(1) Zařízení pro mechanické odstraňování prachu zahrnuje gravitační sběrače prachu, inerciální sběrače prachu, odstředivé sběrače prachu a podobná zařízení.
(2) Zařízení na odstraňování prachu-za mokra zahrnuje-lapače prachu ve vodní lázni, pěnové-lapače prachu, Venturiho pračky, lapače prachu-vodního filmu a podobná zařízení.
(3) Zařízení na odstraňování prachu-založené na filtraci zahrnuje mimo jiné látkové sáčkové filtry a granulované-filtry.
(4) Elektrostatické odlučovače.
(5) Zařízení pro magnetické odstraňování prachu.
Mechanická síla
Inerciální sběrače prachu jsou zařízení, která oddělují a zachycují prach využitím setrvačných sil; Toho je dosaženo nasměrováním plynu-zatíženého prachem tak, aby se srazil s přepážkami, nebo tím, že proud vzduchu podstoupí rychlou změnu směru. Inerciální sběrače prachu se také označují jako sběrače inertního prachu.
Inerciální lapače prachu se dělí na dva typy: kolizní-typ a rotační-typ. První z nich zahrnuje instalaci jedné nebo více přepážek podél směru proudění vzduchu; jak se prach-zatížený plynem srazí s těmito přepážkami, prachové částice se oddělí od proudu plynu. Je zřejmé, že čím vyšší je rychlost plynu před nárazem na přepážku-a čím nižší je po srážce-, tím méně prachu plyn zadrží, což vede k vyšší účinnosti odstraňování prachu. Druhý typ funguje tak, že způsobí, že prach-nasycený plyn několikrát změní směr, čímž dojde k oddělení prachu během procesu otáčení. Čím menší je poloměr zakřivení otáčení plynu a čím vyšší je rychlost během otáčení, tím větší je účinnost odstraňování prachu.
Výkon inerciálních lapačů prachu se liší v závislosti na jejich konkrétním konstrukčním provedení. Když je rychlost plynu v zařízení nižší než 10 m/s, tlaková ztráta se typicky pohybuje mezi 200 a 1000 Pa a účinnost odstraňování prachu klesá mezi 50 % a 70 %. V praktických aplikacích jsou inerciální lapače prachu obvykle umístěny jako první stupeň ve vícestupňovém systému odstraňování prachu, kde se používají k separaci hrubších prachových částic. Jsou zvláště vhodné- pro zachycení suchého prachu s velikostí částic větší než 10 μm, ale nejsou vhodné pro odstraňování lepkavého nebo vláknitého prachu. Inerciální sběrače prachu lze také použít k oddělení kapiček kapaliny; v takových případech se doporučuje optimální rychlost plynu v zařízení 1 až 2 m/s.
Bio-technologie nanofilmu
Zařízení na potlačení prachu s bio-nanofilmem je technologie, která si v poslední době získala mezinárodní význam. Využívá nejpokročilejší technologii bio-nanofilmů, která je dnes k dispozici; nástřikem nanofilmu BME na povrch materiálů maximálně inhibuje tvorbu prachu ve fázi výroby a zpracování. Tento typ kontroly prachu spadá do kategorie „předemisního“ potlačení prachu-působícího *před* uvolněním prachu-, což nabízí významné výhody oproti tradičním „post{7}}výrobním“ metodám odstraňování prachu a zajišťuje účinnou kontrolu prachu během celého procesu výroby materiálu. Jakýkoli prach vzniklý během drcení je aglomerován do jemných částic, které se nakonec stávají součástí hotového produktu, čímž se zvyšuje výtěžnost o 0,5 % až 3 %. Kromě toho tato technologie účinně snižuje znečištění PM2,5 a PM10 a plně vyhovuje národním zásadám ochrany životního prostředí a{14}}úspor energie. Ve srovnání s mokrým čištěním a filtračními systémy v pytlích nevytváří potlačování prachu bio-nanofilmem žádné znečištění vody; použité chemické prostředky nemají žádné nepříznivé účinky na životní prostředí a nesnižují kvalitu hotového výrobku. S tím souvisí i nižší počáteční investiční náklady. Tato technologie je vhodná pro regulaci prachu v širokém spektru nastavení, včetně dolů, stavenišť, lomů, skladů materiálu, přístavů, tepelných elektráren, oceláren a zařízení na zpracování odpadu. Potlačování prachu bio-nanofilmem již v zámoří zaznamenalo různé aplikace, nyní se však postupně zavádí také v mnoha provinciích a obcích v Číně.
Mokré čištění (sprej{0}}typ)
Zařízení na odstraňování prachu rozprašovacího-typu funguje tak, že se voda rozprašuje na jemnou mlhu pomocí trysek umístěných uvnitř sběrače prachu. Když spaliny zatížené prachem-procházejí touto zamlženou zónou, prachové částice narážejí na kapičky vody, jsou jimi zachyceny a aglomerují se s nimi, což způsobuje, že se částice usazují z proudu plynu spolu s kapičkami.
Tento typ zařízení na odstraňování prachu se vyznačuje jednoduchou konstrukcí, nízkým odporem proudění vzduchu a pohodlným ovládáním. Velkou výhodou je, že na rozdíl od některých jiných systémů neobsahuje žádné úzké štěrbiny nebo jemné otvory; v důsledku toho může účinně zpracovávat spaliny s vysokou koncentrací prachu, aniž by se ucpaly.
Kromě toho, protože rozprašované kapky jsou relativně hrubé, nejsou potřeba specializované trysky pro jemnou{0}}mlhu, což vede ke spolehlivějšímu provozu systému. Odlučovače prachu typu spreje- mohou využívat recirkulovanou vodu-k opětovnému použití kapaliny, dokud koncentrace suspendovaných částic nedosáhne výrazně vysoké úrovně-, čímž se výrazně zjednoduší požadavky na zařízení na úpravu vody. Z těchto důvodů zůstává tento typ zařízení na odstraňování prachu oblíbenou volbou pro mnoho průmyslových podniků. Mezi jeho primární nevýhody patří relativně velká fyzická stopa a omezená účinnost při zachycování extrémně jemných prachových částic; vyžaduje také značné množství vody. V důsledku toho se nejčastěji používá pro úpravu spalin vyznačujících se velkými velikostmi prachových částic a vysokou koncentrací prachu. Běžně používané zařízení na odstraňování prachu-rozprašovacího typu se dělí do tří konstrukčních kategorií na základě vzorců proudění plynu a kapaliny v zařízení:
(1) Souběžný typ rozprašování: Kapky plynu a kapaliny proudí stejným směrem.
(2) Protiproudový typ rozprašování: Kapalina je rozstřikována v opačném směru, než je proud plynu.
(3) Typ rozprašování s příčným-průtokem: Kapalina je rozstřikována ve směru kolmém k proudu plynu.
Atomizované sprejové odstranění prachu
Atomizované odstraňování prachu z rozprašování řeší nedostatky obvykle spojené s tradičními zařízeními na odstraňování prachu -typu sprejů-, konkrétně jejich velké fyzické rozměry, nízkou účinnost odstraňování prachu a vysokou spotřebu vody-, čímž výrazně zvyšuje účinnost odstraňování prachu.
Technické principy systému
Systém funguje tak, že využívá kombinaci gravitačního usazování a potlačování prachu- vodní mlhy. Kapalina a plyn jsou dopravovány pod tlakem do sestavy trysky; v hlavě trysky se kapalina a plyn mísí za vzniku jemně atomizovaných kapiček, které jsou pak vypuzovány z otvoru trysky. Tento proces vytváří extrémně jemné částice vodní mlhy-o průměru od 1 μm do 10 μm-, které účinně absorbují prachové částice suspendované ve vzduchu. Tyto prachové-kapičky se rychle shlukují do větších částic, které se vlivem gravitace usazují z proudu vzduchu, čímž dosahují cílů potlačení prašnosti a zlepšení životního prostředí.
Systém se vyznačuje vynikajícími schopnostmi řízení atomizace; úpravou tlaků proudů plynu a kapaliny lze atomizační jednotku jemně-vyladit tak, aby bylo dosaženo ideálního poměru průtoku plynu-k-kapalině, čímž se zajistí generování spreje složeného z výjimečně jemných kapiček.
Elektrostatické odlučovače (ESP)
Elektrostatické odlučovače (ESP) jsou nezbytným pomocným zařízením pro tepelné elektrárny. Jejich primární funkcí je odstraňovat pevné částice (polétavý popílek) ze spalin vypouštěných uhelnými-nebo olejovými{2}}kotlemi, čímž se výrazně snižuje objem emisí částic vypouštěných do atmosféry. Jako takové představují kritickou součást zařízení na ochranu životního prostředí pro zmírnění znečištění a zlepšení kvality ovzduší. Princip fungování je následující: když spaliny procházejí potrubím vedoucím do hlavního tělesa ESP, částice v proudu plynu získávají kladný elektrický náboj. Spaliny pak vstupují do komory ESP, která je vybavena několika vrstvami záporně nabitých katodových desek.
V důsledku elektrostatické přitažlivosti mezi kladně nabitými prachovými částicemi a záporně nabitými katodovými deskami přilnou částice ve spalinách ke katodám. Periodicky se katodové desky mechanicky oklepávají nebo vibrují; tato akce-poháněná kombinovanými silami gravitace a vibrací-způsobuje, že se nahromaděná vrstva prachu (jakmile dosáhne určité tloušťky) uvolní a spadne do popelové násypky umístěné pod konstrukcí ESP, čímž dojde k úspěšnému odstranění pevných částic z proudu spalin. Vzhledem k tomu, že tepelné elektrárny obvykle využívají velkokapacitní výrobní jednotky-, jako jsou jednotky 600 MW, které spotřebují přibližně 180 tun uhlí za hodinu-, je výsledný objem spalin a prachu pochopitelně obrovský. V důsledku toho jsou odpovídající elektrostatické odlučovače (ESP) používané k úpravě těchto emisí ve velkém měřítku. Hlavní konstrukční těleso typické tepelné elektrárny ESP má průřez{11}}přibližně 25–40 metrů na 10–15 metrů. Při zohlednění 6-metrové výšky násypek popela a také vertikálního prostoru potřebného pro proudění spalin celková výška jednotky ESP často přesahuje 35 metrů. Pro takovou kolosální ocelovou konstrukci musí návrhová analýza zahrnovat nejen statické a dynamické posouzení při vlastní tíze, zatížení prachem, zatížením větrem a seismickým zatížením, ale také přísné hodnocení celkové stability konstrukce.
Hlavní tělo ESP je ocelová konstrukce, vyrobená výhradně ze svařovaných profilů z konstrukční oceli. Jeho vnější strana je pokryta "slupkou" (tenký ocelový plech) a tepelně izolačními materiály pro usnadnění návrhu, výroby a instalace. Konstrukční návrh využívá vrstvenou konfiguraci: každý vertikální „řez“ se skládá z kostry obsahující více hlavních nosníků, se sousedními řezy propojenými velkými podélnými nosníky. Aby bylo možné provést instalaci obkladových a izolačních vrstev, jsou mezi hlavní nosníky přivařeny sekundární nosníky. Vzhledem k naprosté velikosti této struktury by pokusy o modelování každého jednotlivého fyzického spojovacího bodu v návrhovém softwaru vedly k nezvládnutelnému pracovnímu zatížení a příliš vysokému počtu prvků.
V souladu se skutečnými konstrukčními požadavky a specifickým konstrukčním návrhem hlavního tělesa ESP zahrnují primární oblasti zkoumání strukturální pevnost, celkovou strukturální stabilitu a maximální posunutí hlavních nosníků odpovědných za zavěšení katodových desek. Pro konkrétní lokalizované oblasti se analýza zaměřuje na posouzení únavového poškození ve spojení mezi katodovými deskami a hlavními paprsky-v důsledku dlouhodobého vystavení periodickému mechanickému oklepávání- a také na stanovení optimální frekvence pro uvolňování nahromaděného prachu z katodových desek. Dále se analýza zabývá optimálními návrhovými volbami týkajícími se spojů mezi konstrukčním opláštěním (tenkými deskami) a hlavními/vedlejšími nosníky při zatížení větrem, jakož i vhodnou vyvážeností tuhosti mezi těmito součástmi.
