Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
378
рис. VIII-22. Двухступенчатые фильтры с фильтрующими слоями из стекловолокна, хлопка и асбеста [584].
также тщательно очищаться. Эти вопросы подробно рассмотрены Уайтом и Смитом [935] и Кайльхольцем и Бэттлом [430].
Фильтры для радиоактивных изотопов должны соответствовать следующим требованиям:
эффективность улавливания около 99,99% для частиц размером менее 1 мкм, так как радиоактивные частицы в основном имеют размеры 0,2—
0,7 мкм;
низкое сопротивление начальному расходу газов;
минимальные потребности в обслуживании в ходе эксплуатации; срок службы, измеряемый годами; высокая огнестойкость; герметизация материалов, которые ие требуют вторичного удаления.
Оборудование принято оценивать по эффективности улавливания радиоактивных частиц с помощью коэффициента очистки-(к.о.), а не через показатель эффективности, причем к.о.—1/(1— эффективность). К-о., равный 10, эквивалентен эффективности улавливания 90%, в то время как к. о., равный 1000, соответствует эффективности 99,9%. При очистке отходящих газов из реакторов значения к. о. должны достигать IO6.
Для очистки воздуха, входящего в здания, были разработаны волокнистые фильтры со стеклянными волокнами из эспарто и асбестовыми волокнами (они будут рассмотрены далее на стр. 390). Для очистки реакторных газов используются толстые слои асбестовых и стеклянных волокон, обеспечивающие наличие многочисленных поверхностей для инерционного столкновения и диффузии.
На начальной стадии разработки процессов очистки Управление по атомной энергии Великобритании предложило использовать гильзы диаметром 330 мм и длиной 1,4 м, наполненные смесью асбестовых и шерстяных волокон, каждая из гильз имеет пропускную способность 60 м3/ч при перепаде давления 250 Па и эффективность 99,99% по пробе метиленовой синью. Вследствие низкой пропускной способности были разработаны двухступенчатые фильтры (рис. VIII-22), наполненные хлопком и асбестом, со стекловолокнистым фильтром предочистки; пропускная способность такой системы 350 м3/ч.
37»
Лотон
¦боідута
Рис. VIII-23. Фильтр для радиоактивных выбросов из тех- /J Ёоздух нологических сосудов [91].
А
й
Позже была разработана трехступенчатая установка, включаю щая стекловолокнистый фильтр предочистки й два абсолютных стекловолокнистых фильтра с пропускной способность: 1700 м3/ч при общем перепаде давления 675 Па. Такая модель обладала эффективностью улавливания 99,997% по метиленовой .сини и занимала площадь, равную 0,6 м2 [684].
В практике США применяются стекловолокнистые фильтры с глубоким фильтрующим слоем; коэффициент очистки (к. о.) таки: фильтров может быть рассчитан по следующему эмпирическом; уравнению [90]:
к.о = СХ0р|и® (VI11.19)
где С — постоянная; L — глубина фильтрующего слоя, мм; рг — плотность волокнистого слоя, кг/м3; Us — поверхностная скорость, м/с; fl, & и с — постоянные^ ‘ значения которых приведены в табл. VIII-8.
Широкое применение нашли два типа многослойных фильтров с, глубоким фильтрующим слоем — один для очистки выбросов Bj атмосферу из технологических аппаратов, другой — для очистки^ отходящего воздуха систем вентиляции. Первый из нил (рис. VIII-23) был спроектирован производительностью 400 м3/ч и] рассчитан на эффективность 99,99% при перепаде давления 1 кПа.| Проектные данные приведены в табл. VIII-9.
В реальных условиях работы эффективность очистки превышай /ia 99,9% и, вероятно, составляла величину, близкую к прогнози^ руемой 99,99% [91].
Фильтр системы вентиляции воздуха включал фильтрующий слой толщиной 2,1 м, состоящий из неплотно набитых волокон
ТАБЛИЦА VIII-8
Эмпирические постоянные для расчета коэффициентов очистки для стекловолокнистых фильтров [91]
Тип волокон Размер волокна, мкм с а ь с —*
AA 1,3 2,69 0,9 1,0 —0,2
в 2,5 — — —0,25
55 15 0,0131 0,9 1,1 —0,4
115К 30 0,0145 0,9 0,9 -0,4
450 115 — — —0,5
380
І
ТАБЛИЦА VIII-9
Эффективность улавливания стекловолокнистым фильтром радиоактивных газообразных выбросов [9/]
Слой Тип волокон Размер волокна, мкм Плотность набивки, кг/мЗ Глубина слоя, MM Ар. к1 Ia Возможная эффективность, %
Нижний 115К 30 24 304 25 39
Второй I15K 30 48 254 60 53
Третий 115К 30 96 508 335 93
Верхний AA 1,3 19,2 25 550 99,9
1091 970 99,9
класса 115К, и две последовательно установленные секции толщиной 12 мм каждая из волокон классов В и AA, соответственно (рис. VIII-24). По прогнозам эффективность этой установки должна быть 99,9%. Экспериментальные замеры уровня радиоактивности показали, что эффективность установки 99,84%.
Доктором Силверманом была разработана модель, именуемая «гарвардской диффузионной панелью» [769]. Это устройство включало два фильтра из стеклянной бумаги, опирающиеся на решетку из просечно-вытяжной стали и разделенных ячеистой конструкцией из огнеупорного материала. Пространства ячеистой конструкции были заполнены адсорбентом (например, посеребренный силикагель или активированный уголь). Такое сочетание материалов оказалось весьма эффективным при удалении частиц и обеспечило эффективность, превышающую 99,999%, что эквивалентно утечке, равной IO-4. При удалении радиоактивных паров иода силикагель продемонстрировал эффективность 99,82%, а активированный уголь 95%, в то время как фильтр, не заполненный адсорбентом, всего лишь 22 %.
