Powietrze atmosferyczne to bezbarwna i bezwonna mieszanina gazów, składająca się z azotu (78%), tlenu (ok.21%), gazów szlachetnych, dwutlenku węgla (0, 03%) oraz pary wodnej i zanieczyszczeń pochodzenia organicznego i mineralnego. [1]

Zanieczyszczenia powietrza następuje w skutek wprowadzenia doń substancji stałych, ciekłych lub gazowych w ilościach, które mogą oddziaływać szkodliwie na zdrowie człowieka, klimat, przyrodę żywą, glebę, wodę, albo też powodować inne szkody w środowisku. Substancje zanieczyszczające atmosferę, ze względu na swój charakter i łatwość rozprzestrzeniania się, oddziałują na wszystkie elementy środowiska, na żywe zasoby przyrody, na zdrowie człowieka i wytwory jego działalności.[1]

Wśród zanieczyszczeń powietrza wyróżnia się:

- zanieczyszczenia pochodzenia naturalnego, powstaje na skutek wybuchów wulkanów, pożarów lasów, burz piaskowych, huraganów, procesów rozkładu materii organicznej ( np. na bagnach);

- zanieczyszczenia pochodzenia antropogenicznego, związane z działalnością człowieka- pyły i gazy.

Głównymi antropogenicznymi źródłami emisji zanieczyszczeń powietrza w Polsce są:

- zakłady produkujące energię elektryczną i cieplną;

- zakłady przemysłowe;

- pojazdy mechaniczne;

- rozproszone źródła sektora komunalno- bytowego, gospodarstwa rolne;

- obiekty przemysłowe zlokalizowane poza granicami Polski.[1]

W technologiach wymienionych źródeł dominują procesy spalania paliw kopalnych, w wyniku, czego emitują one duże ilości pyłów, SO₂, NO i NO₂, CO i węglowodorów.[1]

Pyły stanowią odrębną, zróżnicowaną pod względem działania na otoczenie, grupę zanieczyszczeń. Pył tworzą cząsteczki (ziarna) od 0, 001 do 100µm, przy czym pył o wielkości ziaren 35-100µm opada na ziemię stosunkowo szybko, pył o ziarnach 0, 1- 3, 5 µm dłużej utrzymuję się w powietrzu, natomiast przy uziarnieniu poniżej 0, 1 µm elektryzuje się ujemnie, w skutek, czego nie opada na ziemie.[1]

Biologiczne oddziaływanie pyłów na organizm człowieka jest uzależnione przede wszystkim od wielkości ziaren (najbardziej niebezpieczne dla człowieka są pyły o średnicy poniżej 5 µm), od stężenia, składu chemicznego, charakteru działania, czyli wywoływanych skutków, i sposobu przenikania do organizmu. [1]

Ze względu na rodzaj stwarzanego zagrożenia pyły dzieli się na:

Pyły o działaniu toksycznym, powodujące szybkie zatrucie organizmu, do których zaliczamy: pyły zawierające metale ciężkie ( np. Hg, Cd, As, Zn, Pb), pyły radioaktywne, pyły azbestowe oraz fluorki i niektóre rodzaje nawozów mineralnych.

Pyły szkodliwe ( o działaniu pylico twórczym bądź uczulającym), a mianowicie: pyły zawierajże krzemionkę SiO₂ ( np. kwarc, chalcedon, opal), pyły drewna, bawełny, pyły glinokrzemianowe. Pyły te rozpuszczają się w pyłach ustrojowych i rozkładają substancję fizjologiczne, głównie białko, a także zmniejszają odporność na choroby zakaźne.

Pyły neutralne ( o działaniu drażniącym), obejmujące głównie pyły żelaza, wapienia, gipsu, węgla. Są substancjami nierozpuszczalnymi i oddziaływanie ich ogranicza się głównie do blokowania powierzchni ochronnej płuc, co prowadzi do zmniejszenia powierzchni oddechowej i wywołuje niedotlenienie organizmu. skutkiem ich działania są przewlekłe nieżyty oskrzeli wraz z następstwami w postaci rozedmy płuc. Pyły te mogą ułatwić atakujące działanie bakterii, grzybów i innych pasożytów.[1]

W wielu procesach technologicznych tworzą się znaczne ilości pyłów. Zadaniem techniki odpylania jest niedopuszczenie do tego, aby pyły te przedostały się w nadmiernych ilościach do pomieszczeń produkcyjnych bądź do powietrza atmosferycznego. [2]

Trudno o generalną receptę na zwalczanie zapylenia, jednak przy projektowaniu nowych zakładów, modernizacji i prowadzenia istniejących zakładów przemysłowych należy kierować się pewnymi podstawowymi zasadami, które można sprecyzować w sposób następujący:

1. Planowaną akcję zwalczania zapylenia należy opierać na systematycznie prowadzonych pomiarach stężeń zapylenia powietrza w miejscach pracy.

2. Wszędzie, gdzie to jest możliwe, należy zastępować szczególnie szkodliwe surowce i materiały, występujące w procesie produkcyjnym, nieszkodliwymi surowcami i materiałami.

3. Procesy technologiczne należy zmieniać w kierunku zmniejszania ilości tworzących się pyłów i przesunięcia charakterystyki powstającego pyłu w kierunku większych frakcji wymiarowych.

4. Pyły powstające w czasie procesów technologicznych chwytać u źródła ich tworzenia, najlepiej przez pełną hermetyzację procesów.

5. Do miejsc pracy należy doprowadzać poprzez filtry powietrzne świeże i wolne od pyłów.

6. Na wylocie powietrza i gazów opuszczających zakład należy stosować skutecznie działające urządzenia odpylające.

7. W całym zakładzie i na poszczególnych stanowiskach pracy należy zachowywać czystość.

8. W przypadkach koniecznych ochronny sprzęt osobisty.

9. Należy prowadzić szeroką i systematyczną akcję uświadamiająca załogę o szkodliwości.[2]

Realizacja podanych zasad możliwa jest tylko przy zgodnej i bliskiej współpracy zakładów przemysłowych, konstruktorów maszyn i urządzeń, dyrekcji i kierownictwa zakładów przemysłowych oraz pozostałych pracowników działów technicznych.[2]

Bilans pyłu tworzącego się w procesie produkcyjnym najczęściej możemy przedstawić w następujący sposób.

Obudowa procesu pyłotwórczego nie jest dostatecznie hermetyczna lub zastosowano tylko częścią hermetyzację procesu, w związku z tym część pyłu wytwarzającego się w procesie produkcyjnym przedostaję cie do powietrza pomieszczeń produkcyjnych. Poprzez odciągi miejscowe, centralnego układu wentylacyjnego, zapylone powietrze doprowadzane jest do urządzenia odpylającego, z którego po oczyszczeniu, powietrze wydalane jest bądź to na zewnątrz pomieszczenia, bądź też powrotem do pomieszczenia produkcyjnego. Czyste powietrze z zewnątrz doprowadzane jest do pomieszczenia poprzez filtry powietrzne. [2]

Nazwą urządzenie odpylające objęty jest cały zespół urządzeń koniecznych do wydzielenia pyłu z zapylonego gazu. Urządzenie odpylające składa się z odpylacza, w którym następuje wydzielenie ziaren pyłu z gazu oraz urządzeń pomocniczych, jak przewodów ssących i tłoczących, wentylatorów lub dmuchaw, silników napędzających, instalacji do wytwarzania wysokich napięć, pomp i przewodów wodnych, zbiorników na pył, urządzeń odprowadzających pył itp. Oczywiście zestaw i rodzaj urządzeń pomocniczych zależy od typu odpylacza.[2]

Bardzo istotna jest sprawa opracowania jednolitej systematyki urządzeń odpylających. Podział odpylaczy można przeprowadzić z różnego punktu widzenia, biorąc za podstawę zasadę działania, zastosowanie lub skuteczność działania.[2]

Najbardziej konsekwentna wydaje się systematyka, opierająca się na zasadzie działania odpylaczy, która została opracowana przez Fischbecka.

W zasadzie nazw odpylaczy starano się uniknąć wprowadzania nowotworów językowych lub stosowania pewnych nazw fabrycznych, nawet jeśli są one powszechnie używanej dla całej grupy odpylaczy. W związku z tym nazwy poszczególnych odpylaczy podane są często w formie obszerniejszego opisu.[2]

Podstawowymi wielkościami charakterystycznymi odpylaczy są: skuteczność działania (skuteczność odpylania) η oraz opór hydrauliczny ∆p. [2]

Skuteczność działania odpylacza jest jego najważniejszym parametrem technicznym określającym, w jakim stopniu dany odpylacz spełnia cel, do którego został skonstruowany. Można ją określić przez pomiar dwóch z trzech wielkości: przez pomiar masy pyłu wprowadzanego wraz z gazem do odpylacza m_w, masy pyłu opuszczającego odpylacz m_o czy zatrzymanego w nim m_z. [2]

W związku z tym otrzymuję się trzy formy równania na obliczenie skuteczności działania odpylacza

=

Operując stężeniem zapylenia i ilością przepływającego gazu można wyrazić η w następującej formie

η=

Jeżeli V_w= V_o, to wyrażenie przybiera postać

η= 1-

Często zamiast wartości η podaje się wartość emisji wyrażonego wzorem

ξ= 100- η

Współczynnik emisji charakteryzuję więc ilość pyłu emitowanego przez dane źródło zapylające. Posługiwanie się tym współczynnikiem jest o tyle wygodne, że często warunki odbioru lub przepisy prawne określają maksymalne dopuszczalne stężenie zapylenia gazu opuszczającego dane urządzenie przemysłowe lub dopuszczalna emisje pyłu. [2]

Żadna z podanych wielkości charakterystycznych nie jest dla danego urządzenia odpylającego stała, lecz zmienia się w zależności od warunków jego pracy. skuteczność działania każdego odpylacza może się zmieniać w granicach od 0 do 100%, a opór hydrauliczny od 0 do oporu uniemożliwiającego w ogóle prace odpylacza.[2]

Opór hydrauliczny odpylacza jest rozumiany jako całkowita strata ciśnienia przy przepływie gazu przez odpylacz. Jeżeli czynnikiem przepływającym przez odpylacz jest powietrze o temperaturze równej temperaturze otoczenia, opór hydrauliczny odpylacza jest określony jako różnica ciśnień całkowitych mierzonych bezpośrednio na wlocie i wylocie powietrza z odpylacza

∆p= P_cw- P_co

Opór hydrauliczny odpylacza jest wielkością wpływająca w istotny sposób na jego koszty eksploatacyjne, jest wiec parametrem często decydującym o wyborze odpylacza w przypadku szeregu konstrukcji spełniających podstawowe wymaganie odnośnie skuteczności działania. [2]

MECHANICZNE SUCHE URZADZENIA ODPYLAJACE

Nie wszystkie z tych odpylaczy znajdują szersze zastosowanie. Poza nielicznymi przypadkami, nie są już prawie zupełnie stosowane komory osadcze, ze względu na ich mała skuteczność działania. Podobnie coraz rzadziej stosowane są odpylacze inercyjne ze względu na współmierne skomplikowana budowę w stosunku do uzyskiwanych efektów. Szereg niedociągnięć konstrukcyjnych i eksploatacyjnych sprawia też, że bardzo wąski zakres zastosowania znalazły odpylacze wirnikowe. Natomiast szeroki zakres zastosowania znajdują odpylacze z grupy cyklonów.[2]

1. Komory osadcze.

Najprostszym urządzeniem działającym na zasadzie wykorzystania siły przyciągania ziemskiego są komory osadcze. Zasada ich działania polega na osiadaniu ziaren pyłu na dnie komory przy poziomym przepływie zapylonego gazu przez komorę. Aby uzyskać osadzenie się ziaren pyłu na dnie komory, prędkość przepływu gazu powinna być dostatecznie mała. [2]

Zastosowanie komór osadczych ogranicza się do dużych stężeń zapylenia gazu, przy czym działają one skutecznie tylko dla ziaren pyłu o prędkości opadania dużo większej od 0,5 m/s (ziarna większe od 100µm), przy prędkości przepływu gazu mniejszej od 1 m/s.

Zaletą komór osadczych jest niski koszt wykonania i niewielkie opory przepływu wynoszące dla komór bez przegród 20- 50 Pa, a dla komór z przegrodami do 300 Pa. Zapotrzebowanie mocy wynosi wiec od 0,05 do 0,3 kW/m³ ⋅ s. Komory osadcze mogą byś zastosowane bez ograniczeń do wstępnego odpylania gorących gazów o temperaturze do 300°C bez ich uprzedniego ochładzania.[2]

2. Cyklony i multicyklony.

Podstawy działania cyklonu: zapylony gaz doprowadzany jest z duża prędkością stycznie do górnej, cylindrycznej części cyklonu. Takie doprowadzenie gazu wywołuje jego silne zawirowanie, w wyniku którego ziarna pyłu pod wpływem siły odśrodkowej zostają odrzucone na ścianki, po których zsuwają się wzdłuż części stożkowej do umieszczonego w dole zbiornika pyłu. Oczyszczony gaz po wykonaniu 1,5-2 pełnych obrotów uchodzi do góry przez centralnie umieszczony przewód wylotowy. [2]

Ten prosty schemat procesu odpylania gazu w cyklonie komplikowany jest w znacznym stopniu przez szereg zjawisk ubocznych. I tak np. sam przebieg głównego strumienia gazu cechuje się zmienną prędkością i zmienną turbulencją w różnych miejscach cyklonu, poza tym przy ściankach tworzy się pewna warstwa przyścienna, w której pył opada w dół, wykonując ruchy wirowe powodujące zakłócenia w przebiegu głównego strumienia gazu i stwarzające niebezpieczeństwo powtórnego zapylenia gazu już oczyszczonego. Wirowy ruch gazu może także występować w dolnym zbiorniku pyłu powodując porywanie ziaren już osiadłych. Prócz tego istotny wpływ na skuteczność działania cyklonu mają własności fizykochemiczne odpylanego pyłu, a szczególnie jego stężenie, skład ziarnowy, własności elektrostatyczne, wilgotność i skłonność do koagulacji. Wszystko to powoduje, że jakkolwiek sam mechanizm procesu odpylania gazu w cyklonie jest prosty w opisie fizycznym i matematycznym — nie istnieje dotychczas zadowalająca teoria cyklonu ujmująca równocześnie wszystkie zachodzące tam zjawiska. Istniejące matematyczne modele pracy cyklonu są znacznie uproszczone i dają jedynie orientacyjne dane, pomocne przy doborze tego urządzenia dla założonych warunków eksploatacyjnych.[2]

Skuteczność działania cyklonu zależy przede wszystkim od prawidłowego ukształtowania następujących jego elementów:

- kształtu i powierzchni przekroju otworu wlotowego,

- średnicy i wysokości części cylindrycznej,

- wysokości i kąta zbieżności części stożkowej,

- zagłębienia, średnicy i ukształtowania otworu wylotowego,

- kształtu zbiornika pyłu,

- szczelności dolnego zamknięcia cyklonu. [2]

Otwór wlotowy ma najczęściej kształt kwadratu lub pionowego prostokąta o stosunku boków 1:2 do 1:5. Prostokątny kształt wlotu przy dużym stosunku boków podwyższa z zasady skuteczność odpylania, zwiększając równocześnie niestety opory przepływu. stosunek poziomego boku otworu wlotowego do średnicy zewnętrznej cyklonu wynosi zwykle 1:3 do 1:5. Jak już wspomniano, czynnikiem wpływającym na sposób istotny na parametry pracy cyklonu jest prędkość wlotowa gazu. Z reguły wynosi ona 10-20 m/s.[2]

Część cylindryczna cyklonu jest elementem, w którym następuję pierwsze zawirowanie strumienia gazu, w wyniku którego pył odrzucony zostaje na ściankę, po której zsuwa się ku dołowi. Średnica części cylindrycznej d_z jest zwykle podstawowym wymiarem cyklonu. Jest nadal kwestia otwartą, jak wysoka powinna być część cylindryczna, stad tez poszczególne konstrukcję tego elementu różnią się od siebie. Średnica części cylindrycznej cyklonu jest jednym z zasadniczych czynników wpływających na skuteczność odpylania. Zmniejszenie średnicy d_z wpływa bardzo wyraźnie na podwyższenie skuteczności cyklonu. Uzasadnia to stosowanie baterii cyklonów o małych średnicach zamiast jednego cyklonu dużego. [2]

W części stożkowej cyklonu następuje ostateczne oddzielenie pyłu od gazu, przy czym proces ten jest skomplikowany. Oprócz głównego przepływu gazu występuję tu strumień wtórny, transportujący pył ku dołowi, jednak w momencie zwrotu swego kierunku ku górze porywa on pył już wytrącony. Z kolei pył ten odrzucany jest ponownie ku ściankom przez zawirowanie strumienia wstępującego. Zjawiska te przebiegają znacznie korzystniej w długiej i smukłej części stożkowej aniżeli w stożku krótkim, o dużym kącie zbieżności. Kąt zbieżności ścianek części stożkowej cyklonów wysokoskutecznych wynosi zwykle 15-25°. Wzrost wysokości cyklonu powoduję wyraźnie zwiększenie wyraźnie jego skuteczności przy równoczesnym zmniejszeniu współczynnika strat. zwykle średnica dolnego otworu stożka cyklonu wynosi (0,3-0,6) d_z. [2]

Przewód wylotowy cyklonu, ukształtowany zwykle jako pionowa rura centralnie położona, zagłębiona w części cylindrycznej, jest powodem największej straty ciśnienia w cyklonie, skutkiem oporu u wlotu oraz oporów tarcia w samym przewodzie. Zmniejszenie tych strat uzyskać można przez zmianę ukształtowania przewodu wylotowego.[2]

Zbiornik pyłu znajduję się poniżej stożka cyklonu. w najprostszym rozwiązaniu pył zbiera się po prostu u dołu części stożkowej, jednak tego rodzaju układ jest nie właściwy ze względu na ciągłe porywanie osiadłego pyłu przez wtórny strumień gazu. Z tego powodu poniżej części stożkowej budowane są specjalne zbiorniki dla wytrącanego pyłu. Uwagę zwracają stożki ochronne w przewodach wlotowych zabezpieczające przed penetracja wtórnego strumienia gazu w głąb zbiornika.[2]

Dolne zamkniecie cyklonu pod zbiornikiem pyłu musi być całkowicie szczelne z równoczesną możliwością ciągłego lub okresowego opróżniania zbiornika bez pogarszania szczelności i bez przerywania ciągłości pracy cyklonu. Ze względu na to, że cyklony pracują z reguły na podciśnieniu, jakakolwiek nieszczelność u dołu powodowałaby zasysanie powietrza z zewnątrz i porywanie pyłu już opadłego do zbiornika. Istnieje szereg konstrukcji służących do opróżniania zbiornika pyłu przy zachowaniu wymienionych warunków. Najprostszym rozwiązaniem są dwie śluzy przeciwwagą ustawione jedna nad drugą . Słup pyłu w pionowej rurze wysokości 2-4 średnic stanowi wystarczająco szczelne zamknięcie zabezpieczające przed przepływem powietrza. Przy większym słupie pyłu - cześć jego zostaję wypchnięte na zewnątrz. Urządzenie to jest bardzo proste i łatwe do wymiany, jednak nie nadaje się do wielu pyłów. Produkowane jest ona w trzech rodzajach dla zakresu temperatur od -30°C do +280°C.[2]

Ogólnie biorąc cyklony bateryjne pozwalają na osiąganie przy dużych natężeniach przepływu gazu wyższych sprawności odpylania aniżeli cyklony pojedyncze o dużej średnicy. Wada ich natomiast jest znaczne większe zapotrzebowanie miejsca oraz większe koszty inwestycyjne. Niemniej jednak cyklony pojedyncze o dużych średnicach stosuje się tylko wyjątkowo, natomiast baterie cyklonów o średnicach do 1000mm są jednym z najczęściej spotykanych układów odpylaczy.[2]

Zjawisko zwiększania się skuteczności odpylania wraz ze zmniejszeniem się średnicy cyklonu wykorzystane zostało w konstrukcjach multicyklonów, będących bateriami złożonymi z kilkudziesięciu cykloników o średnicach d_z= 100-300mm .[2]

Cyklony są jednym z najstarszych typów urządzeń odpylających, był jednak okres, kiedy ich możliwości nie były właściwie doceniane. Wyniki wielu prac doświadczalnych i teoretycznych doprowadziły jednak ponownie do coraz powszechniejszego ich stosowania i to w takich dziedzinach techniki odpylania, które poprzednio były rezerwowane tylko dla odpylaczy tkaninowych lub elektrostatycznych. [2]

Głównymi zaletami cyklonów są:

- bardzo szybki wzrost skuteczności działania ze wzrostem wymiarów ziaren pyłu (skuteczność działania rośnie proporcjonalnie do kwadratu średnicy ziarna pyłu),

- wzrost skuteczności działania ze zwiększającym się natężeniem przepływu gazu,

- duża wytrzymałość na temperaturę gazu (do 450°C),

- duża nieczułość na zmiany wilgotności i rodzaju gazu,

- stosunkowo małe wymiary na jednostkowe natężenie przepływu oczyszczonego gazu,

- niski koszt wykonania, prosta budowa, brak części ruchomych, duża pewność pracy i minimalne możliwości uszkodzeń. [2]

Obok wymienionych zalet cyklony mają również szereg wad, a mianowicie:

- stosunkowo wysokie opory przepływu i wynikające stąd stosunkowo duże zapotrzebowanie mocy,

- wzrost oporów przepływu ze zwiększającą się skutecznością działania,

- mała skuteczność działania dla pyłów o średnicach mniejszych od 5
m i szybki spadek skuteczności działania wraz ze zmniejszaniem się ziaren pyłu. [2]

Zakładając, że konstrukcja cyklonu zostanie prawidłowo dobrana do danego źródła zapylenia, zakres zastosowania cyklonów jest bardzo szeroki. Prawie wyłącznie stosuje się cyklony jako urządzenia odpylające w instalacjach odciągów miejscowych, przy czym ze względu na duże stężenia i duże uziarnienie spotykanego tu pyłu powinny one cechować się budową mocną i odporną na ścieranie. [2]

Bardzo rozpowszechnione są baterie cyklonów i multicyklony jako odpylacze gazów spalinowych w kotłowniach i ciepłowniach małej i średniej mocy, o wydajności cieplnej do 12 ⋅ 10¹⁰ J/h i natężeniu przepływu gazu do 2 ⋅ 10⁵ m³/ h.

Równie szerokie zastosowanie znalazły cyklony w instalacjach transportu pneumatycznego i to zarówno jako urządzenia klasyfikujące i rozdzielające, jak również, jako klasyczne urządzenia odpylające. Bardzo szybko cyklony pracują w skojarzeniu z wysokosprawnymi urządzeniami odpylającymi ( filtry tkaninowe mokre lub elektrofiltry), stanowiąc pierwszy stopień odpylania, szczególnie w przypadkach, gdy zależy na odzysku materiału bez zmiany jego charakterystyki ( np. w cementowniach, odlewniach, w przemyśle chemicznym, spożywczym).

Odpylacze inercyjne.

Teoria odpylaczy inercyjnych została szczegółowo opracowana przez Klaczkowa. Zasadą działania odpylaczy tego typu jest wykorzystanie efektu bezwładności ziaren pyłu przy gwałtownej zmianie kierunku przepływającego gazu. Uzyskuje się to przez ustawienie na drodze zapylonego gazu łopatek kierujących (żaluzji). Składa się ono z szeregu współśrodkowych pierścieni w kształcie ściętych stożków o malejących średnicach. Zapylony gaz wchodzi do urządzenia z dużą prędkością (do 30 m/s) i rozdziela się na dwie strugi. Ziarna pyłu wskutek bezwładności, nie zmieniając kierunku swojego ruchu, przesuwają się wzdłuż stożka, z którego górnej części wraz z pewną ilością gazu (5—10% całkowitej ilości gazu) zostają odessane. Pozostała część gazu w dużym stopniu oczyszczona od pyłu wydostaje się przez szczeliny między pierścieniami. [2]

Odpylacze inercyjne pracują z zasady w połączeniu z innym urządzeniem odpylającym, w którym wydzielany jest pył z odessanej górą strugi silnie zapylonego gazu. Na ogół stosuje się połączenie odpylacza inercyjnego z cyklonem. [2]

Zaletą odpylaczy inercyjnych są przede wszystkim ich małe wymiary ( ze względu na wysoka prędkość przepływu) i związana z tym łatwość zabudowy do istniejących kanałów lub komina. Wadą natomiast są małe skuteczności działania dla ziaren mniejszych od 20 µm i znaczna wysokość przy dużym natężeniu przepływu gazu. Z tych względów odpylacze inercyjne są coraz rzadziej stosowane i to tylko do wstępnego oczyszczania zapylonych gazów spalinowych oraz odlewniczych.[2]

Odpylacze wirowe.

Proces odpylania przebiega tu w cylindrze, do którego od dołu doprowadzany jest gaz zapylony, a od góry gaz wtórny. Gaz roboczy wprowadzany jest na wejściu do cylindra w ruch wirowy za pomocą kształtki zawirowującej lub łopatek kierunkowych. W cylindrze wirowy ruch gazu jest wzmacniany i przyspieszany przez gaz wtórny, który wprawiany jest w ruch wirowy skierowany ku dołowi za pomocą układu dysz, wlotu cyklonowego lub łopatek kierujących. Gaz ten transportuje również ku dołowi pył, wytrącony ze strumienia głównego. Siły, działające w strefie przepływu, w jakim znajduje się gaz wtórny powodują, że transportowany w kierunku dolnego zbiornika pył tworzy charakterystyczne pierścienie, formujące się w pewnej odległości od ścian komory. Dzięki temu ściany komory nie są narażone na erozyjne działania pyłu, co znacznie przedłuża ich żywotność. [2]

Stosunki wymiarów głównych odpylacza wirowego zostały zoptymalizowane na drodze doświadczalnej, Buduje się odpylacze o średnicach zewnętrznych d_z = 200-1000mm przy smukłości równej 15, przy czym średnicę tę można dobrać z wymaganego natężenia przepływu gazu surowego korzystając z nomogramu Nickela lub przy założeniu, że osiowa prędkość odpylonego gazu w komorze rozdziału powinna zawierać się w granicach 2,5- 3,5m/s. Promień otworu wlotowego r₀ oblicza się natomiast zakładając, że prędkość gazu na wylocie powinna wynosić co najmniej 10m/s.[2]

Skuteczność odpylania w odpylaczu wirowym jest z reguły wyższa niż w najlepszych cyklonach. Straty energetyczne w odpylaczu wirowym są z reguły wysokie, przy czym ich wartość wiąże się ściśle z wyborem układu zasilającego gaz wtórny.[2]

Zestawiając zalety odpylacza wirowego należy stwierdzić, że cechuje go:

- dobra skuteczność odpylania dla pyłu o wymiarach ziaren większych od 1µm;

- duża żywotność urządzenia dzięki wyeliminowaniu tarcia pyłu o ścianki komory rozdziały;

- małe wymiary, prostota budowy, brak części ruchomych;

- duża odporność na temperaturę gazu;

- stała skuteczność niezależnie od stężenia pyły w surowym gazie. [2]

Natomiast główną wadą tego odpylacza jest znaczne zużycie mocy wynoszące 0,5 - 1,5 kWh/ 1000m³.

Odpylacze wirnikowe.

Idea wykorzystania bezpośrednio wentylatora jako urządzenia odpylającego była wielokrotnie podejmowana w technice odpylania. Bardzo atrakcyjną cechą takiego rozwiązania jest uniknięcie dodatkowego nakładu mocy, koniecznego do wydzielenia ziaren pyłu ze strumienia przepływającego gazu. Równocześnie poza przyspieszeniem odśrodkowym, przy przepływie gazu przez łopatki wirnika wentylatora, występuje wielokrotnie większe przyspieszenie Coriolisa, które może być także wykorzystane w procesie odpylania. Małe wymiary urządzenia w stosunku do ilości odpylanego gazu stanowią dodatkową zaletę takiego rozwiązania. [2]

Przy przepływie gazu między łopatkami wentylatora, na ziarno pyłu oddziałuje siła odśrodkowa, siła Coriolisa oraz siła oporu ośrodka. Siła Coriolisa prostopadła do prędkości względnej ziarna pyłu powoduje przesunięcie ziarna pyłu w kierunku jednej z łopatek wirnika. Ziarna pyłu osadzone na łopatce przesuwają się pod działaniem siły odśrodkowej wzdłuż łopatek w kierunku jej średnicy zewnętrznej. Łopatki są zakończone skośnie usytuowanymi rynienkami, którymi pył wydzielany jest poza wirnik do zbiornika pyłu. [2]

Pomimo wymienionych poprzednio zalet odpylacze wirnikowe nie znalazły dotychczas szerszego zastosowania z następujących przyczyn:

- w kanałach międzyłopatkowych występują zawirowania strugi gazu, które znacznie obniżają skuteczność działania odpylacza w stosunku do obliczonej,

- pył wytrącony i przesuwający się wzdłuż łopatek powoduje ich szybkie zużycie,

- występują duże trudności z wyważeniem wirników, bowiem nierównomiernie osadzający się na poszczególnych łopatkach pył powoduje drganie całego układu. [2]

Odpylacze tego typu znalazły zastosowanie tylko do odpylania powietrza zapylonego dużymi i nie ścierającymi pyłami, jak np. za maszynami do obróbki drewna. [2]

MECHANICZNE MOKRE URZĄDZENIA ODPYLAJĄCE

Jakkolwiek efekt oczyszczający działania kropli cieczy w ośrodku gazowym obserwowany był od dawna, to jednak teoretycznie podstawy działania odpylaczy mokrych są dotychczas jedną ze słabiej znanych dziedzin nauki. Spowodowane to jest głównie znacznym stopniem komplikacji układu trójfazowego ( gaz- pył- kropla wody) będącego w ciągłym ruchu. Jednocześnie występują tu dodatkowe efekty związane ze zmiana faz przez odparowywanie wody i kondensację pary. [2]

Podobnie jak w teorii filtracji aerozolu przez złoże porowate, punktem wyjścia w teorii odpylania mokrego jest rozpatrywanie pola sił wokół izolowanego elementu, jakim w tym przypadku jest kropla wody. Proces wymywania ziaren pyłu ze strumienia gazu podzielić przy tym można na 3 następujące po sobie fazy:

- w I fazie ziarno doprowadzone zostaje do powierzchni kropli w wyniku działania siły dyfuzji molekularnej, bezwładności czy kondensacji;

- w II fazie ziarno zostaje przechwycone przez kroplę cieczy wnikając do jej wnętrza lub pozostając na jej powierzchni;

- w III fazie kropla cieczy wraz z przechwyconym ziarnem czy ziarnami pyłu zostaje odprowadzona ze strefy odpylania i oddzielona ze strumienia gazu. [2]

W I fazie odpylania siły wytrącające ziarno ze strumienia gazu są podobne jak przy filtracji aerozolu przez złoże porowate. Dla ziaren o średnicach poniżej 0,5
m decydującą siłą wytrącającą ziarna pyłu z linii prądu przepływającego gazu jest dyfuzja molekularna. Dzięki niej ziarna pyłu poruszają się po bezładnych, zygzakowatych liniach, trafiając na znajdujące się na ich drodze krople cieczy. Skuteczność wytrącania ziaren pyłu na drodze dyfuzji molekularnej rośnie wraz ze wzrostem czasu kontaktu aerozolu z cieczą. Ponieważ jednak w odpylaczach mokrych prędkość przepływu gazu jest znaczna - skuteczność odpylania dyfuzyjnego jest z reguły niewielka. Tym tłumaczy się fakt, że odpylacze tego rodzaju, poza zwężkami Venturiego, mają małą skuteczność działania dla ziaren pyłu o średnicach poniżej 1 µm. Głównym mechanizmem powodującym wytrącanie ziaren ze strumienia gazu jest bez wątpienia mechanizm bezwładnościowy. Skuteczność bezwładnościowego wytrącania ziaren pyłu jest proporcjonalna do liczby podobieństwa Stokesa. [2]

Pierwsza faza wytrącania ziaren pyłu ze strumienia gazu kończy się z chwilą doprowadzenia ziarna do powierzchni kropli. Teraz następuje II faza- zatrzymanie ziaren na lub w kropli. [2]

W teoretycznych modelach mokrego odpylania zakłada się, że wszystkie ziarna, które wejdą w kontakt z kroplami, zostaną na nich trwale wytracone. W rzeczywistości tak jednak nie jest. Głównym czynnikiem decydującym o efektywności odpylania w tej fazie jest zwilżalność pyłu przez ciecz. Efekt zwilżania jest przy tym zależny od trzech czynników:

- od pracy adhezji,

-od energii straconej w wyniku zderzeń ziaren z kroplami,

- od energii powierzchniowej kropli cieczy. [2]

W III fazie mokrego odpylania gazów krople cieczy wraz z przechwyconymi przez nie ziarnami pyłu są wytrącane ze strumienia gazu i przechodzą do zbiornika szlamu. Wytrącanie to przebiega w odkraplaczach, stanowiących pakiety labiryntowo ukształtowanych powierzchni z blach, lub też w polu sił odśrodkowych poprzez zawirowanie cyklonowe lub wirnikowe. Ponieważ jednak te rodzaje odkraplania nie wytrącają wszystkich kropli cieczy i część ich wraz z oczyszczonym gazem opuszcza odpylacz, sprawność działania systemu odkraplania ma bezpośredni wpływ na całkowitą skuteczność mokrego odpylania.[2]

Płuczki wieżowe (skrubery natryskowe).

Płuczki wieżowe są urządzeniami odpylającymi o prostej, nieskomplikowanej budowie. W procesie odpylania wykorzystywany jest w nich czynnik długiego czasu wspólnego przebywania cieczy i odpylanego gazu. Zazwyczaj stosowane są one do jednoczesnego odpylania i schładzania gazów z gorących procesów technologicznych. Płuczki wieżowe mogą być budowane bez wypełnienia lub z wypełnieniem, stanowiącym złoże filtracyjne. Specyficznym rodzajem wypełnienia jest złoże fluidalne. [2]

płuczki bez wypełnienia :

Płuczki bez wypełnienia są najprostszymi mokrymi odpylaczami. Są to właściwie wieże chłodnicze z bezpośrednim wtryskiem wody chłodzącej. Surowy gaz doprowadzony zostaje od dołu, natomiast natrysk-wody następuje od góry. Zazwyczaj płuczki te posiadają kilka do kilkunastu stopni rozpylania wody, przy czym stosuje się najczęściej rozpylanie przez jedną, centralnie ustawioną dyszę rozpylającą, zamiast wielu małych dysz stanowiących rodzaj rusztu nawilżającego. Ze względu na to, że w płuczkach tego rodzaju skuteczność zarówno odpylania jak i chłodzenia gazu zależy od czasu wspólnego kontaktu pyłu z wodą prędkość gazu jest mała i nie przekracza 1 m/s, przy czym wysokość płuczek sięga 30, a nawet 40 m. Dzięki temu uzyskać można schłodzenie gazu o ponad 100°C przy jednoczesnej skuteczności odpylania rzędu 50-80%. Opory przepływu gazu przez płuczkę są niewielkie i wynoszą ok. 100 - 300 Pa. Wadą płuczek bez wypełnienia jest duże zużycie wody wynoszące do 6 dm³/m³. [2]

płuczki z wypełnieniem:

Płuczki z wypełnieniem stanowią grupę bardzo zbliżoną konstrukcyjnie do płuczek bez wypełnienia, posiadają jednak dodatkowo złoże filtracyjne. Na ruszcie z siatki lub blachy perforowanej znajduje się warstwa złoża filtracyjnego, która może być złożona z pierścieni Raschiga, wiórów metalowych, koksu, żwiru lub też ze specjalnie ukształtowanych wkładek plastikowych o mocno rozwiniętej powierzchni. Gaz doprowadzony jest od dołu, często stycznie, z zawirowaniem cyklonowym, natomiast natrysk wody następuje od góry, na warstwę filtracyjną. Złoże stanowi obszar kontaktu pyłu z wodą. Oczyszczające działanie kropelek wody jest tu zwiększone wskutek ciągłej zmiany kierunku gazu przepływającego przez labiryntowe przejścia pomiędzy elementami złoża. Skuteczność działania tego rodzaju odpylacza rośnie wraz z grubością złoża filtracyjnego, jednak przy zbyt dużej grubości poza znacznie zwiększonymi stratami ciśnienia zachodzi niebezpieczeństwo zarastania złoża. Często więc projektuje się płuczki z kilkoma warstwami filtracyjnymi z natryskiem wody na każdą warstwę z osobna. [2]

W górnej części odpylacza znajduje się dodatkowa warstwa filtracyjna stanowiąca odkraplacz. [2]

Prędkość przepływu gazu przez płuczkę wynosi 1 -1,5 m/s. Zużycie wody jest duże i wynosi 1 -20 dm³/m³ - zależnie od konstrukcji. Płuczki z wypełnieniem pracują skutecznie jedynie dla pyłów o rozdrobnieniu mechanicznym (a więc dla pyłów o średnicach ziaren większych od 1
m), przy czym osiągają skuteczności w granicach 80—95%, przy stratach ciśnienia 100-500 Pa. [2]

Płuczki z wypełnieniem spełniają podobną rolę jak płuczki bez wypełnienia, intensywnie chłodząc gorące gazy przemysłowe. Warstwa filtracyjna zwiększa jednak w istotny sposób skuteczność odpylania dużych ziaren pyłów łatwo zwilżanych przez wodę. Najczęściej jednak stanowią one wstępny stopień odpylania gazów.[2]

Specyficzny rodzaj złoża filtracyjnego zastosowany został w płuczce ze złożem fluidalnym. Tu złoże składa się z lekkich kulek o średnicach 30—40 mm unoszonych przez gaz przepływający od dołu. Kulki wykonują ustawiczne, nieregularne ruchy wewnątrz złoża, poruszając się w różnych kierunkach, zderzając się i ocierając się o siebie oraz wykonując ruchy dookoła swoich osi. Dzięki temu uzyskuje się bardzo intensywne, turbulentne mieszanie cieczy z pyłem zwiększające znacznie efektywność zderzeń ziaren pyłu z kroplami, a także wnikanie ziaren (nawet trudno zwilżanych) w głąb kropel. Jednocześnie w płuczce ze złożem fluidalnym nie zachodzi niebezpieczeństwo zarastania złoża ze względu na proces wzajemnego samooczyszczania się kulek w trakcie nieustannego ruchu. Ma istotne znaczenie dla efektywnego, bezawaryjnego prowadzenia procesu odpylania. [2]

Płuczki barbotażowe.

Barbotażem nazywany jest przepływ gazu przez ciecz. Gaz przepływa w postaci pęcherzyków otoczonych warstwą cieczy. Ponieważ w czasie przepływu następuje wzburzenie cieczy, ziarna pyłu, które zderzą się z jej powierzchnią, zostaną wytrącone ze strumienia gazu. Przy dużej prędkości przepływu gazu ilość tworzących się pęcherzyków jest tak duża, że tworzą dynamiczną pianę, zanikającą z chwilą przerwania przepływu gazu. Pęcherzyki gazu w systemie piany ulegają ciągłemu niszczeniu i odnawianiu, przez co zwiększa się bardzo prawdopodobieństwo kontaktu wszystkich ziaren pyłu z cieczą. Przy ustalonym przepływie gazu wytwarza się quasi-stacjonarny stan równowagi dynamicznej, o niemal stałej wysokości ruchomej piany, przy czym skuteczność odpylania zależy w dużym stopniu od tej wysokości. Zjawisko barbotażu wykorzystane jest do odpylania gazów przemysłowych w płuczkach uderzeniowych, pianowych i płuczkach z labiryntowym zamknięciem wodnym. [2]

płuczka uderzeniowa:

Zasada działania płuczki uderzeniowej jest bardzo prosta. Zapylony gaz wypływa z dużą prędkością (40-100 m/s) z przewodu ukształtowanego w formie dyszy i uderza o swobodną powierzchnię wody, znajdującą się tuż pod wylotem gazu z dyszy. Woda zostaje silnie wzburzona tworząc ruchomą pianę. Ziarna pyłu są tu wytrącane ze strumienia gazu głównie dzięki sile bezwładności przy gwałtownej zmianie kierunku przepływu gazu po wylocie z dyszy, jednak istniejąca warstwa barbotażowa polepsza skuteczność działania odpylacza. [2]

płuczka pianowa:

Schemat działania płuczki pianowej. Zasadniczym jej elementem jest perforowana półka stalowa, na którą napływa cienką płaszczyzną woda. Woda przelewa się przez oczka półki, przez które jednocześnie przepływa zapylony gaz doprowadzony do odpylacza od dołu. Powoduje to silne wzburzenie wody na półce prowadzące do powstania ruchomej piany. Ziarna pyłu przepływają wraz z wodą przez otwory półki i osadzają się w dolnym zbiorniku szlamu lub też opuszczają odpylacz wraz z nadmiarem wody przez przelew. Nad półką wodną znajduje się odkraplacz, w którym wytrącane zostają kropelki wody unoszone przez strumień oczyszczonego gazu. Zwykle otwory w perforowanej półce są kołowe, o średnicach ok. 4—6 mm, chociaż wg badań Matejskiego mniejsze zużycie wody i mniejsze straty ciśnienia na płuczce osiąga się przy zastosowaniu wąskich szczelin o szerokości 2-4 mm. Otwory te stanowią ok. 20% powierzchni półki i przecieka przez nie ok. 40% wody. [2]

Płuczki pianowe stanowią sprawne urządzenia odpylające pyły łatwo zwilżane o rozdrobnieniu mechanicznym. Nie nadają się one jednak do pyłów trudno zwilżanych i cementujących. Poza tym w wyniku zjawiska barbotażu płuczki absorbują jednocześnie znaczne ilości zanieczyszczeń gazowych zawartych w gazach przemysłowych. [2]

płuczki z labiryntowym zamknięciem wodnym:

Płuczki z labiryntowym zamknięciem wodnym (przewałowe) różnią się od płuczek pianowych tym, że wzburzenie cieczy następuje w nich przez labiryntowe zamknięcie wodne, czyli przewał. Zapylony gaz przepływa z dużą prędkością przez odpowiednio wyprofilowane zamknięcie wodne powodując powstanie wzburzonej, spienionej fali, w której następuje intensywne, turbulentne mieszanie gazu z cieczą. Wytrącony ze strumienia gazu pył swobodnie opada do zbiornika szlamu. Całość cechuje zwarta i prosta budowa, brak dysz i jakichkolwiek części ruchomych oraz małe zużycie wody. Zalety te spowodowały znaczne zainteresowanie się konstruktorów tym sposobem odpylania, czego dowodem jest co najmniej kilkanaście różnych rozwiązań konstrukcyjnych płuczek przewałowych różniących się głównie sposobem ukształtowania komory kontaktowej. [2]

Płuczki obrotowe.

W płuczkach obrotowych kontakt pyłu z cieczą zachodzi w polu sił odśrodkowych. Pole to wytworzone jest przez wirujący z dużą prędkością element roboczy, do którego centralnej części doprowadzony jest zarówno zapylony gaz jak i ciecz. W wirniku ziarna pyłu podlegają znacznym przeciążeniom odśrodkowym i jednocześnie intensywnie mieszane są z wodą, dzięki czemu nawet drobne i trudno zwilżane pyły wchodzą z nią w kontakt. Mieszanina wodno-pyłowa odrzucana jest na obwód wirnika i odprowadzana do zbiornika szlamu. [2]

Zaletą płuczek obrotowych jest ich duża skuteczność dla pyłów drobnych (poniżej 1
m) i trudno zwilżanych, małe zapotrzebowanie miejsca i prosta obsługa. Główną ich wadą jest jednak duże zużycie energii dochodzące do 8 kWh/1000 m³ gazu oraz duże zużycie wody (do 3 dm³/m³). Poza tym pyły cementujące powodują szybko zarastanie przestrzeni międzyłopatkowych wirnika, co zmusza do częstego czyszczenia odpylacza. Z tych względów płuczki obrotowe są obecnie rzadko stosowane. [2]

Cyklony mokre.

Jednym z głównych czynników, obniżających sprawność cyklonów suchych jest wtórne porywanie ziaren osadzonych na ściankach i w zbiorniku pyłu. Zjawisko to wyeliminowane zostało przez doprowadzenie wody omywającej ścianki cyklonu. Woda może być wtryskiwana do strumienia gazu tuż przed wejściem do odpylacza lub w samej przestrzeni roboczej cyklonu, przy czym dysze mogą być usytuowane w ściankach odpylacza lub osi odpylacza.[2]

Interesującymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi są również odpylacze cyklonowe z wirującą cieczą. Cyklon stanowi walec, w którego dolnej części znajduje się zbiornik cieczy, biorącej bezpośredni udział w odpylaniu. Gaz doprowadzany jest stycznie do dolnej części cyklonu, przy czym wlot umieszczony jest nieco ponad powierzchnią swobodną cieczy. W wyniku tarcia wirującego gazu o tę powierzchnię, również i ciecz zaczyna wirować, przyjmując kształt paraboloidy obrotowej. Spiralnie poruszający się. strumień gazu wypływa przez umieszczony centralnie otwór do komory odkraplającej lub przez odkraplacz uchodzi z odpylacza przewodem wylotowym. Ziarna pyłu znajdujące się w strumieniu wirującego gazu zostają odrzucone na obwód cyklonu i przechwycone przez wirującą ciecz, przy czym im bliżej wierzchołka paraboloidy, tym promień ruchu strumienia gazu staje się mniejszy, a siła odśrodkowa działająca na ziarna pyłu większa, dzięki czemu nawet ziarna małe, o średnicach ok. 1 µm wytrącane są z dużą skutecznością. [2]

Zwężki Venturiego.

Zwężki Venturiego znane i stosowane od kilkudziesięciu lat w wielu urządzeniach technicznych i pomiarowych, dopiero po II wojnie światowej znalazły zastosowanie jako wysoko-skuteczne urządzenia odpylające. Zapylony gaz doprowadzany jest do konfuzora, w którym następuje gwałtowne przyspieszenie jego przepływu, przy równoczesnym znacznym spadku ciśnienia statycznego, tak że w największym przewężeniu zwężki prędkość gazu może osiągnąć 50, a nawet 120 m/s, a ciśnienie statyczne może się obniżyć nawet poniżej ciśnienia atmosferycznego. Zjawiska te powodują kondensację pary wodnej zawartej w gazie na ziarnach pyłu. W przewężeniu zwężki następuje obfity wtrysk wody, która zostaje porwana przez strumień gazu, rozbijając się na coraz drobniejsze kropelki. Mogą one osiągnąć średnice mniejsze nawet od 25
m, tworząc mgłę wodną. Jednocześnie, ze względu na silną turbulencję przepływającego gazu, kropelki te zostają silnie wymieszane z całą masą gazu, stwarzając korzystne warunki do dużej efektywności zderzeń z ziarnami pyłu. Tak więc w tej fazie procesu odpylania dominującym mechanizmem jest bezwładnościowe zderzenie pyłu z kroplami wody. W trzeciej fazie, w dyfuzorze zwężki zachodzi intensywne osadzanie się drobnych kropelek mgły wodnej na nawilżonych już wcześniej, lecz jeszcze nie związanych z wodą drobnych ziarnach pyłu. W wyniku tego, oraz dzięki dalszym wzajemnym zderzeniom kropel wody osiągają one na wylocie z dyfuzora stosunkowo znaczne rozmiary. Krople te łatwo mogą być odseparowane od strumienia gazu w odpylaczu odśrodkowym, w odkraplaczu łopatkowym, labiryntowym itp. [2]

Istnieje wiele odmian konstrukcyjnych zwężek Venturiego, które różnią się głównie sposobem doprowadzenia wody, kształtem lub przekrojem. [2]

Urządzenia odpylające, w którym zasadniczym elementem roboczym jest zwężka Venturiego nazywane jest płuczką Venturiego. W skład płuczki poza zwężką oraz przewodami wlotowymi i wylotowymi gazu wchodzi jeszcze separator wody oraz zbiornik wody i szlamu wraz z odpowiednią armaturą i urządzeniem do usuwania szlamu. [2]

Płuczki Venturiego stanowią bogatą i zróżnicowaną grupę odpylaczy mokrych, ze względu na możliwość licznych wariantów różnych typów zwężek z różnymi separatorami wody, możliwość stosowania jednej dużej zwężki lub szeregu małych (tzw. multizwężki) oraz możliwość stosowania zwężek o przekroju kołowym i prostokątnym. [2]

Ogólnie można stwierdzić, że płuczki Venturiego są najbardziej sprawnymi odpylaczami mokrymi i pracują skutecznie nawet dla trudno zwilżanych pyłów submikronowych. Stosowane w procesach gorących pozwalają na znaczne schłodzenie gazu, nawet o 100°C w ułamku sekundy. Zużycie wody w zależności od konstrukcji jest duże (0,5—1,5 dm³/m³) aż do bardzo małego (ok. 0,01 dm³/m³) w płuczkach niskociśnieniowych z zamkniętym obiegiem wody i skutecznym odkraplaczem. Opory przepływu są bardzo zróżnicowane i wynoszą 5000—20 000 Pa dla płuczek wysokociśnieniowych i 1500—5000 Pa dla niskociśnieniowych. [2]

Odpylacze mokre stanowią najbardziej zróżnicowaną grupę urządzeń odpylających. W skład ich wchodzą zarówno konstrukcje proste, o małej skuteczności i małych oporach przepływu (np. płuczki wieżowe), jak i odpylacze najwyższej klasy wymagające jednak znacznych na kładów energetycznych (np. płuczki Venturiego). Z ekonomicznego punktu widzenia, szczególnie polecane są te typy, które cechują się możliwie małym zużyciem wody, przy wysokiej skuteczności działania i umiarkowanych oporach przepływu. Analizując pod tym kątem odpylacze mokre można stwierdzić, że szczególnie polecanymi konstrukcjami w zakresie pyłów o rozdrobnieniu mechanicznym są płuczki przewałowe, cyklony z wirującą cieczą i płuczki Venturiego nisko-prędkościowe, bezdyszowe. Natomiast w zakresie pyłów submikronowych jedynie wysoko-prędkościowe płuczki Venturiego posiadają zadowalającą sprawność. [2]

Odpylacze mokre, jakkolwiek bardzo zróżnicowane pod względem parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych, posiadają jednak wiele cech wspólnych. [2]

Proces odpylania przy użyciu zimnej wody w odpylaczach mokrych jest zawsze związany z ochłodzeniem gazu i to często tak znacznym, że odpylacze te bywają równocześnie chłodnicami gorących gazów technicznych. Równocześnie odpylacze mokre są stosunkowo niewrażliwe na zmiany temperatury oczyszczanych gazów. [2]

Inną wspólną cechą odpylaczy mokrych jest możliwość równoczesnej absorpcji toksycznych par i gazów, szczególnie związków o dużym współczynniku absorpcji przez krople wody, takich jak: S0₂, S0₃, H₂S0₄, HF, HCI, P₂0₅ czy NO₂. Przykładowo płuczka wieżowa zainstalowana za żeliwiakiem jest w stanie zaabsorbować do 40% SO₂ zawartego w gazach odlotowych. [2]

Tak więc odpylacze mokre cechują się takimi zaletami jak:

-prosta i zwarta budowa,

-możliwość równoczesnego wydzielania toksycznych par, mgieł i gazów oraz substancji zapachowych,

- możliwość chłodzenia gorących gazów przemysłowych,

- niewrażliwość na zmiany temperatury gazu,

- niskie koszty inwestycyjne, małe zapotrzebowanie przestrzeni,

- możliwość odpylania pyłów i gazów palnych czy wybuchowych.

Równocześnie odpylacze mokre posiadają szereg istotnych wad, do których należą:

- trudności związane z gospodarką wodną i ściekową,

- korozyjne działanie wody,

- duża wrażliwość na zmiany wydatku gazu,

- trudności w wytrącaniu pyłów trudno zwilżalnych i submikronowych (poza płuczkami

Venturiego),

- wysokie koszty eksploatacyjne. [2]

Ze względu na wymienione zalety zakres zastosowania odpylaczy mokrych jest bardzo szeroki.

Są one stosowane niemal we wszystkich gałęziach przemysłu, szczególnie:

- dla pyłów dobrze zwilżalnych o rozdrobnieniu mechanicznym,

- dla pyłów i gazów palnych lub wybuchowych,

- gdy konieczna jest również redukcja emisji toksycznych gazów lub substancji zapachowych,

- dla gorących gazów przemysłowych.

Odpylaczy mokrych nie należy stosować:

- dla pyłów o własnościach cementujących,

- dla pyłów wchodzących w reakcje z wodą lub się w niej rozpuszczających,

- dla pyłów niezwilżanych (np. sadzy). [2]

ODPYLACZE TKANINOWE

Odpylacze tkaninowe stanowią jeden z najstarszych typów urządzeń odpylających. Szeroko stosowano je już w końcu XIX wieku w młynach zbożowych. Schemat działania odpylacza tkaninowego: zapylone powietrze doprowadza się do odpylacza przewodem. Na skutek zmiany kierunku przepływu gazu, większe ziarna pyłu są bezpośrednio wytrącone ze strumienia gazu i spadają do zbiornika pyłu. Zapylony gaz przepływa następnie poprzez tkaninę filtracyjną uformowaną w postaci worków. Oczyszczony gaz opuszcza odpylacz przewodem. Z chwilą kiedy na zewnętrznej powierzchni worków utworzy się zbyt gruba warstwa pyłu, worki są oczyszczone przez otrzepywanie mechaniczne, przedmuch zwrotny powietrza lub innym systemem. Pył spadający z worków zbiera się w zbiorniku pyłu.[2]

Początkowo jako tkaniny filtracyjne stosowane były jedynie tkaniny z włókien naturalnych, głównie z wełny i bawełny, a w wyjątkowych przypadkach z jedwabiu. Obecnie technika odpylania wykorzystuje kilkadziesiąt typów tkanin z włókien syntetycznych występujących pod różnymi nazwami handlowymi, które podzielić można na kilka grup, w zależności od bazy, z której są otrzymywanej. Obok włókien syntetycznych w technice odpylania, szczególnie w zakresie gorących gazów (powyżej 200°C) coraz szersze zastosowanie znajdują włókna szklane silikonowane, włókna mineralne, metalowe oraz spieki metali. [2]

Dobór właściwej tkaniny filtracyjnej do określonych warunków pracy odpylacza możliwy jest tylko przy dokładnej znajomości parametrów eksploatacyjnych tkaniny. Liczba parametrów charakteryzujących tkaninę filtracyjną jest duża i nie wszystkie mają równorzędne znaczenie przy określonym zadaniu filtracyjnym. Do parametrów tych należą: wytrzymałość mechaniczna, chłonność wilgoci i własności w stanie wilgotnym, odporność termiczna, odporność chemiczna, cena. [2]

Wytrzymałość mechaniczna włókien tkaniny decyduje o czasie jej pracy, a więc wpływa bezpośrednio i koszty eksploatacyjne odpylania. Należy tu przede wszystkim wytrzymałość włókien na zerwanie wyrażona w Pa lub też określana długością pojedynczego włókna, przy której następuje zerwanie włókna pod wpływem własnego ciężaru, wyrażona w km. [2]

Do własności mechanicznych włókien należy też ich wydłużenie przy zerwaniu, określane jako stosunek długości włókna w momencie zerwania do jego długości początkowej (%). Zależy ono bardzo silnie od temperatury i wilgotności, w której zerwanie następuje. [2]

Trzecim czynnikiem określającym własności mechaniczne tkanin jest ich ścieralność wyrażana najczęściej przez ubytek masy tkaniny w czasie ścierania jej za pomocą szlifierki z papierem ściernym. [2]

Własności tkaniny w stanie wilgotnym różnią się często od jej własności w stanie powietrzno-suchym i są o tyle istotne, że najczęściej gazy przemysłowe zawierają dużo wilgoci. Należy tu:

- wytrzymałość włókien na zerwanie przy wilgotności względnej (f = 100%), określana w procentach w stosunku do ich wytrzymałości w stanie powietrzno-suchym,

- zdolność do absorpcji wody (higroskopijność) określana zwykle w temperaturze 20°C przy wilgotności względnej f = 65% (wzrost ciężaru w %), ,

- pęcznienie włókien w wyniku wzrostu wilgotności (w % objętości włókien). [2]

Nie mniej istotną cechą filtrów tkaninowych niż odporność termiczna jest ich odporność chemiczna, a więc odporność na działanie związków chemicznych, głównie kwasów i zasad, które mogą znajdować się w gazach przemysłowych nawet w znacznym stężeniu. [2]

W zależności od sposobu ukształtowania tkaniny filtracyjnej odpylacze tkaninowe dzielą się na:

- filtry workowe (rękawowe),

- filtry ramowe (płaszczyznowe). [2]

W filtrach workowych elementem filtracyjnym jest tkanina lub filc igłowany okrągłotkane o średnicach 100 do 300 (400) mm i długości od 1000 do 5000 a nawet 8000 mm. Powierzchnia filtracyjna jednego worka waha się w szerokich granicach 0,3-6 m², co pozwala na przepływ filtrowanego gazu w ilości 20-600 (1000) m³/h. Tak więc do wytworzenia wymaganego natężenia przepływu gazu przez odpylacz należy zainstalować kilkanaście lub kilkaset worków. [2]

W ciągu ostatnich dziesięciu lat coraz szersze zastosowanie znajdują odpylacze ze strukturą filtracyjną ukształtowaną w formie dużych, prostokątnych kieszeni o ścianach równoległych, odległych od siebie o kilka centymetrów. Kieszenie te naciąga się na prostokątną, metalową ramę i umieszcza się w filtrze w układzie równoległym. Powierzchnia jednego elementu filtracyjnego wynosi 1,5-6 m², co pozwala na przepływ gazu w ilości 100-600 (1000) m³/h. Zaletą filtrów płaszczyznowych jest możliwość ich tworzenia z włókien, z których filtry workowe nie mogą być wykonywane (np. z włókien mineralnych, nieodpornych na zginanie). [2]

Pod względem budowy odpylacze tkaninowe dzielą się na prostokątne i cylindryczne, przy czym zarówno filtry workowe jak i płaszczyznowe mogą być montowane w obydwu rodzajach obudowy. [2]

Filtry prostokątne workowe są najstarszym i najczęściej stosowanym typem odpylaczy tkaninowych. Zapylony gaz doprowadzany jest do odpylacza przewodem zbiorczym, z którego przewodami dopływa do poszczególnych sekcji filtru. W każdej sekcji znajduje się kilkanaście do kilkudziesięciu pionowo rozpiętych worków filtracyjnych. W sekcji gaz zmienia kierunek w dolnej części odpylacza o 180°, dzięki czemu wytrącone zostają większe ziarna pyłu, po czym przepływa z dołu do góry, przechodząc przy tym przez strukturę filtracyjną. Pył zatrzymywany jest na wewnętrznej stronie worków. Oczyszczony gaz przepływa do kanału czystego gazu, którym poprzez wentylator zostaje emitowany do atmosfery. [2]

Zaletą prostokątnej obudowy odpylacza tkaninowego jest dobre wykorzystanie powierzchni zabudowy oraz łatwość zwiększenia powierzchni filtra poprzez dołączenie dodatkowych sekcji odpylacza. Zwykle odpylacze te tworzą zespoły od trzech do 20 sekcji, przy czym wydatki powietrza na jedną sekcję mogą dochodzić do 50 000 m³ /h. [2]

Ostatnio zaznacza się wzrastające zainteresowanie konstrukcjami filtrów tkaninowych płaszczyznowych (kieszeniowych) budowanych niemal wyłącznie w obudowie o przekroju prostokątnym. Ramy z naciągniętymi filtrami kieszeniowymi ustawione są równolegle, blisko siebie. Wlot zapylonego gazu następuje tu, w przeciwieństwie do odpylaczy workowych od góry, przy czym gaz przepływa od zewnątrz do wewnątrz kieszeni filtracyjnej tak, że pył osadza się na zewnętrznej stronie struktury filtru. Wylot oczyszczonego gazu znajduje się w przedniej części odpylacza. W przedniej części znajdują się też drzwiczki, przez które można w łatwy sposób wysunąć pojedynczą ramę w celu wymiany tkaniny filtracyjnej. [2]

Zaletą odpylaczy ramowych jest dużo lepsze wykorzystanie powierzchni i kubatury, aniżeli w odpylaczach workowych. Ponadto tkanina filtracyjna rozciągnięta na konstrukcji ochronnej jest w mniejszym stopniu narażona na zużycie mechaniczne w procesie czyszczenia, aniżeli worki pionowo naciągnięte i poddawane zmiennym naprężeniom rozciągającym lub skręcającym tkaninę. Wszystko to sprawia, że w przyszłości należy liczyć się z dalszym wzrostem popularności filtrów kieszeniowych i wypieraniem przez nie klasycznych odpylaczy workowych.[2]

Poprawnie zaprojektowane odpylacze tkaninowe są jednymi z najbardziej sprawnych urządzeń odpylających. Osiągają one sprawność rzędu 95- 99,9% niemal niezależnie od klasy wymiarowej ziaren pyłu, od jego własności fizycznych i chemicznych. Cechuje je duża pewność ruchowa oraz niewrażliwość na zmiany uziarnienia pyłu, jego stężenia i zmiany własności gazu nośnego w trakcie procesu filtracji. Są to jednak urządzenia drogie zarówno w budowie jak i eksploatacji. Odpylacze tkaninowe stosuje się w przypadkach, gdy tańsze urządzenia odpylające zawodzą ze względu na wysokie wymagania odnośnie czystości emitowanych gazów z procesów silnie pyłotwórczych ( np. procesy metalurgiczne). [2]

Od niedawna poważnym ograniczeniem w zastosowaniu odpylaczy tkaninowych była temperatura odpylanych gazów, która dla filtrów z włókien naturalnych nie mogła przekroczyć 90°C. wraz z zastosowaniem filtrów z włókien syntetycznych, a szczególnie z włókien teflonowych, z włókien z Nomexu i włókien szklanych silikonowanych dopuszczalna temperatura pracy została przesunięta do granicy 220-280°C, dzięki czemu zakres zastosowania odpylaczy tkaninowych poważnie się rozszerzył. Odpylacze tkaninowe stosowane są z powodzeniem we wszystkich gałęziach przemysłu zarówno jako małe, indywidualne odpylacze przy pojedynczej maszynie i jako wielkie jednostki o przepływie gazu do 1 mln m³/ h. [2]

ODPYLACZE ELEKTROSTATYCZNE

Odpylacze elektrostatyczne obecnie stanowią jedną z najbardziej skutecznych i najczęściej stosowanych metod odpylania gazów przemysłowych. [2]

Przebieg zjawisk zachodzących w odpylaczu elektrostatycznym można przedstawić w uproszczeniu w sposób następujący. zapylony gaz przepływa z mała prędkością między elektrodami zbiorczymi. Po przyłączeniu do elektrod dostatecznie wysokiego napięcia rzędu 30-80 kV wydzielają one duże ilości elektronów. Elektrony przyciągane są przez dodatnie elektrody zbiorcze i poruszają się z duża prędkością w ich kierunku. W czasie swojego ruchu w kierunku elektrody zbiorczej elektrony uderzają w neutralne cząstki gazu, wytrącając z nich dalsze elektrony, które z kolei powodują wytrącanie elektronów z innych cząstek gazu. Zjawisko to nazywane wyładowaniem koronowym zanika w pewnej odległości od elektrody emitującej, dając w rezultacie duże ilości wolnych elektronów oraz dodatnio naładowane cząstki gazu. Nazwa zjawiska pochodzi stąd, ze wokół elektrody emitującej powstaje świecąca korona. Elektrony powstałe w strefie koronowej osadzają się poza ta strefą na neutralnych cząstkach gazu, ładując je ujemnie. Wytworzone w ten sposób ujemne jony gazowe osadzają się z kolei na zawartych w gazie ziarnach pyłu i przekazują im swój ładunek. Naładowane ujemnie ziarna pyłu poruszają się na skutek działania sił pola elektrostatycznego w kierunku dodatniej elektrody zbiorczej i osadzają się na niej. Ziarna pyłu osadzone na elektrodzie zbiorczej na skutek mechanicznego wstrząsania elektrodą opadają do zbiornika pyłu. [2]

Zasadniczymi elementami odpylacza elektrostatycznego są:

- zespół elektrod emitujących ,

- zespół elektrod zbiorczych,

- elektryczny układ zbiorczy,

- obudowa wraz z przewodami doprowadzającymi i odprowadzającymi gaz z odpylacza.[2]

W zależności od wzajemnego usytuowania elektrod rozróżnić można układ płaski, współśrodkowy, rurowy, lub plastrowy. Płaski układ elektrod może być stosowany zarówno przy poziomym, jak i pionowym przepływie gazu przez komorę odpylacza, natomiast pozostałe układy stosowane są tylko w elektrofiltrach pionowych. Z reguły elektrofiltry pionowe stosowane są jedynie przy stosunkowo małych natężeniach przepływu gazu oraz w elektrofiltrach mokrych, w których gaz jest wstępnie nawilżany, a elektrody zbiorcze są omywane przez wodę. Znacznie częściej stosowane są elektrofiltry suche, poziome z płaskim układem elektrod. W celu podniesienia ich skuteczności stosuję się podział pola elektrycznego w kierunku przepływu gazu przez komorę na szereg pól o różnej gęstości prądu i różnej podziałce elektrod. Każde pole elektrofiltru posiada własny układ zasilający. W dużych jednostkach, projektowanych na bardzo duże wydatki gazu stosuje się podział na sekcję, pracujące równolegle i tworzące odrębne ciągi gazowe. Zapewnia to większą pewność pracy elektrofiltru i pozwala przeprowadzać remonty bez konieczności wyłączania z ruchu całego odpylacza. [2]

Elektrody emitujące.

Elektrody emitujące są obok elektrod zbiorczych najważniejszymi elementami elektrofiltru. Od prawidłowego ich doboru zależy w dużej mierze skuteczność i pewność pracy urządzenia.[2]

Pręty elektrod emitujących elektrofiltrów rozpięte są w ramach dwojakiego rodzaju:

- zamocowane na górnej ramie i obciążone dolna ramą, swobodnie zwisając,

- napięte pomiędzy prętami ramy.[2]

Elektrody zbiorcze.

Elektrody zbiorcze są jednym z najważniejszych elementów elektrofiltru i od ich konstrukcji i odpowiedniego doboru zależy w dużej mierze praca urządzenia. Na ich powierzchniach bowiem gromadzi się pył, który musi być następnie transportowany do zbiornika pyłu, najczęściej bez przerywania pracy odpylacza. W związku z tymi funkcjami, dobre elektrody zbiorcze powinny cechować się następującymi zaletami:

- możliwie rozwiniętą powierzchnią zbiorczą, odsłoniętą od głównego strumienia gazu i pozbawioną ostrych krawędzi mogących być źródłem wtórnego przebicia,

- dobrą sztywnością, a jednocześnie sprężystością, zapewniającą efektywne strzepywanie pyłu za pomocą udarów mechanicznych,

- odpowiednim kształtem, ułatwiającym strącanie pyłu do zbiornika w przestrzeni osłoniętej, bez możliwości wtórnego porywania pyłu,

- małym ciężarem, prosta budową i dobra wytrzymałością na wysokie temperatury.[2]

Obudowa odpylacza elektrostatycznego składa się z obudowy właściwej komory odpylania wraz z fundamentami oraz z przewodów wlotowych i wylotowych.[2]

Układ zasilania elektrofiltru spełnia dwie ważne role - doprowadza do elektrod emitujących prąd wyprostowany o wymaganym napięciu i natężeniu oraz utrzymuje wartość napięcia zasilania na optymalnym poziomie, zabezpieczając przed wyładowaniami łukowymi.[2]

Głównymi elementami układu są:

- prostownik,

- transformator podwyższający napięcie,

- urządzenie do regulacji napięcia.[2]

Elektrofiltry mokre.

Elektrofiltry o elektrodach zbiorczych omywanych przez wodę, zwane mokrymi, przeznaczone są do strącania mgieł, par lub pyłów z gazów zimnych i silnie zawilgoconych. Pracują one w temperaturze poniżej punktu rosy odpylanego gazu, a więc zwykle w temperaturze poniżej 50°C, przy czym najczęściej gaz ten przed wejściem do komory elektrofiltru jest dodatkowo nawilżony w wieży chłodniczej lub innym odpylaczu mokrym. [2]

Elektrofiltru mokre cechują się znacznie prostszymi układami elektrod zbiorczych i znacznie łatwiejszym ich oczyszczaniem, aniżeli odpylacze suche. Jako elektrody zbiorcze stosuję się tu wyłącznie gładkie blachy, bez jakichkolwiek elementów osłaniających. Woda natryskiwana jest na elektrody poprzez system dysz lub spływa po nich przez przelewy w górze odpylacza. [2]

Elektrofiltry mokre projektuje się zarówno w układzie pionowym z rurowym lub plastrowym układem elektrod zbiorczych, jak również jako odpylacze poziome, jedno- i wielopolowe z płaskim układem elektrod.[2]

Zakres zastosowania elektrofiltrów jest bardzo szeroki. instalowane są one we wszystkich branżach przemysłu, w których procesy technologiczne połączone są ze znacznym unosem pyłu. Szczególnie jednak często stosowane są one w przypadkach, gdy wymagana jest bardzo wysoka skuteczność działania dla pyłów we wszystkich klasach wymiarowych (również dla pyłów submikronowych), przy jednoczesnym możliwie małym oporze przepływu. Ten ostatni warunek jest szczególnie istotny przy odpylaniu wielkich ilości gazów rzędu setek tysięcy m³/ h, gdyż wpływa bezpośrednio na wysokość kosztów odpylania. [2]

Powszechność stosowania odpylaczy elektrostatycznych prawie we wszystkich dziedzinach techniki wynika z ich bezspornych zalet, które można zestawić następująco:

1. Zastosowanie odpylaczy elektrostatycznych pozwala na uzyskanie wyjątkowo wysokich skuteczności działania dochodzących do 99,9% nawet dla ziaren pyłu o średnicach dużo mniejszych od 1µm,

2. Pył może być wydzielany ze strumienia zapylonego gazu zarówno w stanie suchym jaki mokrym,

3. Suche odpylacze elektrostatyczne mogą być stosowane do gazów w temperaturze nawet 450°C,

4. Proces odpylania może być prowadzony w sposób ciągły,

5. Urządzenie nie ma wcale lub bardzo niewiele części będących w ruchu,

6. Opory przypływu gazu przez urządzenia są najniższe w porównaniu z oporami w innych urządzeniach odpylających i wynoszą 30-100Pa,

7. zapotrzebowanie mocy odpylacza jest bardzo małe i wynosi w zależności od rodzaju odpylacza i odpylanego gazu od 0,6-2 kWh/ 1000m³ gazu, przy czym górna wartość odnosi się tylko do odpylaczy mokrych łącznie z zapotrzebowaniem mocy do napędu pomp wodnych. W związku z małym zapotrzebowaniem mocy koszty eksploatacji odpylacza są bardzo niskie.[2]

Obok bezsprzecznych zalet odpylacze elektrostatyczne maja także szereg wad:

1. Wysoki koszt wykonania, głównie urządzenia zasilającego,

2. Duża czułość na zmiany wydatku gazu,

3. Duża czułość na zmiany temperatury i wilgotności gazu,

4. Duża czułość na zmiany charakterystyki pyłu, szczególnie w zakresie oporności właściwej pyłu,

5. Niebezpieczeństwo wybuchu pyłów przy pyłach tworzących z powietrzem mieszanki wybuchowe.[2]

Wykorzystanie zalet odpylaczy elektrostatycznych jest więc możliwe tylko wtedy, kiedy na podstawie dokładnych badań zostanie ustalona charakterystyka źródła zapylenia i dla tej charakterystyki zostaną ustalone wszelkie parametry pracy odpylacza. Wysoka skuteczność działania odpylacza będzie jednak tylko wtedy osiągana, gdy ustalone parametry będą stale zachowywane w czasie eksploatacji urządzenia.[2]

Dobór właściwego urządzenia odpylającego dla określonego źródła zapylenia jest najistotniejszym zagadnieniem w technice odpylania. Dlatego przeprowadzenie zarówno szczegółowej analizy techniczno-ekonomicznej poszczególnych rozwiązań, jak i przeprowadzenie wstępnych badań eksperymentalnych, pomimo że może to prowadzić do znacznego podwyższenia kosztów projektu, jest zawsze w efekcie końcowym przedsięwzięciem ekonomicznie opłacalnym. Zmiany wybranego systemu odpylania lub wybranej konstrukcji odpylacza po ich zainstalowaniu, są na ogół niemożliwe, bądź połączone z niewspółmiernie wysokimi kosztami.

Urządzenie odpylające lub zespół urządzeń odpylających powinny być tak dobrane, aby w zależności od swojego przeznaczenia odznaczały się:

a) wysoką skutecznością działania,

b) małym wpływem zmian poszczególnych parametrów pracy źródła zapylenia na skuteczność działania,

c) dużą niezawodnością pracy,

d) niskimi kosztami inwestycyjnymi,

e) niskimi kosztami eksploatacyjnymi,

f) możliwie małymi wymiarami.

W praktyce trudne jest spełnienie równocześnie wszystkich podanych warunków, ponieważ są one często przeciwstawne, trzeba więc iść na pewne kompromisy.[2]

Przy wyborze urządzenia odpylającego należy uwzględnić również czynniki ekonomiczne.

Do przeprowadzenia analizy ekonomicznej należy wiec przyjąć następujące wytyczne:

- a typów urządzeń odpylających, które zapewniają zmniejszenie emisji pyłu do dopuszczalnych granic, należy wybrać typ odpylacza, którego łączny koszt instalacji i eksploatacji obliczony dla całego okresu amortyzacji urządzenia jest najniższy;

- zwiększenie skuteczności działania urządzenia odpylającego powyżej ustalonej poprzednio granicy jest uzasadnione tylko wtedy, gdy wartość odzyskiwanego na skutek tego pyłu jest większa od wzrostu ogólnych kosztów odpylania.[2]

SŁOWNIK:

• η- skuteczność działania odpylacza- najważniejszy parametr technicznym określający, w jakim stopniu dany odpylacz spełnia cel, do którego został skonstruowany. Można ją określić przez pomiar dwóch z trzech wielkości: przez pomiar masy pyłu wprowadzanego wraz z gazem do odpylacza m_w, masy pyłu opuszczającego odpylacz m_o czy zatrzymanego w nim m_z.

• Opór hydrauliczny odpylacza jest rozumiany jako całkowita strata ciśnienia przy przepływie gazu przez odpylacz. Jeżeli czynnikiem przepływającym przez odpylacz jest powietrze o temperaturze równej temperaturze otoczenia, opór hydrauliczny odpylacza jest określony jako różnica ciśnień całkowitych mierzonych bezpośrednio na wlocie i wylocie powietrza z odpylacza .

• Barbotażem nazywany jest przepływ gazu przez ciecz. Gaz przepływa w postaci pęcherzyków otoczonych warstwą cieczy. Ponieważ w czasie przepływu następuje wzburzenie cieczy, ziarna pyłu, które zderzą się z jej powierzchnią, zostaną wytrącone ze strumienia gazu.

• Cyklony działają w oparciu o siły odśrodkowe. Gaz wprowadzony jest do cylindrycznej części cyklonu i spiralnym ruchem porusza się ku dołowi. Na ziarna pyłu podczas tego ruchu oddziaływają siły odśrodkowe powodujące ich wyrzucanie na ścianki urządzenia.

• Kolektorami mogą być powierzchnie graniczne: płaskie, cylindryczne wewnętrzne lub zewnętrzne (np. włókna cylindryczne), kuliste (krople cieczy), warstwy elementów stałych o kształtach nieregularnych w postaci różnego rodzaju kształtek i włókien.

• Komory osadcze- zasada ich działania polega na osiadaniu ziaren pyłu na dnie komory przy poziomym przepływie zapylonego gazu przez komorę.

• Mechanizm odpylania jest to zjawisko lub zespół zjawisk fizycznych, pod wpływem których cząstki aerozolowych są wydzielane ze strumienia gazu, gdy znajduje się on w pobliżu powierzchni kolektora.

• Pyły to trucizna ulatująca się z kominów zakładów przemysłowych. Stanowią je drobiny substancji stałych zawieszone w powietrzu. Źródłem powstawania pyłów jest niemalże każdy dział gospodarki, jest nim również sama natura.

• Urządzenie odpylające jest to cały zespół urządzeń koniecznych do wydzielenia pyłu z zapylonego gazu. Urządzenie odpylające składa się z odpylacza, w którym następuje wydzielenie ziaren pyłu z gazu oraz urządzeń pomocniczych, jak przewodów ssących i tłoczących, wentylatorów lub dmuchaw, silników napędzających, instalacji do wytwarzania wysokich napięć, pomp i przewodów wodnych, zbiorników na pył, urządzeń odprowadzających pył itp.

• Odpylacze inercyjne- zasadą działania odpylaczy tego typu jest wykorzystanie efektu bezwładności ziaren pyłu przy gwałtownej zmianie kierunku przepływającego gazu.

• Płuczki wieżowe są urządzeniami odpylającymi o prostej, nieskomplikowanej budowie. W procesie odpylania wykorzystywany jest w nich czynnik długiego czasu wspólnego przebywania cieczy i odpylanego gazu. Zazwyczaj stosowane są one do jednoczesnego odpylania i schładzania gazów z gorących procesów technologicznych. Płuczki wieżowe mogą być budowane bez wypełnienia lub z wypełnieniem, stanowiącym złoże filtracyjne. Specyficznym rodzajem wypełnienia jest złoże fluidalne.

• Odpylacze tkaninowe zakładają przepuszczanie strumienia zapylonego gazu przez filtry tkaninowe, papierowe lub bibuły, gdzie ziarna pyłu są wychwytywane.

• Elektrostatyczna maszyna- urządzenie do otrzymywania ładunków i napięcia elektr. dzięki rozdzieleniu ładunków różnych znaków i gromadzenia ładunków tych samych znaków.

1

---