4. PROTECŢIA ATMOSFEREI - omg.ugal.ro mediului/4... · termometre cu relee; - poluarea sonoră,...

4 PROTECŢIA ATMOSFEREI Atmosfera reprezintă icircnvelişul gazos al planetei ce prezintă o grosime care

ajunge pacircnă la cca 500 km fiind formată icircn proporţie de 96 din volumul total de aer restul de 4 revenind apei sub formă de vapori Aerul atmosferic este un amestec de cca zece gaze şi este caracterizat prin anumiţi parametri fizico-chimici precum densitate umiditate presiune temperatură ale căror valoare variază foarte mult icircn timp şi icircn spaţiu

Atmosfera sau icircnvelişul gazos al planetei are o serie de funcţii care fac posibilă existenţa vieţii pe Terra Dintre acestea principalele funcţii sunt

- Reglarea temperaturii la suprafaţa pămacircntului Fără atmosferă pămacircntul ar fi supus unor variaţii termice excesive icircntre noapte şi zi

- Reglarea luminii solare la suprafaţa Pămacircntului Dacă atmosfera ar lipsi noaptea ar fi un icircntuneric profund iar ziua ar fi o lumină orbitoare

- Filtrarea radiaţiilor solare Ozonul reţine o mare parte din radiaţiile ultraviolete iar bioxidul de carbon şi vaporii de apă o parte din radiaţiile infraroşii

- Sursa de oxigen necesară respiraţiei oamenilor plantelor şi animalelor fără de care viaţa nu ar exista

- Realizarea circuitului apei - Apărare icircmpotriva meteoriţilor - Mediu pentru realizarea radiocomunicaţiilor pentru zboruri aeriene 41 Poluarea atmosferei Poluarea atmosferei poate fi cauzată de modificarea proporţiilor normale

ale constituenţilor naturali ai atmosferei datorită introducerii icircn atmosferă a unor compuşi străini care se dovedesc a fi toxici sau periculoşi Substanţele

44

poluante din atmosferă se găsesc sub următoarele faze gaze particule solide şi lichide aerosoli Poluanţii atmosferici se găsesc icircn atmosferă icircn principal fie din arderea combustibililor trafic industrie agricultură fie ca rezultat al unor fenomene naturale omul şi animalele plantele solul materii organice icircn descompunere vulcanii surse radioactive descărcări electrice furtuni de praf nisip

Substanţele eliminate icircn atmosferă pot avea un efect poluator direct sau prin combinarea lor cu alte substanţe icircn atmosferă pot avea un efect poluator indirect

411 Surse de poluare a atmosferei In cazul localităţilor urbane care au platforme industriale unii din

principalii poluanţi ai atmosferei se regăsesc icircn gazele de ardere sau vaporii evacuaţi icircn atmosferă ce au rezultat din diverse procese tehnologice

Există două tipuri de noxe icircn gazele de ardere şi anume praful şi substanţele gazoase

Praful sau cenuşa aflate icircn atmosferă icircn suspensie poate conţine combustibili ne arşi cacirct şi reactanţi proveniţi de la instalaţiile de desulfurare şi reducere a oxizilor de azot

Particulele ce compun praful pot fi clasificate astfel - după mărime vizibile cu ochiul liber (granule picături pulberi de

cărbune nisip calcinat) - vizibile cu microscopul optic pulberi ceaţă cenuşă - vizibile cu microscopul electronic fum impurităţi - după starea de agregare - solide sub forma de pulberi - lichide sub forma de suspensii Substanţele gazoase cele mai importante care trebuie eliminate din gazele

de ardere sunt dioxidul de sulf oxizii de azot şi icircn cantităţi mai reduse acidul clorhidric şi fluorhidric

In industrie aceste substanţe se găsesc icircn combinaţii ca urmare a - operaţiilor de măcinare cernere amestecare unde aceste substanţe intră

icircn contact cu gazele - proceselor de ardere prăjire unde are loc amestecul icircntre solid şi unul

sau două gaze şi se formează fum - operaţiilor de condensare cu formare de ceaţă Unii din aceşti componenţi pot fi recuperaţi şi refolosiţi ca spre exemplu

45

pulberea de la fabricile de ciment ce se elimina prin coş 412 Metode de determinare a poluării aerului Principalii poluanţi atmosferici monoxidul de carbon (cel mai larg

răspacircndit şi cel mai abundent) dioxidul de carbon oxizii de azot oxizi de sulf hidrogenul sulfurat compuşi organici volatili ce provin icircn cea mai mare parte din arderea incompletă a produselor petroliere cacirct şi din industria chimică metale grele (plumbul) particule solide din atmosferă produse rezultate icircn urma activităţilor omului ce se datorează icircn cea mai mare parte procesului de ardere incompletă a combustibililor Cele mai multe astfel de produse rezultă din arderea incompleta a combustibililor fosili şi a lemnului

Metodele de determinare a poluării aerului sunt a) Determinări terestre ndash se efectuează cu ajutorul unor aparate care au

intrat icircn uzul curent şi se reflectă icircn următoarele aspecte ale poluării atmosferei - poluarea termică caz icircn care se folosesc termometre termografe

termometre cu relee - poluarea sonoră caz icircn care se folosesc sonometre - fluxul radiaţiei ionizante din aer caz icircn care se folosesc radiometre - turbiditatea atmosferei caz icircn care se folosesc anemometre baloane meteo etc b) Determinări spaţiale ndash se efectuează prin intermediul aparatelor de

măsură amplasate pe sateliţi artificiali făcacircnd posibilă determinarea gradului de poluare al atmosferei pentru diferiţi parametri şi pentru diferite locaţii ale Globului pămacircntesc

c) Determinări de laborator ndash sunt precedate de o tehnică specială de prelevare a probelor pentru analiză ce depinde de starea icircn care se găseşte agentul poluant gaz aerosoli praf

d) Determinări continue ndash supravegherea continuă a concentraţiei agenţilor poluanţi din atmosferă şi pentru a putea avertiza icircn cazul unor depăşiri a concentraţiei noxelor peste maximă admisă

42 Protecţia atmosferei Procedeele uzuale de epurarea gazelor rezultate din procesele tehnologice

din industrie constau icircn separarea constituenţilor nocivi prin - sedimentare (camere de desprăfuire) - impact (separatoare prin impact)

46

- centrifugare (cicloane) - procedee umede (hidrocicloane injectoare-separatoare) - filtrare (filtre cu saci cu hacircrtie) - procedee electrice (filtre electrostatice) - procedee sonice (instalaţii cu separare sonică) Alegerea procedeului de epurare se face in principal după mărimea

particulelor ce urmează a fi separate 43 Utilaje pentru separarea particulelor solide prin sedimentare

Sedimentarea particulelor este unul din cele mai frecvente procedee de

epurare a gazelor Procedeul de epurare prin sedimentare este aplicat şi la alte tipuri de instalaţii cum ar fi cicloanele icircn a căror parte inferioară particulele icircşi continuă procesul de sedimentare In acelaşi mod la instalaţiile de filtrare cu saci icircn urma scuturării particulele reţinute cad şi se sedimentează In aceste condiţii viteza de sedimentare devine un parametru foarte important

431 Camere de desprăfuire Instalaţia este compusă dintr-un număr de camere paralelipipedice icircn care

gazul pătrunde cu o anumită viteză iar după intrare se produce o destindere bruscă icircnsoţită de o reducere semnificativă de viteză de la 6divide8 ms la 1divide2 ms şi chiar pacircnă la 05 ms Camerele de desprăfuire se dovedesc utile pentru particule cu dimensiuni mai mari de 100microm Cea mai simplă cameră de depunere este de formă paralelipipedică (fig41) avacircnd un horn de evacuare a aerului Pentru determinarea lungimii camerei se foloseşte relaţia

a

p

vv

Lhle

Fig 4 1 Camera de depunere simplă

(41)

unde h ndash icircnălţimea camerei [m]

vp ndash viteza de plutire [ms] L ndash lungimea camerei [m] va ndash viteza aerului icircn cameră

[ms] Viteza de plutire este specifică fiecărui material Viteza aerului icircn

47

cameră se alege icircntre limitele 015 ndash 3 ms icircn funcţie de felul materialului care se separă La intrarea amestecului de aer şi material icircn cameră se produc turbioane In acest caz calculul depunerii materialului solid este foarte complicat iar calculul după relaţia anterioară trebuie considerat aproximativ

O soluţie mai avansată este camera de depunere cu filtru (fig 42) Amestecul de aer şi material intră prin conducta 1 icircn spaţiul 2 unde se produce o scădere a vitezei Materialul grosier se depune icircn pacirclnia 3 iar cel fin este antrenat pacircnă la filtrul 4 unde este şi el separat Dispozitivul de descărcare este antrenat de un motor electric Mecanismul 7 serveşte pentru scuturarea periodică a sacilor filtrului Aerul curăţat de praf este evacuat prin conducta 5

cupdE sepicircn d

Fig 42 Cameră de depunere cu filtru

44 Utilaje de separare prin impact Utilajele de separare prin impact sunt camere icircnchise icircn care gazul icircncărcat

particule solide circulacircnd pe orizontală icircntacirclneşte diverse şicane pe care articulele le lovesc tot aici se produce şi o destindere bruscă a gazului datorită iferenţei mari dintre secţiunea de intrare a gazului şi a camerei de desprăfuire fectul combinat al celor două fenomene determină sedimentarea figura 43

Pentru a evita formarea turbioanelor şi pentru a reduce volumul camerei construiesc camere cu rafturi O astfel de cameră de desprăfuire cu rafturi este

rezentată in figura 44 Icircntreaga cameră este umplută cu rafturi aşezate pe ălţimea camerei

Rafturile sunt icircnclinate pentru scurgerea prafului Distanţa dintre rafturi se etermină din condiţia ca numărul Relt1400

48

1400lesdot

=ν

echae

dvR (42)

unde va ndash viteza aerului [ms] ν - vacircscozitatea cinematică a aerului [m2s] unde s-a făcut substituţia b = nh

( ) hnh

hnbhbh

dech 21

22 2asymp

+sdot

asymp+sdot

= (43)

49

Fig 44 Cameră de depunere cu rafturi

45 Utilaje de separare prin centrifugare Operaţia de sedimentare liberă are un randament relativ scăzut mai ales icircn cazul particulelor fine Se constată că viteza de sedimentare a particulei creşte prin mărirea masei particulelor (aglomerarea mai multor particule) prin scăderea densităţii gazului (icircncălzirea gazului) sau prin creşterea acceleraţiei gravitaţionale (prin aspirare) Deoarece primele două metode nu sunt economice se utilizează o a treia metodă şi anume creşterea forţei centrifuge icircn cicloane

451 Cicloane Gazele poluate pătrund şi se deplasează icircn ciclon tangenţial datorită unui

confuzor amplasat la intrare (fig 45) Datorită confuzorului şi formei cilindro-conice a ciclonului particulele sunt accelerate foarte mult şi forţa centrifugă creşte atingacircnd valori de 5divide2500 ori fată de forţa gravitaţională Valorile crescute ale forţei centrifuge se ating in cicloane cu diametre mici (cca 10cm) Separarea aerului de particulele solide de material icircn cicloane se face datorită fenomenului de centrifugare Curentul de aer şi material pătrund tangenţial icircn ciclon prin conducta 1 şi datorită ciocnirii cu pereţii exteriori ai ciclonului particulele de material icircşi reduc viteza şi se preling de-a lungul pereţilor corpului ciclonului 2 depunacircndu-se la baza acestuia de unde sunt evacuate Aerul iese prin partea superioară a corpului Mişcarea particulelor intr-un asemenea ciclon este prezentată icircn figura 46 a şi 46 b S-a observat că icircn interiorul ciclonului se creează două spirale de gaz

50

Fig 45 Ciclon

Prima este descendentă şi se formează imediat după pătrunderea gazului icircn ciclon şi se află icircn apropierea peretelui figura 46 c iar a doua ascendentă central se formează icircn partea inferioară şi se evacuează prin orificiul de evacuare central Pe traseul descendent particulele solide părăsesc gazul evacuacircndu-se pe partea inferioară a ciclonului Pe spirala ascendentă se evacuează numai particule foarte fine Scăderea presiunii icircn vacircna de curent se produce datorită pătrunderii icircntr-un spaţiu cu volum mărit iar apariţia curentului exterior descendent se datorează faptului că intrarea icircn ciclon se efectuează tangenţial Particulele pierd din viteză prin frecarea cu peretele ciclonului dar şi datorită frecărilor interne icircntre particule Aceste pierderi sunt compensate de conicitatea ciclonului

51

452 Multicicloane

Ţinacircnd seama că icircn practică se lucrează cu debite mari de aer a apărut ideea combinării mai multor cicloane de diametru mic icircntr-o singură unitate numită multiciclon Multicicloanele se mai numesc baterii de cicloane sau cicloane celulare S-a constatat că cu cacirct scade diametrul ciclonului cu atacirct selectarea particulelor se face pe categorii dimensionale din ce icircn ce mai fine Astfel au fost construite cicloane cu diametre din ce icircn ce mai mici cuprinse icircntre 005divide02 m care au fost montate intr-o carcasa comună (fig 48 fig49)

Cicloanele sunt montate icircn carcasă icircntre două plăci Gazul poluant se introduce prin racordul lateral icircntre cele două plăci de fixare a cicloanelor Gazul poluat este purificat simultan icircn cicloane aşa cum a fost descris anterior iar particulele separate sunt evacuate pe la partea inferioara a camerei Fiecare element a unei baterii de cicloane este prevăzut la partea superioară central cu o spirală elicoidală ce imprimă gazului o mişcare centrifugală descendentă (fig 47) sau cu o rozetă (fig410) care are acelaşi rol In acest caz pentru obţinerea mişcării centrifuge nu se mai introduce aerul tangenţial icircn cilindrul elementului de ciclon ca icircn cazul ciclonului obişnuit Paleta montată icircntre cilindrul exterior şi cel interior al elementului de ciclon obligă curentul de aer să capete o mişcare centrifugă

Fig 47 Element de multiciclon

Fig 48 Ansamblu de multiciclon

Fig 49 Multiciclon cu elemente orizontale

Spirala elicoidală determină imediat mişcarea elicoidală la cicloanele cu dimensiuni reduse S-a remarcat că eficacitatea unui ciclon este cu atacirct mai mare cu cacirct diametrul este mai mic iar viteza deci şi debitul de aer la care se poate merge sunt limitate

52

Corpul elementelor de multiciclon se face de obicei din fontă dar la unităţi de multiciclon cu puţine elemente se poate face şi din tablă de oţel Unghiul de icircnclinare al paletei turbionare se ia 25o consideracircndu-se ca fiind optim Experienţa a arătat că reducerea unghiului sub 25o măreşte insuficient capacitatea multiciclonului pentru a compensa creşterea suplimentară de presiune

Este important ca trecerile elementelor de multiciclon prin placa superioară şi prin cea inferioară să fie bine etanşate deoarece trecerea gazelor prin placa superioară cacirct şi prin cea inferioară reduce mult eficacitatea aparatului (fig 48) Trecerile icircntre elemente pentru curăţire sunt necesare cacircnd prin natura prafului sau gazului se prevede posibilitatea de icircnfundare O altă variantă de multiciclon este multiciclonul cu elemente orizontale (fig 49) Amestecul de aer cu praf intră icircn tuburile 1 unde cu ajutorul paletelor 2 capătă o mişcare de rotaţie Particulele de praf se separă şi ajung icircn camera de praf 3 iar aerul fără praf iese prin tuburile centrale 4

Pentru o bună funcţionare a multiciclonului trebuie eliminată tendinţa de icircnfundare care se poate datora unei descărcări nefăcute la timp a pătrunderii de aer fals icircn buncăr sau a aderenţei materialului Pentru a elimina adeziunea materialului trebuie să se ia măsuri constructive corespunzătoare amestecul de aer şi material să fie icircmpărţit icircn mod uniform la elementele ciclonului concentraţia amestecului să nu depăşească anumite limite In acest scop la intrarea icircn ciclon se pun şicane care icircmpart jetul icircn mod uniform iar elementele de multiciclon se execută cacirct mai egale ca dimensiuni Concentraţia amestecului se limitează la 01 kg materialm3 N aer iar icircn unele cazuri la valori şi mai mici

Pentru că pierderile de presiune pe fiecare ciclon sunt icircnsemnate s-a ajuns la soluţia constructivă prezentată icircn figura 411 Fiecărui element de multiciclon i s-a montat o pacirclnie tronconică din tablă care are la capătul inferior trei petale răsucite icircn spirală Dispozitivul se numeşte spirocon Acest dispozitiv a redus pierderile cu pacircnă la 55 Multicicloanele reţin particulele pacircnă la 1microm fată de cicloane care reţin particulele cu dimensiuni pacircnă la 20 microm

O soluţie interesantă a fost montarea cicloanelor cu dimensiuni mici icircn poziţie icircnclinată cu axa la 45o (fig 412) Acest tip de multiciclon poate face şi o separare a prafului icircn particule grosiere şi particule fine Elementul de multiciclon este icircnchis icircn partea superioară icircn zona orientată către racordul de alimentare ceea ce obligă gazul poluat pe lacircngă destinderea pe care o suferă la intrare datorită trecerii din racordul de alimentare icircn spaţiul mult mai larg dintre cele două plăci de susţinere a elementelor de multiciclon să facă o rotire de 180o să

53

Fig 410 Element de multiciclon cu rozetă

Fig411 Element de multiciclon cu ldquospiroconrdquo

pătrundă icircn spaţiul multiciclonului Acesta face ca particulele mari să

părăsească gazul icircnainte de a intra icircn element şi să se evacueze prin alunecare pe placa inferioară icircnclinată Particulele fine icircmpreună cu gazul pătrund icircn elementele multiciclonului şi se separă icircn modul cunoscut Gazul epurat iese pe la racordul din partea superioară şi este evacuat iar praful cade pe partea inferioară a carcasei şi se evacuează datorită icircnclinaţiei acesteia

Acest tip de multiciclon este utilizat pentru epurarea prafului de la măcinarea clincherului de ciment de la depozitarea minereurilor feroase şi neferoase de la gazele de ardere rezultat de la centralele care lucrează cu cărbune pulverizat

54

46 Utilaje pentru separarea particulelor solide prin procedeul umed

Pentru mărirea eficienţei instalaţiilor de epurare a aerului s-a recurs la umezirea particulelor ceea ce are drept efect creşterea greutăţii lor prin formarea de aglomerate Astfel sunt realizate granule ce conţin toate dimensiunile de praf chiar şi pe acelea care icircn mod curent nu pot fi sortate in cicloanele uscate Ele se depun prin sedimentare sub formă de nămoluri

461 Ciclon cu pelicula de apă Cicloanele uscate sunt destinate icircn general desprăfuirii grosolane Pentru

a reţine şi particule mai mici se recurge la producerea unei pelicule de apă pe peretele interior al ciclonului (fig 414) Astfel particulele foarte fine care ajung

Fig 414 Ciclon cu peliculă de apă pe perete

55

la perete sunt antrenate de pelicula de apă şi evacuate pe la partea inferioară Din bazinul de apă situat la partea superioară apa se scurge gravitaţional

printr-o conductă la duzele amplasate radial icircn ciclon şi formează pelicula de apă de pe pereţii ciclonului Intrarea gazului cacirct şi evacuarea se execută tangenţial circulaţia efectuacircndu-se din partea inferioară spre partea superioară Apa ce a antrenat praful se acumulează icircntr-un vas decantor situat la partea inferioară a ciclonului Nămolul decantat este periodic evacuat iar apa folosită este reciclată

Fig 415 Ciclon cu duze centrale de stropire

462 Ciclon cu duze centrale de umezire Sunt construcţii de cicloane care sunt prevăzute icircn interior icircn partea

centrală cu nişte duze care determină o ploaie de picături de apă figura 415 Această instalaţie colectează praful atacirct de pe pereţii ciclonului cacirct şi cel aflat icircn interiorul său Curentul de gaz care intră pe la partea inferioară a ciclonului este trecut printr-o ploaie de particule de apă realizată cu o ţeavă dispusă axial prevăzută cu duze care dau naştere unor picături foarte fine de apă

56

463 Epurarea cu tub Vanturi

Instalaţia din figura 416 este constituită tot dintr-un ciclon 1 care reţine particulele aglomerate Aglomeratele se produc prin umectarea gazului poluat cu un jet de apă creat de o conductă amplasată icircn centrul tubului Vanturi 5 montat pe orificiul de alimentare Icircn tubul Vanturi jetul de apă este dispersat ceea ce determină o umectare eficientă a particulelor de praf Apa cu particulele de praf este colectată icircn vasul tampon 2 unde particulele de praf sedimentează şi sunt evacuate pe la partea inferioară Apa aflată icircn partea superioară este pompată icircn vasul de limpezire 3 unde sunt icircndepărtate ultimele resturi de praf Pompa 4 alimentează Tubul din interiorul tubului Vanturi cu apă curată Gazul care pătrunde icircn confuzorul tubului Vanturi este accelerat mărindu-şi foarte mult energia cinetică astfel icircncacirct se ating la ieşirea din confuzor viteze de 70divide100 ms In zona difuzorului are loc dispersia apei icircn masa de gaz poluat şi ca urmare a contactului dintre particule la viteză mare se produc aglomeratele

Particulele reţinute de aceste instalaţii au dimensiuni de 0001divide05 mm dar sunt reţinute şi particulele mai mari de 05divide2 mm

Variante constructive ale tuburilor Vanturi Funcţie de dispunerea tubului de injecţie a apei sunt mai multe soluţii

constructive (fig 417) Varianta 417a are injectorul amplasat axial şi pulverizează apa icircn gacirctul

tubului Vanturi formacircnd un con Particulele solide din gazul poluat străbat această perdea conică de apă şi icircn difuzor se lipesc formacircnd aglomerate suficient de mari spre a fi reţinute icircn ciclon

Varianta 417b are injectorul amplasat tot axial dar poziţia acestuia este astfel realizată icircncacirct se formează un dublu con de apă primul realizat de injector iar al doilea prin reflexia de pe peretele tubului Vanturi Astfel se creşte efectul de umectare deoarece gazul poluat străbate două perdele conice de apă

Varianta 417c are injecţia amplasată radial şi se realizează cu mai multe injectoare montate icircntr-un plan transversal icircn gacirctuitura tubului Vanturi

Varianta 417d foloseşte fenomenul de condensare a vaporilor de apă ce se produce la traversarea tubului Vanturi Astfel se execută o primă umectare a particulelor icircnainte de confuzor urmată de doua umectare la ieşirea din difuzorul tubului Vanturi Este necesară a doua umectare pentru a elimina posibilitatea de uscare a particulelor la trecerea prin tubul Vanturi cacircnd acestea icircşi accelerează viteza şi se produc frecări importante cu degajare de căldură

57

Fig416 Instalaţie de epurare gaze cu tub Vanturi

Fig 417 Tipuri de tuburi Vanturi

58

464 Separatoare cu jet O instalaţie de separare eficientă cu gabarit relativ restracircns este instalaţia

de spălare cu jet figura 418 care se mai numeşte şi injectorul spălător Ea este formată din două sau mai multe unităţi Fiecare unitate este compusă dintr-un bazin cu apă icircn interiorul căruia este montat un injector care realizează umezirea pereţilor Prin orificiul axial al injectorului pătrunde apă la o presiune de 03divide06 MPa iar din lateral printr-un orificiu dispus la 900 faţă de axa injectorului intră gazul poluat La trecerea prin injector similar ca icircn tubul Vanturi particulele solide sunt umezite şi se aglomerează Presiunea le deplasează spre bazin unde la contactul cu apa sedimentează Particulele umede care nu au constituit aglomerate sunt şi ele dirijate spre bazin unde vor sedimenta

Gazul ajuns icircn bazin icircmpreuna cu particulele fine ce nu au sedimentat este evacuat printr-o conductă racordată la partea superioară a bazinului spre injectorul următor icircn care procesul de epurare este reluat

Instalaţia poate reţine particule de pacircnă la 08 microm are dezavantajul unui consum mare de energie şi apă Cheltuielile mai pot fi reduse prin recircularea apei

Fig 418 Spălătoare cu jet

59

465 Hidrociclonul

Hidrociclonul este un aparat simplu şi eficient pentru separarea din aer a pulberilor reziduale ce apar ca urmare a operaţiilor de măcinare cernere depozitare etc Un asemenea aparat este prezentat icircn figura 419

Fig419 Hidrociclonul

Principiul de funcţionare se bazează pe turbionarea intensă a amestecului

gazos poluat la trecerea printr-o fantă icircngustă Schimbarea bruscă a direcţiei curentului de gaz la pătrunderea icircn apa din bazin ca şi forma fantei dau naştere unei mişcări centrifuge care determină o spumare intensă la suprafaţa apei icircn zona fantei Turbionarea se realizează pe seama energiei cinetice a gazului

Gazul poluat introdus sub cupola centrală este forţat de presiunea de la intrare să treacă prin apa din bazin unde datorită umeziri pierde particulele de dimensiuni mai mari iar la trecerea prin norul de spumă format la ieşire din fantă pierde şi particulele mai fine Evacuarea gazului se face prin racordul aflat la partea superioară a carcasei

Debitul de gaz este limitat atacirct superior cacirct şi inferior de pulverizarea lichidului prin fantă cu formarea spumei

60

Stabilirea debitului optim de gaz se face prin icircncercări experimentale direct pe instalaţie icircn momentul pornirii

466 Desprăfuitorul cu pulverizatoare rotative

Fig 420 Desprăfuitorul cu pulverizatoare

In acest tip de aparat gazul intra printr-un racord dispus tangenţial la partea inferioară a zonei cilindrice a carcasei (fig 420) Gazul se ridică către partea superioară ajutat şi de ventilatorul plasat la ieşire icircn racordul de evacuare a

gazului epurat Pe traseu sunt dispuse la distanţe egale pe axa aparatului discuri cu orificii care sunt alimentate cu apă printr-un racord conectat la un bazin de apă

Discurile sunt antrenate icircn mişcare de rotaţie de motoare electrice etanşate special pentru a se evita pătrunderea apei icircn interior Discurile aruncă picături fine de apă către pereţii aparatului formacircnd o pacircnză de picături fine pacircnă la peretele aparatului iar pe perete se obţine o peliculă continuă de apă

Particulele de praf sunt antrenate fie de picăturile fine din spaţiul aparatului fie de pelicula de apă de pe pereţi fiind dirijate către partea inferioară a

aparatului icircntr-un bazin Nămolul depus pe fundul acestuia este evacuat periodic iar apa limpezită poate fi reciclată Aparatul reţine particule de pană la 03divide06 microm

61

467 Separator pentru aerosoli de clorură de amoniu

Separatorul pentru aerosoli de clorură de amoniu este un aparat cu destinaţie specială care a dat rezultate bune la reţinerea aerosolilor de bioxid de sulf

Fig 421 Separator de aerosoli de clorură de amoniu

Gazul poluat intră prin racordul lateral (fig 421) şi icircntacirclneşte pelicula de apă de la baza aparatului 1 urcă apoi pe ţeava centrală 2 pe lacircngă conul cu poziţie reglabilă 3 către partea superioară Conul reglabil şi pacirclnia deflectoare 4

reglează debitul de gaz impiedicandu-1 să părăsească prea repede aparatul Icircnainte de ieşirea din aparat gazul trece printr-un separator de picături 5 şi părăseşte spaţiul prin racordul situat pe capacul aparatului

Amestecul de picături din separator este dirijat de pacirclnia 4 către peretele sferic 6 ce susţine conducta centrală şi se scurge prin ţeava laterală 7 situată la baza aparatului Aerosolii de clorură de amoniu au dimensiuni de 015divide115 microm situacircndu-se printre cei mai fini aerosoli ceea ce icirci face foarte greu de reţinut

Consumul de apă este de 05divide45 lm3 de gaz

62

47 Utilaje pentru separarea particulelor solide prin filtrare

Filtrarea este operaţia prin care gazul icircncărcat cu particule solide este trecut printr-o suprafaţă filtrantă icircn care sunt reţinute particulele de praf Suprafeţele filtrante sunt de forme şi din materiale diferite

- materiale sintetice poroase sub formă de plăci - materiale fibroase icircn strat (azbest vată din sticlă) susţinute de plase metalice - materiale granulare vărsate (nisip sau corpuri de umplutură) - materiale textile de formă tubulară 471 Filtre cu saci

La trecerea amestecului de aer şi material solid icircn formă de praf printr-o ţesătură de pacircnză cea mai mare parte a materialului solid este reţinută iar aerul cu urme de praf trece prin pacircnză In timpul funcţionării pacircnza se icircmbacirccseşte cu praf fapt care ajută la o mai bună filtrare a aerului Dacă icircn timpul funcţionării pacircnza nu este scuturată pe partea pe care pătrunde aerul se formează un strat de praf care acţionează ca un strat filtrant suplimentar Gradul de icircmbacirccsire al pacircnzelor de filtru se evaluează icircn mod obişnuit icircn gm2

In cazul icircn care pacircnza este scuturată icircn timpul funcţionării o parte din praful depus pe suprafaţă cade iar rezistenţa ţesăturii la trecerea aerului nu mai este cea iniţială După mai multe scuturări icircn timpul funcţionării pacircnza recapătă rezistenţa iniţială care depinde atacirct de felul ţesăturii cacirct şi de materialul care trebuie separat

Suprafaţa ţesăturii se eliberează mult mai bine de praf dacă afară de scuturare pacircnza este supusă unui curent de aer proaspăt care pătrunde prin ţesătură icircn sens opus celui la care lucrează la filtrare Rezistenţa pacircnzei este mai mică icircn acest caz decacirct icircn cazul unei scuturări simple Dacă scuturarea şi suflarea pacircnzelor se fac la intervale scurte 3-4 min rezistenţa poate fi considerată practic constantă icircn timp Filtrele cu saci pot fi cu pacircnze fixe cu scuturare cu scuturare şi suflare cu suflare Filtrarea aerului se face ca urmare a trecerii acestuia prin ţesătura textilă din care sunt executaţi sacii impurităţile existente icircn curentul de aer fiind reţinute de ţesătură In figura 422 este prezentat un filtru cu pacircnze xe montate icircn zig-zag pentru mărirea suprafeţei filtrante Filtrele cu pacircnze fixe se scutură normal la perioade de 8 sau 24 ore Ne fiind o suflare icircn sens invers celui cu funcţionare normală se foloseşte pacircnză subţire netedă şi fără scame Pentru a

63

proteja pacircnzele filtrului se recomandă pentru concentraţia iniţială a prafului să nu depăşească 150 gm3 In cazul concentraţiilor iniţiale mai mari se recomandă o curăţire prealabilă cu alte mijloace ca cicloane multicicloane etc Debitul normal pentru acest gen de filtre este de 40-50 m3hm2 la valori mai mari rezistenţa la trecerea aerului prin filtru creşte mult Eficienţa acestor filtre este de 98-998 pentru debitul normal de 40 m3 hm2 Aerul care pătrunde prin ne etanşeităţile din mantaua filtrului atunci cacircnd lucrează icircn depresiune pe conducta de absorbţie ajunge la 25 din volumul util Filtrele cu scuturare pot fi cu scuturare mecanică sau cu dispozitive acţionate manual

Fig 422 Filtru cu pacircnze fixe

Fig 423 Filtru cu saci cu scuturare mecanică Fig 424 Filtru cu saci cu scuturare şi

suflareUn exemplu de filtru cu pacircnză cu scuturare este cel prezentat icircn figura

423 Motorul electric 1 acţionează prin intermediul reductorului 2 cama 3 Cei patru saci 5 prin piesele lor de la partea superioară sunt legaţi rigid de tija 4

64

care este ridicată icircncet cu ajutorul camei 3 şi la o anumită poziţie este lăsată să cadă brusc icircn jos Prin căderea bruscă a tijei se produce scuturarea sacilor de praful depus icircn interior Amestecul de aer şi praf intră prin gura de intrare 6 iar aerul iese prin gura de evacuare 7

Suprafaţa de filtrare la acest utilaj este de 3 m2 Icircncărcarea maximă la acest gen de filtre este de 180 m3hmiddotm2 corespunzătoare la o rezistenţă a pacircnzei de filtrare de (08-1)middot103 Nm2 La icircncărcări mai mari de 180 m3hmiddotm2 se observă străpungeri locale care reduc mult eficacitatea

Frecvenţa scuturării la acest gen de filtre este icircn funcţie de concentraţia amestecului variind de la 1 la 15 scuturări pe minut

Dimensiunile uzuale pentru saci sunt diametre de la 120 mm la 200 mm şi icircnălţimea de la 1500 pacircnă la 3000 mm Unii proiectanţi adoptă pentru saci forma tronconică admiţacircnd ca această variantă asigură o scuturare mai eficientă

Icircn industrie sunt folosite adesea filtre cu scuturare şi suflare (fig424) Acesta se compune dintr-o cutie metalică 3 fixată pe cadrul metalic 16 Cutia este icircmpărţită icircn mai multe compartimente icircn interiorul cărora sunt fixaţi sacii 4 executaţi din ţesătură din lacircnă de calitate superioară Partea inferioară a sacilor este fixată la capacul care desparte buncărul 2 de cutia propriu zisă iar partea superioară la suportul 5 Icircn timpul funcţionării o cameră se află icircn regim de scuturare iar cealaltă icircn regim de filtrare fiecare cameră trecacircnd pe racircnd icircn regim de scuturare Icircn regim de filtrare aerul pătrunde icircn filtru prin conducta 1 şi trece prin buncărul 2 icircn interiorul sacilor 4 Particulele de material sunt reţinute de ţesătura sacilor iar aerul care iese din saci este aspirat prin conducta 10 icircn colectorul de aer filtrat 12 Icircn acest timp clapeta 14 este deschisă iar clapeta 13 este icircnchisă

Pentru scuturare cama 9 fixată pe axul 8 antrenată icircn mişcare de rotaţie roteşte periodic pacircrghia 7 care ridică si coboară tija 6 a suportului 5 scuturacircnd astfel sacii Icircn acest timp clapeta 14 este icircnchisă iar clapeta 13 deschisă Aceasta permite ca prin conducta 11 să se sufle icircn interiorul camerei aer curat pentru curăţare care pătrunde icircn saci din exterior spre interior Scuturarea sacilor icircmpreună cu curăţirea lor cu aer fac ca particulele de material să se desprindă de ţesătură şi să cadă icircn buncărul 2 de unde sunt evacuate cu ajutorul transportorului elicoidal 15 Pentru a se putea urmări funcţionarea filtrului la partea sa superioară se află pasarela 17

Icircncărcarea acestor filtre este de 150-180 m3hmiddotm2 Pierderea de presiune variază mult icircn funcţie de tipul pacircnzei folosite

65

Fig425 Instalaţie cu filtru cu scuturare

In figura 425 este reprezentată schematic o instalaţie cu filtru cu suflare icircn sens opus celui cu funcţionare normală Spre deosebire de filtrul din figura 424 icircn timpul suflării nu se produce scuturarea sacilor Din desen se vede că este vorba de o instalaţie icircn vacuum Pompa 1 produce depresiunea necesară icircn instalaţie Aerul pătrunde icircn sistem prin obturatorul 2 iar materialul pulverulent din buncărul 3 cade icircn curentul de aer la deschiderea sertarului 4 Materialul solid este antrenat prin conducta 6 icircn buncărul 7 unde particule mari se depun iar praful fin icircmpreună cu aerul ajunge la pacircnza de filtru 8

48 Utilaje pentru separarea particulelor solide prin procedee electrice

481 Filtrele electrostatice Acestea sunt probabil cele mai potrivite pentru reţinerea prafului

utilizate atacirct pentru particule micrometrice cacirct şi pentru cele mai mari atacirct la presiuni umidităţi şi temperaturi scăzute cacirct şi ia valori ridicate ale acestora

Căderea de presiune pe traseul gazelor de ardere este neglijabilă astfel icircncacirct cheltuielile de energie sunt reduse la minimum

Principiul de funcţionare a filtrului electrostatic este arătat icircn fig 426 Este un aparat care utilizează forţa electrostatică pentru a reţine particulele solide sau lichide din gazele de ardere Gazele trec printr-un cacircmp electric intens creat icircntre electrozi de polarităţi opuse Electrozii de descărcare numiţi aşa din cauza descărcării datorate aplicării unei tensiuni icircnalte icircncarcă particulele cu sarcină negativă Aceste particule sunt apoi atrase de electrozii de colectare care sunt icircncărcaţi pozitiv Particulele formează astfel un strat pe electrozii colectori (pozitivi) care este eliminat printr-un sistem de scuturare mecanică şi colectat relativ uşor

66

Icircn filtrele umede particulele de praf sau picăturile de lichid formează un strat fluid care se scurge prin gravitaţie icircntr-o pacirclnie de evacuare (fig 427)

Dintre caracteristicile care le recomandă mai amintim reţin cantităţi de pacircnă la 1 mgm3 N pierderea de presiune pe traseul gazelor de ardere este maximum 250 Nm2 au o toleranţă considerabilă la fluctuaţiile de funcţionare praful este reţinut icircn starea sa originală construcţie robustă şi durată mare icircn exploatare efectele abrazive sunt moderate cer un personal de exploatare minim Pentru reducerea energiei electrice consumate şi creşterea eficienţei de

67

filtrare unele firme au adus icircmbunătăţiri modelului clasic prin utilizarea de aparate care produc energie pulsatorie Se reduce astfel energia electrică de 6 - 9 ori

Fig 428 Principiul desprăfuirii electrice

482 Filtre electrice Filtrele electrice se utilizează numai pentru purificare suplimentară cacircnd anumite cerinţe de protecţie a mediului o impun Principiul desprăfuirii electrice este indicat icircn figura 428 Catodul 1 format dintr-un fir metalic se găseşte icircn interiorul tubului 2 care formează anodul Curentul de aer pătrunde prin

ştuţul 3 şi iese prin ştuţul 4 Trecacircnd prin cacircmpul electric format icircntre catodul 1 şi anodul 2 gazul se ionizează Primii ioni care au luat naştere icircntacirclnesc la racircndul lor alte molecule de gaz pe care le ionizează astfel că icircn mod progresiv gazul capătă un grad ridicat de ionizare Particulele solide icircntacirclnind icircn calea lor ioni se ionizează şi sunt atrase la anod dacă particula este icircncărcată negativ In practică se icircntacircmplă acest lucru atunci cacircnd se produc descărcări electrice printr-un fir metalic de diametru mic adus la o sarcină negativă ridicată Raza tuburilor anodice se alege icircntre 75 mm şi 150 mm iar diametrul firelor catodice se alege de 2 mm pentru gaze inerte şi 4 mm pentru gaze acide Timpul de trecere a gazului prin filtru este de 2-35 secunde După forma electrozilor aparatele industriale de purificare electrică a gazelor pot fi filtre tubulare şi filtre cu plăci Filtrele electrice tubulare folosesc ca electrod de depunere tuburi verticale cu secţiune circulară pătrată sau hexagonală cu diametrul de 150 ndash 300 mm icircn interiorul cărora de-alungul axei sunt icircntinse sacircrme conductoare cu diametrul de 15-2 mm constituind electrozii de ionizare Tuburile au lungimi de 3-4 m şi sunt străbătute de gaz icircn paralel (fig 429) Aerul impurificat pătrunde icircn filtru prin conducta 1 trece prin tuburile de depunere 2 icircn care se găsesc electrozii de ionizare 3 particulele icircn suspensie se depun pe suprafaţa interioară a tuburilor iar aerul purificat părăseşte aparatul prin conducta 4 Filtrele conductoare sunt fixate de un cadru 5 care se sprijină pe izolatorii 6 Filtrul mai este prevăzut cu un dispozitiv de lovire 7 pentru scuturarea electrozilor Praful rezultat din separare este colectat icircn fundul conic 8 al

68

Fig 430 Filtre electrice cu plăci

Fig429 Filtru electric tubular aparatului de unde se evacuează Circulaţia aerului se face de sus icircn jos ceea ce face ca acesta să ajungă la izolatoare deja purificat evitacircndu-se astfel murdărirea lor Montarea perfect centrată a conductorilor icircn interiorul tuburilor este dificilă şi există posibilitatea deplasării lor Filtrele electrice cu plăci (fig430) pot funcţiona icircn poziţie verticală sau orizontală lungimea plăcilor care constituie electrozii de depunere fiind de 3-55m Plăcile sunt construite din tablă dreaptă sau ondulată din plase de sacircrmă sau grătare iar electrozii de ionizare sunt conductori suspendaţi icircntre plăci Aerul impurificat intră prin ştuţul 1 şi este forţat de pereţii despărţitori 2 să parcurgă spaţiul dintre plăcile 3 şi conductorii de ionizare 4 de jos icircn sus avacircnd loc separarea prafului Aerul purificat iese din filtru prin racordul 5 iar praful se colectează icircn partea inferioară conică a aparatului

Filtrele cu plăci spre deosebire de cele tubulare nu pun probleme deosebite icircn ceea ce priveşte montajul şi de asemenea scuturarea lor se face mai comod Insă datorită eficacităţii mai mari a cacircmpului electric şi a repartiţiei mai bune a gazului icircn filtrele electrice tubulare se ating grade mai mari de purificare şi debite mai mari ale gazului ceea ce le recomandă icircn cazurile cacircnd este

69

necesară o separare icircnaintată sau cacircnd electrozii nu trebuie scuturaţi In unele aparate electrice separarea are loc icircn două stadii distincte Astfel

icircntr-un prim stadiu se produce ionizarea icircntre doi electrozi (tub şi fir) icircntre care există un cacircmp ne uniform (diferenţa de potenţial 13 000 volţi) după care icircn al doilea stadiu are loc migrarea particulelor către suprafaţa de colectare icircntr-un cacircmp electric uniform creat icircntre două plăci paralele cu diferenţă de potenţial de 6 000 volţi Aceste separatoare au eficienţă mai mare si sunt foarte compacte

49 Aparate de curăţire prin spălare O altă categorie de aparate sunt turnurile de spălare cu sau fără

umplutură spălătoarele centrifuge spălătoarele mecanice şi separatoarele cu spumă Turnurile de spălare sunt aparate cilindrice verticale prevăzute cu

umplutură sau goale icircn interior icircn care are loc curgerea icircn contracurent a aerului şi lichidului de spălare

Fig 431 Turn de spălare cu umplutură

Fig 432 Spălător centrifugal cu film de lichid

Fig 433 Spălător centrifugal cu lichid pulverizat

In figura 431 este prezentat un turn de spălare cu umplutură icircn care lichidul stropit curge de sus icircn jos iar aerul impurificat trimis sub grătarul pe care se află aşezată umplutura circulă de jos icircn sus şi iese pe la partea superioară a aparatului Eficacitatea acestor turnuri este cuprinsă icircntre 75 şi 85 pe cacircnd la turnurile goale este ceva mai redusă 60-75

Spălătoarele centrifugale pot fi cu film de lichid sau cu lichid pulverizat şi se caracterizează prin faptul că intrarea aerului se face tangenţial astfel icircncacirct datorită forţei centrifuge amestecul gaz - solid se deplasează icircn aparat după o spirală In primul caz (fig432) lichidul este stropit pe pereţii aparatului prin nişte duze şi se prelinge sub formă de peliculă Particulele solide care vin icircn 70

contact cu acest film de lichid sunt reţinute şi curg odată cu el la partea inferioară a aparatului In cazul spălătorului din figura 433 lichidul este introdus printr-o conductă centrală prevăzută cu orificii de unde este fin pulverizat icircn aparat Particulele de praf din aerul impurificat introdus tangenţial icircntacirclnind aceste picături se separă şi cad la partea inferioară a spălătorului iar aerul purificat iese pe la partea superioară

Eficacitatea acestor turnuri de spălare este de 85-87 dar ca şi icircn cazul cicloanelor cu cacirct diametrul aparatului este mai mic cu atacirct eficacitatea lui este mai mare ajungacircnd pacircnă la 98

Spălătoarele mecanice asigură realizarea unui contact cacirct mai bun icircntre gaz şi lichid prin mişcarea unor elemente mobile Dezintegratorul din figura 434 constă dintr-o carcasă metalică sub formă de melc 1 icircn care se roteşte axul orizontal 2 prevăzut cu două conuri de tablă perforată 3 şi un disc 4 Pe acest disc sunt fixate tijele orizontale 5 dispuse pe 3-4 cercuri concentrice intercalate

icircntre cercurile alcătuite din tijele 6 ale statorului La periferia discului sunt montate paletele 7 care servesc la spălarea şi separarea aerului de apă şi paletele de ventilator 8 necesare transportului aerului prin aparat Apa de spălare

Fig 434 Dezintegrator

71

introdusă prin conductele 9 este fin pulverizată prin orificiile conurilor 3 şi se amestecă cu gazul brut introdus icircn centrul aparatului Amestecul trece prin sistemul de tije 5 şi 6 icircmbunătăţindu-se astfel contactul icircntre aer şi lichid Apa cu particulele solide antrenate se colectează datorită forţei centrifuge icircn canalul 10 iar aerul purificat este evacuat prin paletele ventilatorului prin canalul 11

Capacitatea de prelucrare a dezintegratoarelor este de 50-60 m3min consumul de energie pentru 1000 m3 de aer fiind de 5-6 kWh Aceste separatoare sunt complicate din punct de vedere constructiv şi lucrează la temperaturi de maximum 60oC se folosesc mai ales icircn industria metalurgică pentru purificarea gazului de furnal

Fig 435 Separator cu spumă

Separatoarele cu spumă se bazează pe faptul că suprafaţa mare de contact oferită de spume icircntre faza gazoasă şi lichidă permite reţinerea suspensiilor solide dintr-un gaz Aparatul din figura 435 constă dintr-un recipient 1 icircn care se găseşte un grătar orizontal 2 Lichidul de spălare de pe grătar al cărui nivel este menţinut de pragul deversor 3 este adus icircn stare de spumă de către gazul brut trimis sub grătar prin orificiile acestuia Spuma se deplasează continuu pe grătar cu particulele dispersate reţinute iar o parte din lichid icircmpreună cu particulele mai mari se scurge prin orificii In aceste separatoare viteza aerului este de 13-3 ms iar icircnălţimea stratului de spumă este cuprins icircntre 40 şi 100 mm Au o eficacitate bună pentru particule cu dimensiune minimă 5 microm

Filtre umede

Fig 436 Filtru cu apă

Folosirea unui lichid pentru reţinerea unor particule fine existente icircntr-un gaz reprezintă o metodă eficientă de separare care conduce la obţinerea unui gaz cu puritate icircnaltă Ca agent de spălare se foloseşte icircn general apa care este adusă icircn contact cu gazul impurificat sub formă de peliculă sau stropi fini Contactul cacirct mai bun icircntre gazul impurificat şi lichidul de spălare se realizează prin diferite variante constructive ale aparatelor pentru separare

72

umedă Cel mai simplu aparat utilizat pentru purificarea umedă a aerului la ieşirea din instalaţia de transport pneumatic este filtrul umed din figura 436 care constă dintr-un recipient cilindric vertical umplut parţial cu apă şi o conductă verticală deschisă la partea inferioară coboracirctă sub nivelul apei 1 Aerul cu praf introdus prin conducta 1 trece prin apă impurităţile sunt reţinute icircn apă şi sunt eliminate sub formă de noroi prin gura de evacuare 2 Aerul curăţat iese din filtru prin conducta 4 Pentru a se evita antrenarea particulelor de apă de către aer la suprafaţa apei este montată o plasă de sacircrmă 3 Diametrul filtrului se adoptă astfel icircncacirct viteza aerului prin filtru să fie lt 03 ms

410 Purificarea sonică a gazelor

Separarea sistemelor gazoase eterogene prin procedee sonice se bazează pe proprietatea particulelor solide sau lichide de a se aglomera datorită vitezelor diferite pe care acestea le capătă sub influenţa undelor sonore Particulele astfel aglomerate pot fi apoi separate icircntr-un ciclon Pe cale sonică se pot separa particule cu dimensiuni sub 10 microm frecvenţa undelor folosite fiind de 1-100 kHz Timpul necesar aglomerării este de cacircteva secunde şi icircntrucacirct turbulenţa intensifică procesul viteza gazului prin aparat trebuie sa fie de aproximativ1ms O instalaţie de purificare sonică constă dintr-un generator de unde plasat icircntr-un turn de aglomerare şi dintr-un ciclon separator

Fig 437 Generatoare de unde sonore

Generatoarele de unde sonore pot fi de diferite tipuri constructive icircn scopul separării fiind utile numai cele care furnizează puteri acustice suficiente Dintre acestea fac parte generatoarele cu jet (fig 437 a) alcătuite dintr-o duză 1 din care aerul iese cu viteză mare ajungacircnd icircn camera de rezonanţă 2 sau generatoare cu vacircrtej (fig 437 b) icircn care aerul introdus tangenţial icircntr-un tub cilindric produce zgomote puternice Acestea au capacităţi mici de prelucrare (10-20 m3h) şi frecvenţe de 6-65 Hz

73

In vederea curăţirii aerului de particulele de apă sau alte lichide se utilizează instalaţia prezentată icircn figura 438 Aerul impurificat introdus prin conducta 1 străbate turnul de coagulare 2 icircn care generatorul sonic 3 creează cacircmpul sonic necesar separării după care părăseşte aparatul intracircnd icircn ciclonul 4 Aerul purificat iese prin conducta 5 iar picăturile de apă sau alte lichide ies prin conductele 6 şi 7 Instalaţia mai este prevăzută cu un compresor de aer 8 pentru acţionarea generatorului sonic şi cu duzele 9 pentru umezirea aerului brut Eficienţa separatoarelor sonice este destul de ridicată au un cost ridicat al exploatării dar pentru aceeaşi capacitate

investiţiile sunt mult mai reduse decacirct la filtrele electrice

Fig 438 Instalaţie pentru purificare sonică a gazelor

411 Procedee de reducere a oxizilor de azot din gazele de ardere

Oxizii de azot din gazele de ardere se formează datorită combustiei cu un

exces de aer Cantitatea cea mai mare o constituie monoxidul de azot (NO) şi bioxidul de azot (NO2) Cantitatea de monoxid de azot formată creşte o dată cu temperatura pe cacircnd cea de bioxid de azot scade

Monoxidul de azot se oxidează icircn atmosferă devenind bioxid de azot Acesta la racircndul său icircmpreună cu apa poate forma acidul azotic contribuind astfel la creşterea acidităţii atmosferei şi respectiv a solului

O moleculă de bioxid de azot disociază sub influenţa radiaţiilor ultraviolete icircntr-o moleculă de monoxid de azot şi un oxigen radical Moleculele icircn mod normal reacţionează din nou formacircnd NO2 iar dacă acest echilibru este stricat va exista oxigen radical icircn exces Oxigenul radical poate reacţiona cu o moleculă de oxigen formacircndu-se ozon icircn acest fel oxidarea fotochimică rezultată favorizează formarea smogului

Molecula de ozon formată este foarte stabilă cu o durată de viaţă de peste 100 de ani ceea ce icircnseamnă că va ajunge icircn stratosfera unde va contribui la creşterea efectului de seră

74

Pentru evitarea eliminării oxizilor de azot icircn atmosferă există două soluţii diferite icircmpiedicarea formării acestora şi reducerea celor deja formaţi

Există cacircteva tehnici pentru icircmpiedicarea formării de NOx icircn cantităţi mari toate avacircnd ca principiu arderea cu coeficienţi de exces de aer foarte scăzuţi Ele se numesc arzătoare de NOx scăzut

Una dintre metode constă icircn montarea arzătoarelor icircn colţurile focarelor astfel icircncacirct aerul secundar de ardere şi combustibilul să nu fie conţinute icircn acelaşi jet Jeturile de combustibil se icircntacirclnesc tangenţial icircn centru focarului formacircnd o zonă de ardere circulară (fig439)

Tratarea oxizilor de azot din gazele de ardere poate fi efectuată prin mai

multe metode care pot fi grupate icircn două mari categorii uscată şi umedă Dintre procedeele uscate cele mai importante sunt cele cu reducere

catalitică selectivă şi cu reducere necatalitică selectivă

75

poluante din atmosferă se găsesc sub următoarele faze gaze particule solide şi lichide aerosoli Poluanţii atmosferici se găsesc icircn atmosferă icircn principal fie din arderea combustibililor trafic industrie agricultură fie ca rezultat al unor fenomene naturale omul şi animalele plantele solul materii organice icircn descompunere vulcanii surse radioactive descărcări electrice furtuni de praf nisip

Substanţele eliminate icircn atmosferă pot avea un efect poluator direct sau prin combinarea lor cu alte substanţe icircn atmosferă pot avea un efect poluator indirect

411 Surse de poluare a atmosferei In cazul localităţilor urbane care au platforme industriale unii din

principalii poluanţi ai atmosferei se regăsesc icircn gazele de ardere sau vaporii evacuaţi icircn atmosferă ce au rezultat din diverse procese tehnologice

Există două tipuri de noxe icircn gazele de ardere şi anume praful şi substanţele gazoase

Praful sau cenuşa aflate icircn atmosferă icircn suspensie poate conţine combustibili ne arşi cacirct şi reactanţi proveniţi de la instalaţiile de desulfurare şi reducere a oxizilor de azot

Particulele ce compun praful pot fi clasificate astfel - după mărime vizibile cu ochiul liber (granule picături pulberi de

cărbune nisip calcinat) - vizibile cu microscopul optic pulberi ceaţă cenuşă - vizibile cu microscopul electronic fum impurităţi - după starea de agregare - solide sub forma de pulberi - lichide sub forma de suspensii Substanţele gazoase cele mai importante care trebuie eliminate din gazele

de ardere sunt dioxidul de sulf oxizii de azot şi icircn cantităţi mai reduse acidul clorhidric şi fluorhidric

In industrie aceste substanţe se găsesc icircn combinaţii ca urmare a - operaţiilor de măcinare cernere amestecare unde aceste substanţe intră

icircn contact cu gazele - proceselor de ardere prăjire unde are loc amestecul icircntre solid şi unul

sau două gaze şi se formează fum - operaţiilor de condensare cu formare de ceaţă Unii din aceşti componenţi pot fi recuperaţi şi refolosiţi ca spre exemplu

45











46







a

p

vv

Lhle


(41)




47



cupdE sepicircn d







48

1400lesdot

=ν

echae

dvR (42)


( ) hnh

hnbhbh

dech 21

22 2asymp

+sdot

asymp+sdot

= (43)

49





50

Fig 45 Ciclon


51

452 Multicicloane







52






53






54






55






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75











46







a

p

vv

Lhle


(41)




47



cupdE sepicircn d







48

1400lesdot

=ν

echae

dvR (42)


( ) hnh

hnbhbh

dech 21

22 2asymp

+sdot

asymp+sdot

= (43)

49





50

Fig 45 Ciclon


51

452 Multicicloane







52






53






54






55






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75







a

p

vv

Lhle


(41)




47



cupdE sepicircn d







48

1400lesdot

=ν

echae

dvR (42)


( ) hnh

hnbhbh

dech 21

22 2asymp

+sdot

asymp+sdot

= (43)

49





50

Fig 45 Ciclon


51

452 Multicicloane







52






53






54






55






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75



cupdE sepicircn d







48

1400lesdot

=ν

echae

dvR (42)


( ) hnh

hnbhbh

dech 21

22 2asymp

+sdot

asymp+sdot

= (43)

49





50

Fig 45 Ciclon


51

452 Multicicloane







52






53






54






55






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75

1400lesdot

=ν

echae

dvR (42)


( ) hnh

hnbhbh

dech 21

22 2asymp

+sdot

asymp+sdot

= (43)

49





50

Fig 45 Ciclon


51

452 Multicicloane







52






53






54






55






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75





50

Fig 45 Ciclon


51

452 Multicicloane







52






53






54






55






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75

Fig 45 Ciclon


51

452 Multicicloane







52






53






54






55






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75

452 Multicicloane







52






53






54






55






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75






53






54






55






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75






54






55






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75






55






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75






56










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75










57



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75



58






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75






59

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75

465 Hidrociclonul







60









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75









61








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75








62







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75







63






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75






64








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75








65








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75








66



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75



67





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75





68




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75




69
















71





Filtre umede



72






73










74







75
















71





Filtre umede



72






73










74







75





Filtre umede



72






73










74







75






73










74







75










74







75







75

4. PROTECŢIA ATMOSFEREI - omg.ugal.ro mediului/4... · termometre cu relee; - poluarea sonoră,...

Documents

Transcript of 4. PROTECŢIA ATMOSFEREI - omg.ugal.ro mediului/4... · termometre cu relee; - poluarea sonoră,...