязнения воздуха транспортными средствами;

- оценка влияния загрязнения атмосферы на здоровье населения.

В области стратегии развития промышленности, энергетики и транспорта:

- разработка критериев, норм по планированию и размещению производственных объектов, функциональному зонированию территории;

- определение экологических критериев развития и реконструкции транспортной системы города.

В области административного регулирования - прямой контроль и лицензирование процессов природопользования, а также введение соответствующих нормативов, стандартов и ограничений, в том числе:

- стандартов качества окружающей природной среды, регламентирующих допустимое состояние воздушного и водного бассейнов, почв и других ее составляющих (ПДК, ПДУ и др.);

- стандартов воздействия на окружающую среду определенного производственного процесса (предприятия), устанавливающих уровень выбросов (сбросов, отходов) из данного точечного источника после применения очистного оборудования (ПДВ, ПДС, ВСВ, ВСС, лимиты размещения отходов и др.);

- технологических стандартов, устанавливающих определенные требования для процесса производства или очистных технологий (например, удельные нормативы, "наилучшие из имеющихся технологий" и др.);

- стандартов качества продукции (например, содержания вредных веществ в продуктах питания, питьевой воде и др.).

В области непосредственного административного воздействия на виновников загрязнения развитие:

- прямых запретов, применяемых в тех случаях, когда определенные производства или первичные ресурсы оказывают настолько нежелательное воздействие на окружающую среду, что эффективным становится только их полное запрещение (ДДТ, озоноразрушающие вещества и др.). Данный метод часто применяется в сочетании с лимитированием (ограничением масштабов воздействия), предшествующим полному запрету;

- оценки воздействия на состояние окружающей среды (ОВОС), служащей, в т.ч., для организации сбора и предоставления информации о потенциальных экологических издержках проектов;

- разрешений и лицензий, необходимых для хозяйствующих субъектов, желающих осуществлять (развивать) деятельность в сфере, подлежащей лицензированию или легально осуществлять выбросы.

В области экономических методов управления природоохранной деятельностью:

-введение налогов (платежей) на загрязнение, представляющих собой косвенные рычаги воздействия и выражающихся в установлении платы за выбросы (сбросы, отходы);

- введение платежей пользователей за получение разрешения;

- назначение субсидий, представляющих собой специальные выплаты хозяйствующим субъектам-загрязнителям за сокращение выбросов (инвестиционные налоговые кредиты, займы с уменьшенной ставкой процента, гарантирование займов, обеспечение ускоренной амортизации природоохранного оборудования, компенсационные выплаты за использование первичных ресурсов и конечной продукции и др.);

- введение системы обязательной ответственности за причиненный ущерб, представляющей собой денежное возмещение ущерба (включая штрафы) либо осуществление компенсационных мероприятий, в том числе на добровольной основе (например, рекультивация земель, лесовосстановление и др.);

- введение системы целевого резервирования средств для реализации природоохранных мероприятий (например, обезвреживание или утилизацию отходов), представляющей собой прямой залог или его разновидности;

- введение системы коллективной ответственности (концепция "пузыря"), представляющей собой трактовку множественных источников загрязнения как единой регулируемой системы, обеспечивающей с применением рыночных механизмов (купля-продажа прав на загрязнение) оптимизацию природоохранных затрат и результатов;

- введение банков прав на загрязнение, представляющих собой модификацию предыдущего подхода, и обеспечивающих реализацию "экологических финансовых инструментов" (банковские операции по купле-продаже прав на загрязнение, кредитование эмиссий и др.);

- внедрение информационных систем, обеспечивающих оперативность, полноту и достоверность информации о состоянии окружающей природной среды, ее загрязнении.

6. Разработка установки с системой подготовки и отвода воздуха

До определенного этапа развития человеческого общества, в частности индустрии, в природе существовало экологическое равновесие, т.е. деятельность человека не нарушала основных природных процессов или очень незначительно влияла на них. Экологическое равновесие в природе с сохранением естественных экологических систем существовало миллионы лет и после появления человека на Земле. Так продолжалось до конца XIX в. Двадцатый век вошел в историю как век небывалого технического прогресса, бурного развития науки, промышленности, энергетики, сельского хозяйства. Одновременно как сопровождающий фактор росло и продолжает расти вредное воздействие индустриальной деятельности человека на окружающую среду. В результате происходит в значительной мере непредсказуемое изменение экосистем и всего облика планеты Земля.

С целью уменьшения антропогенной нагрузки на экосистему, НИИОГАЗ разрабатывает керамический фильтрующий элемент, способный выдержать высокие температуры, а также агрессивные среды. Таким образом, отпадает необходимость дорогостоящей системы охлаждения воздуха перед его очисткой. Данное обстоятельство может существенно удешевить технологию очистки горячих газов и, следовательно, повысить рентабельность предприятий, что приведет в данную область заинтересованных инвесторов.

В газообразных промышленных выбросах вредные примеси можно разделить на две группы:

а) взвешенные частицы (аэрозоли) твердых веществ -- пыль, дым; жидкостей -- туман;

б) газообразные и парообразные вещества.

К аэрозолям относятся взвешенные твердые частицы неорганического и органического происхождения, а также взвешенные частицы жидкости (тумана). Пыль - это дисперсная малоустойчивая система, содержащая больше крупных частиц, чем дымы и туманы. Счетная концентрация (число частиц в 1 см3) мала по сравнению с дымами и туманами.

Неорганическая пыль в промышленных газовых выбросах образуется при горных разработках, переработке руд, металлов, минеральных солей и удобрений, строительных материалов, карбидов и других неорганических веществ. Промышленная пыль органического происхождения - это, например, угольная, древесная, торфяная, сланцевая, сажа и др. К дымам относятся аэродисперсные системы с малой скоростью осаждения под действием силы тяжести. Дымы образуются при сжигании топлива и его деструктивной переработке, а также в результате химических реакций, например при взаимодействии аммиака и хлороводорода, при окислении паров металлов в электрической дуге и т.д. Размеры частиц в дымах много меньше, чем в пыли и туманах, и составляют от 5 мкм до субмикронных размеров, т.е. менее 0,1 мкм. Туманы состоят из капелек жидкости, образующихся при конденсации паров или распылении жидкости. В промышленных выхлопах туманы образуются главным образом из кислоты: серной, фосфорной и др.

Вторая группа - газообразные и парообразные вещества, содержащиеся в промышленных газовых выхлопах, гораздо более многочисленна. К ней относятся кислоты, галогены и галогенопроизводные, газообразные оксиды, альдегиды, кетоны, спирты, углеводороды, амины, нитросоединения, пары металлов, пиридины, меркаптаны и многие другие компоненты газообразных промышленных отходов.

В настоящее время, когда безотходная технология находится в периоде становления и полностью безотходных предприятий еще нет, основной задачей газоочистки служит доведение содержания токсичных примесей в газовых примесях до предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных санитарными нормами.