logo
Старк-Пылеулавливание_учебник-ВЕСЬ-копия

§ 1. Обеспыливание отходящих газов в огнеупорных цехах

Запыленные газы выделяются в огнеупорных цехах при обжиге огнеупорного сырья и огнеупорных изделий, а также при сушке огнеупорных материалов. Наибольшее количество пыли выделяется при обжиге огнеупорного сырья - шамота, доломита, магнезита, извести. Обжиг ведут в основном во вращающихся и шахтных печах, реже в вагранках. Некоторые данные по процессам обжига различных материалов в печах разного типа приведены в табл. 31.1.

Таблица 31.1. Основные характеристики процессов обжига огнеупорного сырья при температуре сгорания 600—800 °С

Характеристики

Глина(на шамот)

Доломит

Магнезит

Известь

вращаю-

щиеся

печи

шахт-

ные

печи

вращаю-

щиеся

печи

шахтные

печи

вращаю-

щиеся

печи

шахтные печи

вращаю-щиеся

печи

шахтные печи

Расход условного топлива, кг/т

110-140

90

435-450

350

450-500

450-500

250

600-800

Выход продуктов сгорания, г/м3

2-2,5

1,2

4,8-5,0

3,5

7(16)

7(16)

3

3,3-3,5

Влагосодержание продуктов сгорания, г/м3

73

73

63

63

60

60

70

70

Удельный выход ,кг/т пыли

35-200

35-200

170-400

170-400

70(160-200)

70(160-200)

42,3-84,6

42,3-84,6

сернистого газа

0,9-7,5

0,9-75

_

_

_

_

_

_

оксидов азота

0,72

0,72

3,7-4,2

3,7-4,2

4,5-6,0

4,5-6,0

2,1-2,4

2,1-2,4

Концентрация в газах, г/м3 пыли

15-85

<60

40-70

40-70

8

10,0(10-12)

12,1-24,2

12,1-24,2

сернистого ангидрида

0,4-3,5

0,4-3,5

-

-

-

-

-

-

оксидов азота

0,3

0,3

0,7-0,24

0,7-0,24

0,7-1,0(0,1)

0,7-1,0(0,1)

0,6-0,7

0,6-0,7

Продолжение таблицы 31.1

Характеристики

Глина(на шамот)

Доломит

Магнезит

Известь

вращаю-

щиеся

печи

шахтные печи

вращаю-щиеся печи

шахтные печи

вращаю-щиеся печи

шахтные печи

вращаю-щиеся печи

шахтные печи

Содержание частиц пыли, %, размером, мкм

<0,5

6

6

-

-

-

-

-

-

05-10

7

7

13,5

5

19

-

-

-

10-20

12

12

18,5

18

30

13

3

3

20-40

20

20

29

42

28

27

21

21

40-60

20

20

19

19

10

17

-

-

60-80

15

15

20

8

6

10

76

76

›80

20

20

20

8

7

33

-

-

Средне медианный диаметр dm, мкм

40

40

32

32

22

46

57

57

Стандартное отклонение σч

3,3

3,3

2,8

1,9

2,3

2,1

3,7

3,7

Удельное электросопротивление пыли,Ом·см

2*1012

1*1012

4*1012

4*1012

-

-

5*1012

5*1012

Плотность пыли, г/см3

2,1

2,1

2,5-2,8

2,5-2,8

3,4

-

2,7-2,9

2,7-2,9

Насыпная плотность пыли, г/см3

0,7-1,1

0,7-1,1

0,9

0,9

1,05

-

0,9-1,1

0,9-1,1

Угол естественного откоса, град.

32-44

32-44

-

-

31

-

35-43

35-43

Примечания: I. Пропуски цифр в таблице объясняются отсутствием надежных данных в литературе.

2. При использовании в качестве топлива сернистых мазутов количество сернистого газа в продуктах сгорания увеличивается до 20—22 кг/т готового продукта.

3. Приведенные данные получены при применении для вращающихся печей природного газа, для шахтных печей — твердого топлива.

4. Цифры в скобках относятся к искусственному сырью (рапный гидроксид магния), которое получают из морской воды, цифры без скобок — к природному магнезиту.

5. Удельные количества топлива, продуктов сгорания и вредных выбросов отнесены к 1 т готового продукта.

6. Подсосы воздуха в га­зовом тракте увеличивают объемы газов перед газоочисткой в 2—2,3 раза.

При обжиге огнеупорных изделий вредные выбросы обусловлены только химическим составом топлива (наличием серы) и несовершенством организации процесса горения (наличием оксида углерода). По практическим данным, количество оксида углерода в дымовых газах печей не превышает 5 кг/т готового продукта. Концентрация оксидов азота за высокотемпературными туннельными печами находится в пределах 120 мг/м3. Пыль при сжигании газообразного топлива в продуктах сгорания отсутствует.

Огнеупорные материалы осушают обычно в сушильных барабанах. Унос пыли при сушке глины зависит от конечной влажности и характеризуется при нормальном режиме сушки следующими данными:

Конечная влажность, %

3—4

8—10

14

18

Унос пыли, % от количества загружаемой глины

7,5

3,5—4,0

2

0,3

При сушке магнезита и хромитовой руды унос пыли не превышает 1 % массы материала, загружаемого в барабан.

Для очистки газов в огнеупорном производстве чаще всего применяют циклоны различных, типов и сухие электрофильтры. Ввиду того что пыли огнеупорных материалов присущи вяжущие свойства, не рекомендуется применять мокрые способы очистки газов. Тканевые фильтры в производстве огнеупоров также почти не применяют из-за высокой абразивности пыли, особенно шамота и доломита.

Несмотря на сравнительно крупную пыль, циклоны и бата­рейные циклоны, устано за вращающимися обжиговыми печами, работают с низкой эффективностью, не превышающей 70-75 %. Основными причинами неудовлетворительной работы батарейных циклонов являются большие присосы воздуха из-за быстрого износа выхлопных труб и образования отложений в направляющих аппаратах. Одиночные циклоны также не обеспечивают санитарной нормы вследствие ухудшения эффективности с увеличением размеров и малой плотности пыли огнеупорных материалов.

На предприятиях огнеупорной промышленности за обжиговыми печами установлены электрофильтры устаревших ныне конструкций типа АП, ПГД, ГПК, ДГПН, Ц, а также типа ПГДС (УГ). Последние характеризуются наибольшей степенью очистки, однако вследствие высокой начальной запыленности газа, и они не очищают газ до санитарной нормы.

Работа электрофильтров в производстве огнеупоров осложняется высоким удельным сопротивлением пылей, что обусловливает потерю части рабочего напряжения на слое и возникновение режима обратной короны.

Оптимальными условиями работы электрофильтров за обжиговыми печами при сжигании природного газа являются: скорость газа в активной зоне 0,6-0,8 м/с, температура газа 110-120 °С, влажность 70—80 г/м3.

Снижение удельного электрического сопротивления пыли достигается кондиционированием дымовых газов. Наиболее простым и дешевым способом, не требующим сложного аппаратурного оформления (дозирующих устройств, приборов контроля), является кондиционирование водяным паром, при котором повышаются влажность газа, электропроводность пыли, электрическая прочность разрядного промежутка и уменьшается вязкость газа. В качестве кондиционирующих присадок применяют также серный ангидрид, аммиак, хлористый натрий, углекислый калий и др.

В настоящее время при обжиге доломита, извести и глины на шамот во вращающихся печах предусматривают двухступенчатую систему очистки (рис. 31.1, а) с предварительной очисткой в группе циклонов и тонкой очисткой в электрофильтре типа ЭГА с применением кондиционирования дымовых газов.

Рис. 31.1. Схемы газоочисток, применяемых в производстве огнеупоров: а — при обжиге доломита, магнезита и глины на шамот во вращающихся трубчатых печах; б — при обжиге доломита на шамот в шахтных печах; в — при обжиге известнее шахтных печах. 1 — печь; 2 — группа циклонов; 3— электрофильтр; 4 — дымосос; 5 — дымовая труба.

В шахтных печах при обжиге доломита и глины на шамот вследствие пониженной начальной запыленности удовлетворительные результаты дает одноступенчатая очистка в электрофильтре типа ЭГА (рис. 31.1, б), а при обжиге извести можно ограничиться только группой циклонов (рис. 31.1, в).