Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Гутман [328] описал очень хорошо продуманное устройство для улаївливання пыли с внутренним обогревом и с тканевыми фильтрами из стекловолокна или хлопка. Устройство может работать при очень высоких концентрациях пыли и дыма. Оно же применяется и для очистки газов с низкой концентрацией примесей, поскольку в нем предусмотрена !возможность замены фильтров на бумажные фильтровальные гильзы.
Ранее в устройствах для улавливания пыли применяли лабораторную фильтровальную бумагу, однако она не эффективна при улавливании тонкодисперсных аэрозолей с су бм икрон ным,и частицами. В последние годы было показано, что листы с асбестовой подложкой обладают практически 100%-ной эффективностью. Столь же эффективны глубокие стеклотканевые фильтры с неплотной набивкой.
Фильтр БАИУ (см. рис. ІІ-15) обычно заполняется двумя слоями стекловолокна: один слой из сверхтонкого волокна (диаметр нитки I—4 мкм) толщиной около 6 M1M, за которым следует подушка толщиной 38 мм из более грубого стекловолокна (диаметр нитей 6 мкм).
Для работы при более высоких температурах применяют кварцевые или алюмосиликатные волокна; температурный предел их использования определяется температурным пределом металлического стакана. Для улавливания частиц из мартеновских газов при температурах до 350 °С с успехом 'применяли стеклянные стаканы с фильтрами из кварцевых волокон. Кварцевые волокна химиче-
87
ски стойки по отношению практически ко всем соединениям за исключением плавиковой кислоты, и это облегчает вымывание из фильтра уловленного материала.
Другим методом извлечения уловленных материалов является применение растворимых фильтров. Поскольку почти все газы содержат воду, рекомендуется в случае отсутствия паров органических веществ использовать для фильтров материалы, растворимые только в органических растворителях. Например [43], подушка из тетрахлорнафталина улавливает частицы размером 2 мкм, она нерастворима в воде, но растворяется в бензоле и, кроме того, может возгоняться. Подушка может быть изготовлена путем конденсации слоя тетрахлорнафталина на бумагу либо его растворения в эфире с последующим осаждением этанолом и фильтрацией осадка через медную сетку.
При отборе проб аэрозолей широко применяют мембранные фильтры [147], изготавливаемые многими фирмами в США и европейских странах (например, Миллипор Филтер Корп. [573], Джел-мен Инструменте Ко. [295], Саториус Мембранфильтер [722]).
Отверстия мембранных фильтров весьма однородны по размерам и лежат в пределах от 0,01 до 8 мкм. Наиболее распространенные фильтры, применяемые для фильтрования аэрозолей, имеют поры размером 0,8±0,05 мим, но широко используются и фильтры с порами 0,65±0,03 мкм и 0,45±0,02 мкм. Следовательно, при пылеулавливании мембранные фильтры действуют скорее как сита. К тому же, их эффективность состаївляет 100% при улавливании частиц, размеры которых больше диаметра ,пор.
Большинство мембранных фильтров изготовлено из целлюлозных материалов, и задержанные частицы остаются на поверхности фильтра. Они могут быть подсчитаны с помощью микроскопа в падающем свете. Если фильтр сделан прозрачным (путем пропитки оптическим маслом), можно воспользоваться и проходящим светом. Материал, из которого изготовлен фильтр, растворяется в подходящих органических растворителях (эфиры — яапример, в этилацетате; кетоны — в ацетоне, метаноле, пиридине и др.), поэтому частицы легко и быстро извлекаются. Мембранные фильтры изготавливают также из термостойких материалов, кислотостойких эпоксидных смол или поливинилхлорида, стойкого в среде некоторых ограничеоких растворителей. Фильтры могут применяться также для идентификации специфических материалов методом цветного пятна. Обычно эти тесты проводят на аммиак, кальций, галоиды, свинец, сульфат- и нитрат-ионы. Шпуни и Лодж [795] исследовали фильтрацию аэрозолей с помощью электронной микроскопии; Баум и Рисс [63] и Фридрихе [282] описали многоступенчатый фильтр для последовательного отбора проб.
Электростатические фильтры обычно не применяются для отбора проб из газоходов, хотя существует ряд моделей для отбора проб из атмосферы. Из-за малых скоростей потока, необходимых для работы этих фильтров, потребовалась бы установка неосу*
88
Рис. II-17. Головка термоосадителя для отбора сверхмелкой пыли [153|.
щеетВ'ймо крупных размеров для отбора относительно больших объемов, отбираемых из газоходов. Более того, необходимое высоковольтное оборудование, работающее от источника постоянного тока, достаточно громоздко и транспортирование ее затруднено.
При выборе улавливающего оборудования необходимо учитывать последующую обработку материала. Если требуется определить только его общее количество, можно применять практически любой из приведенных выше методов, поскольку улавливающее устройство можно взвесить до и после отбора пробы, и вычислить чистую массу образца. Если образец должен далее подвергнуться химическому анализу, его необходимо собрать с фильтра, либо смывая, либо используя растворитель в качестве фильтрующей среды. Возможно, требуется определить гранулометрический состав частиц, тогда решение проблемы связано с значительными техническими затруднениями. Если для определения размеров частиц будет использован метод жидкостной седиментации, или декантации, тогда фильтр можно промывать седиментационной жидкостью. Однако как для ,воздушной, так и для жидкостной классификации и седиментации основным остается вопрос о сохранении размеров частиц и аграмератов такими, какими они были в газовом потоке.
