(1) Medzi mechanické zariadenia na odstraňovanie prachu patria gravitačné zberače prachu, inerciálne zberače prachu, odstredivé zberače prachu a podobné zariadenia.
(2) Zariadenia na odstraňovanie prachu-za mokra zahŕňajú vodné-lapače prachu, penové{3}}lapače prachu, Venturiho práčky, zberače prachu{4}}vodného filmu a podobné zariadenia.
(3) Filtračné-zariadenia na odstraňovanie prachu zahŕňajú okrem iného látkové vreckové filtre a granulované-filtre.
(4) Elektrostatické odlučovače.
(5) Magnetické zariadenie na odstraňovanie prachu.
Mechanická sila
Inerciálne zberače prachu sú zariadenia, ktoré oddeľujú a zachytávajú prach využitím zotrvačných síl; to sa dosiahne nasmerovaním{0}}plynu naplneného prachom tak, aby sa zrazil s prepážkami, alebo tým, že prúd vzduchu rýchlo zmení smer. Inerciálne zberače prachu sa tiež označujú ako zberače inertného prachu.
Inerciálne zberače prachu sú rozdelené do dvoch typov: kolízny-typ a rotačný-typ. Prvý z nich zahŕňa inštaláciu jednej alebo viacerých usmerňovačov pozdĺž smeru prúdenia vzduchu; ako sa prachový-plyn zrazí s týmito prepážkami, prachové častice sa oddelia od prúdu plynu. Je zrejmé, že čím vyššia je rýchlosť plynu pred nárazom na priehradku{5}}a čím nižšia je po zrážke-, tým menej prachu plyn zadrží, čo vedie k vyššej účinnosti odstraňovania prachu. Posledný typ funguje tak, že spôsobí, že prach-naložený plyn niekoľkokrát zmení smer, čím sa prach počas otáčania oddelí. Čím menší je polomer zakrivenia otáčania plynu a čím vyššia je rýchlosť počas otáčania, tým väčšia je účinnosť odstraňovania prachu.
Výkon inerciálnych zberačov prachu sa líši v závislosti od ich špecifického konštrukčného riešenia. Keď je rýchlosť plynu v zariadení nižšia ako 10 m/s, tlaková strata sa typicky pohybuje medzi 200 a 1000 Pa a účinnosť odstraňovania prachu klesá medzi 50 % a 70 %. V praktických aplikáciách sú inerciálne zberače prachu zvyčajne umiestnené ako prvý stupeň vo viacstupňovom systéme odstraňovania prachu, kde sa používajú na oddelenie hrubších prachových častíc. Sú obzvlášť vhodné- na zachytávanie suchého prachu s veľkosťou častíc presahujúcou 10 μm, ale nie sú vhodné na odstraňovanie lepkavého alebo vláknitého prachu. Inerciálne zberače prachu môžu byť tiež použité na oddelenie kvapiek kvapaliny; v takýchto prípadoch sa odporúča optimálna rýchlosť plynu v rámci zariadenia 1 až 2 m/s.
Technológia bio-nanofilmu
Zariadenia na potláčanie prachu s bio-nanovrstvou sú technológiou, ktorá sa v poslednom čase stala medzinárodne uznávanou. Využíva najpokročilejšiu technológiu bio-nanofilmov, ktorá je dnes k dispozícii; nastriekaním nanofilmu BME na povrch materiálov maximálne bráni tvorbe prachu počas výroby a spracovania. Tento typ potláčania prachu patrí do kategórie „predemisného“ potláčania prachu-pôsobením *pred* uvoľnením prachu-, čo ponúka významné výhody v porovnaní s tradičnými „post{7}}výrobnými“ metódami odstraňovania prachu a zabezpečuje účinnú kontrolu prachu počas celého procesu výroby materiálu. Akýkoľvek prach vznikajúci počas drvenia sa aglomeruje do jemných častíc, ktoré sa nakoniec stanú súčasťou hotového produktu, čím sa zvýši výťažok o 0,5 % až 3 %. Okrem toho táto technológia účinne zmierňuje znečistenie PM2,5 a PM10, pričom je plne v súlade s národnými pravidlami ochrany životného prostredia a{14}úspor energie. V porovnaní so systémami mokrého čistenia a vrecových filtračných systémov nespôsobuje potláčanie prachu bio-nanofilmom žiadne znečistenie vody; použité chemické činidlá nemajú nepriaznivé účinky na životné prostredie a neohrozujú kvalitu hotového výrobku. Znamená to aj nižšie počiatočné investičné náklady. Táto technológia je vhodná na kontrolu prachu v širokom spektre nastavení, vrátane baní, stavenísk, lomov, skladov materiálu, prístavov, tepelných elektrární, oceliarní a zariadení na spracovanie odpadu. Zatiaľ čo potláčanie prachu bio-nanofilmom už zažilo rôzne aplikácie v zámorí, teraz sa postupne prijíma aj v mnohých provinciách a obciach v Číne.
Mokré čistenie (sprej{0}}typ)
Zariadenie na odstraňovanie prachu rozprašovaním- funguje tak, že rozprašuje vodu na jemnú hmlu pomocou trysiek umiestnených vo vnútri zberača prachu. Keď spaliny naplnené prachom prechádzajú cez túto zahmlenú zónu, prachové častice sa zrážajú s kvapôčkami vody, sú nimi zachytávané a aglomerujú sa s nimi, čo spôsobuje, že častice sa usadzujú z prúdu plynu spolu s kvapkami.
Tento typ zariadenia na odstraňovanie prachu sa vyznačuje jednoduchou konštrukciou, nízkym odporom prúdenia vzduchu a pohodlnou obsluhou. Veľkou výhodou je, že na rozdiel od niektorých iných systémov neobsahuje žiadne úzke štrbiny alebo jemné otvory; následne dokáže efektívne spracovať spaliny s vysokou koncentráciou prachu bez toho, aby sa upchali.
Navyše, keďže rozprašované kvapôčky sú relatívne hrubé, nie sú potrebné špeciálne trysky na jemnú{0} hmlu, čo vedie k spoľahlivejšej prevádzke systému. Zberače prachu typu rozprašovania- môžu využívať recirkulovanú vodu-na opätovné použitie kvapaliny, kým koncentrácia suspendovaných častíc nedosiahne výrazne vysokú úroveň-, čím sa výrazne zjednodušia požiadavky na zariadenia na úpravu vody. Z týchto dôvodov zostáva tento typ zariadenia na odstraňovanie prachu obľúbenou voľbou pre mnohé priemyselné podniky. Medzi jeho primárne nevýhody patrí relatívne veľká fyzická stopa a obmedzená účinnosť pri zachytávaní extrémne jemných prachových častíc; vyžaduje tiež značné množstvo vody. V dôsledku toho sa najčastejšie používa na úpravu spalín charakterizovaných veľkými veľkosťami prachových častíc a vysokou koncentráciou prachu. Bežne používané zariadenie na odstraňovanie prachu-typu rozprašovania je rozdelené do troch štrukturálnych kategórií na základe vzorov prúdenia plynu a kvapaliny v zariadení:
(1) Súbežný{1}}typ rozprašovania: Kvapky plynu a kvapaliny prúdia rovnakým smerom.
(2) Protiprúdový typ rozprašovania: Kvapalina sa rozprašuje v opačnom smere ako prúd plynu.
(3) Krížový{1}}prúdový typ rozprašovania: Kvapalina sa rozprašuje v smere kolmom na prúd plynu.
Odstraňovanie prachu rozprašovaním
Atomizované odstraňovanie prachu rozprašovaním rieši nedostatky, ktoré sa zvyčajne spájajú s tradičnými zariadeniami na odstraňovanie prachu -typu rozprašovania{1}}, konkrétne ich veľkými fyzickými rozmermi, nízkou účinnosťou odstraňovania prachu a vysokou spotrebou vody-, čím sa výrazne zvyšuje účinnosť odstraňovania prachu.
Technické princípy systému
Systém funguje tak, že využíva kombináciu gravitačného usadzovania a potláčania prachu-vodnej hmly. Kvapalina a plyn sú dopravované pod tlakom do zostavy trysky; v hlave dýzy sa kvapalina a plyn miešajú, aby sa vytvorili jemne atomizované kvapôčky, ktoré sú potom vytlačené z otvoru dýzy. Tento proces vytvára extrémne jemné častice vodnej hmly-s priemerom od 1 μm do 10 μm-, ktoré účinne absorbujú prachové častice suspendované vo vzduchu. Tieto kvapôčky-naložené prachom sa rýchlo zhlukujú do väčších častíc, ktoré sa vplyvom gravitácie usadzujú z prúdu vzduchu, čím sa dosahujú ciele potláčania prachu a zlepšovania životného prostredia.
Systém sa vyznačuje vynikajúcimi schopnosťami riadenia atomizácie; úpravou tlakov prúdov plynu a kvapalín možno rozprašovaciu jednotku jemne-vyladiť tak, aby sa dosiahol ideálny pomer prietoku plynu-k-kvapaline, čím sa zabezpečí generovanie spreja zloženého z výnimočne jemných kvapiek.
Elektrostatické odlučovače (ESP)
Elektrostatické odlučovače (ESP) sú nevyhnutné pomocné zariadenia pre tepelné elektrárne. Ich primárnou funkciou je odstraňovať častice (popolček) zo spalín vypúšťaných kotlami na uhlie-alebo naftu{2}}, čím sa drasticky znižuje objem emisií častíc uvoľňovaných do atmosféry. Ako také predstavujú kritickú súčasť zariadenia na ochranu životného prostredia na zmiernenie znečistenia a zlepšenie kvality ovzdušia. Princíp činnosti je nasledujúci: keď spaliny prechádzajú potrubím vedúcim do hlavného telesa ESP, častice v prúde plynu získavajú kladný elektrický náboj. Spaliny potom vstupujú do komory ESP, ktorá je vybavená viacerými vrstvami záporne nabitých katódových dosiek.
V dôsledku elektrostatickej príťažlivosti medzi kladne nabitými prachovými časticami a záporne nabitými katódovými doskami sa častice v spalinách prilepia na katódy. Periodicky sa katódové platne mechanicky oklepávajú alebo vibrujú; táto akcia-poháňaná kombinovanými silami gravitácie a vibrácií-spôsobí, že nahromadená vrstva prachu (keď dosiahne určitú hrúbku) sa uvoľní a spadne do násypky popola umiestnenej pod štruktúrou ESP, čím sa z prúdu spalín úspešne odstránia častice. Vzhľadom na to, že tepelné elektrárne zvyčajne využívajú veľkokapacitné jednotky na výrobu energie-ako 600 MW, ktoré spotrebujú približne 180 ton uhlia za hodinu-, je výsledný objem spalín a prachu, pochopiteľne, obrovský. Zodpovedajúce elektrostatické odlučovače (ESP) používané na úpravu týchto emisií sú teda obrovské. Hlavné konštrukčné teleso typickej tepelnej elektrárne ESP má prierez{11}}približne 25 – 40 metrov x 10 – 15 metrov. Pri zohľadnení 6-metrovej výšky zásobníkov popola, ako aj vertikálneho priestoru potrebného na prúdenie spalín, celková výška jednotky ESP často presahuje 35 metrov. Pri takejto kolosálnej oceľovej konštrukcii musí návrhová analýza zahŕňať nielen statické a dynamické hodnotenia pri vlastnej hmotnosti, zaťažení prachom, vetrom a seizmickým zaťažením, ale aj dôsledné vyhodnotenie celkovej stability konštrukcie.
Hlavné telo ESP je oceľová konštrukcia vyrobená výhradne zo zváraných konštrukčných oceľových profilov. Jeho exteriér je pokrytý "kožou" (tenký oceľový plech) a tepelne izolačnými materiálmi, ktoré uľahčujú dizajn, výrobu a inštaláciu. Konštrukčný návrh využíva vrstvenú konfiguráciu: každý vertikálny „plátok“ pozostáva z rámovej konštrukcie obsahujúcej viacero hlavných nosníkov, so susednými plátkami prepojenými veľkými pozdĺžnymi nosníkmi. Na prispôsobenie sa inštalácii obkladových a izolačných vrstiev sú medzi hlavné nosníky privarené sekundárne nosníky. Vzhľadom na veľkú veľkosť tejto štruktúry by pokus o modelovanie každého jednotlivého fyzického spojovacieho bodu v dizajnovom softvéri viedol k nezvládnuteľnému pracovnému zaťaženiu a nadmerne vysokému počtu prvkov.
V súlade so skutočnými požiadavkami na konštrukčný návrh a špecifickým konštrukčným návrhom hlavného telesa ESP, primárne oblasti skúmania zahŕňajú štrukturálnu pevnosť, celkovú štrukturálnu stabilitu a maximálny posun hlavných lúčov zodpovedných za zavesenie katódových dosiek. Pre konkrétne lokalizované oblasti sa analýza zameriava na posúdenie únavového poškodenia v spojoch medzi katódovými doskami a hlavnými lúčmi-v dôsledku dlhodobého vystavenia pravidelnému mechanickému oklepávaniu-, ako aj na určenie optimálnej frekvencie uvoľňovania nahromadeného prachu z katódových dosiek. Okrem toho sa analýza zaoberá optimálnymi návrhovými voľbami, pokiaľ ide o spojenia medzi štrukturálnym obkladom (tenké dosky) a hlavnými/sekundárnymi nosníkmi v podmienkach zaťaženia vetrom, ako aj primeranú rovnováhu tuhosti medzi týmito komponentmi.
