Принцип работы аспирационных установок
Наиболее популярными считаются установки циклонного типа, принцип действия которых основан на практическом применении центробежных сил и силы инерции. Загрязненный воздух попадает внутрь цилиндрического корпуса по спиральному патрубку, в результате чего закручивается по вертикальной оси. Центробежная сила откидывает твёрдые частицы на внутренние стенки цилиндра, после чего происходит их осаживание вниз под воздействием силы тяжести. Очищенный воздух по инерции устремляется вверх к выкидному патрубку и выпускается наружу.
Для очистки воздуха в системах рукавной фильтрации используют тканевый материал. Воздух под давлением поступает в фильтр, твёрдые частицы оседают на фильтрующей ткани, которая расположена внутри корпуса в виде многочисленных рукавов, натянутых на каркас. После фильтрации воздух, очищенный до 90%, выпускается наружу, а грязь остается внутри.
Принципиальная схема пылеуловителя циклонного типа
Довольно эффективным способом аспирации, способным очистить воздух практически до 100%, является электрическая фильтрация. Этот метод основан на ионизации газопылевой смеси под воздействием коронного разряда, в результате чего частицы пыли получают положительный заряд и примагничиваются на одну из пластин-электродов, а потом удаляются воздухом под давлением в контейнер для сбора пыли.
Пылеуловительная камера – это устройство, представляющее собой лабиринтную систему, попадая в которую воздух вместе с пылью «запутывается» в многочисленных ходах и поворотах под прямым углом, в результате чего пыль под действием силы тяжести частично осаживается, а очищенный воздух проходит далее по воздуховодам. Обычно такие устройства применяются в комбинации с рукавными и картриджными фильтрами.
Применение системы аспирации
Системы аспирации имеют широкое применение в различных областях, где необходимо контролировать и удалять загрязнения, пыль и вредные частицы. Ниже представлены основные области применения системы аспирации:
Производственные помещения
Системы аспирации широко применяются в производственных помещениях для удаления пыли, стружки, металлических частиц и других загрязнений, которые могут возникать в процессе производства. Они помогают поддерживать чистоту и безопасность рабочей зоны, предотвращая накопление опасных веществ и уменьшая риск возгорания или взрыва.
Лаборатории и чистые комнаты
В лабораториях и чистых комнатах системы аспирации используются для поддержания высокого уровня чистоты воздуха
Они способны удалять мельчайшие частицы, бактерии и вирусы, что особенно важно в таких чувствительных областях, где требуется исключительная стерильность и чистота
Вентиляционные системы
Системы аспирации также могут быть использованы в вентиляционных системах для удаления загрязнений и вредных веществ из воздуха, который поступает в помещение. Они могут фильтровать частицы пыли, дыма, запахи и другие загрязнения, делая воздух более чистым и безопасным для вдыхания.
Медицинские учреждения
В медицинских учреждениях системы аспирации используются для удаления бактерий, вирусов и прочих микроорганизмов из воздуха. Это помогает предотвращать распространение инфекций и создает безопасную и гигиеническую среду для пациентов и медицинского персонала.
Строительство и ремонт
Системы аспирации широко применяются при строительных работах и ремонте для удаления пыли, шлифовальных остатков и строительных материалов. Это помогает поддерживать чистоту рабочего места, предотвращает загрязнение окружающей среды и защищает работников от воздействия вредных веществ.
Продовольственная промышленность
В продовольственной промышленности системы аспирации используются для удаления пыли, остатков продуктов и других загрязнений, которые могут возникать в процессе производства и обработки пищевых продуктов. Они помогают поддерживать безопасность и гигиену в производственных помещениях, предотвращая загрязнение продуктов и обеспечивая их качество.
Рост и развитие растений
Системы аспирации используются в оранжереях и теплицах для контроля за вентиляцией и влажностью, а также для удаления вредных газов и запахов. Они способствуют здоровому росту и развитию растений, обеспечивая оптимальные условия для их жизни и размножения.
Автомобильная промышленность
В автомобильной промышленности системы аспирации используются для удаления выхлопных газов, пыли и других вредных веществ, которые могут возникать при производстве и эксплуатации автомобилей. Данная технология помогает снизить воздействие на окружающую среду и обеспечивает более безопасные условия работы для рабочих.
В целом, системы аспирации играют важную роль в обеспечении чистоты воздуха и безопасности в различных сферах деятельности. Они помогают создать здоровую и комфортную среду для работы и жизни, а также способствуют снижению негативного воздействия на окружающую среду и здоровье людей.
Особенности монтажа таких конструкций
Поскольку по воздуховодам аспирационных систем транспортируются значительные объемы загрязнений, то к таким конструкциям предъявляются и повышенные требования по прочности, в отличие от приточных вентиляционных систем. Для их изготовления используют сталь толщиной от 1,2 до 5,0 мм, а для фасонных частей рекомендуется взять сталь, толщина которой больше на 1,0 мм, чем материал воздуховода.
Для воздуховодов аспирационных систем следует использовать прочную листовую сталь, не менее 1,2 мм толщиной. Разъемные соединения облегчат процесс очистки системы от загрязнений
Запрещается крепить аспирационные воздуховоды хомутами на подвеске. Допускается только использование хомутов, закрепленных с помощью кронштейнов, в некоторых случаях в качестве крепления используют цепи.
Максимальное расстояние между кронштейнами должно составлять три метра для труб диаметром более 40 мм и четыре метра — при диаметре конструкций 400 мм или меньше. Эти параметры обеспечат достаточную прочность конструкции и снизят риск обрыва воздуховодов в процессе эксплуатации.
Еще одна особенность аспирационных воздуховодов состоит в том, что их довольно часто приходится разбирать, чтобы очистить от скопившихся на стенках загрязнений. Кроме того, в результате быстрого износа отдельные элементы приходится периодически заменять.
По этой причине рекомендуется использовать для монтажа конструкций быстроразъемные элементы соединения, а не традиционные фланцы, которые от частой разборки-сборки быстро выходят из строя.
Чтобы в конструкции системы аспирации не скапливались загрязнения, необходимо придать воздуховодам правильный уклон, который зависит от расчетной скорости перемещения воздушных масс
Для регулировки потоков воздуха используют косые шиберы, которые демонстрируют меньшее сопротивление потоку и лучше препятствуют скоплению загрязнений. Применение регулировочных дроссельных клапанов в системах аспирации не рекомендуется
Очень важно, чтобы воздуховоды были расположены под правильным углом
Положение конструкции зависит от заданной скорости потока воздуха, которая определяется характером удаляемых загрязнений. Так, чтобы обеспечить скорость около 20 м/с, нужен уклон в 60 градусов, для скорости 45 м/с — угол менее 60 градусов и т.д.
Если характер загрязнений позволяет прогнозировать накопление в воздуховодах липкой пыли, то такие системы промышленной аспирации рекомендуется изначально проектировать с расчетом на максимальную скорость перемещения воздушных масс.
В небольших аспирационных системах для устройства отсосов может быть использован полиэтиленовый шланг подходящего диаметра. Это удобный, но не слишком прочный элемент, который со временем придется заменить
Чтобы облегчить процесс очистки конструкции, внутрь воздуховодов вставляют специальные вкладыши из пленки, бумаги и других подходящих материалов. Обычные бытовые и даже некоторые промышленные вентиляторы для систем аспирации не подходят, даже если обладают достаточно высокой производительностью. Нужны устройства с повышенной устойчивостью к износу, которые могут длительное время работать под высокой нагрузкой без перебоев.
Распространенная проблема для низкоэффективных систем аспирации — потери воздуха. Чтобы предотвратить это явление, специалисты рекомендуют выбирать вентиляторы с некоторым запасом мощности. Потери воздуха на практике могут достигать 30% по сравнению с расчетными данными.
Неправильный выбор местного отсоса может отрицательно сказаться на всей системе. Нельзя выбирать такой элемент без учета особенностей технологического процесса. В одних случаях будет эффективно укрытие типа “зонт”, в других — “витрина”, вытяжной шкаф, кабина и т.п. Этот момент в обязательном порядке следует согласовать с технологом на конкретном производстве.
Большая часть аспирационных установок расчитана на перемещение очищенного воздуха в атмосферу, но иногда такие воздушные массы возвращают в производственное помещение
Для грубой очистки воздуха от пыли используют пылевые мешки, бесперегородочные пылевые камеры, обункерованные газоходы, сухие циклоны и другие подобные устройства в зависимости от характера пыли. Для средней очистки часто используют скрубберы, а тонкая очистка выполняется с помощью набора средств, который может включать электрофильтр циклонного типа и рукавный фильтр, в некоторых случаях используется высоконапорная труба Вентури или другие подходящие агрегаты.
Монтаж системы аспирации
После утверждения разработанного проекта системы аспирации осуществляется подбор и поставка оборудования и комплектующих для ее монтажа. Оборудование устанавливается на объекте в соответствии со схемой компоновки.
Особое значение имеет правильный монтаж воздуховодов системы вентиляции и аспирации воздуха. Особенность аспирационных воздуховодов заключается в том, что они работают с повышенными нагрузками. Поэтому их изготавливают из стального листа толщиной 1,2–5 мм. Толщина стенок фасонных частей сети берется на 1 мм больше по сравнению с толщиной стенок самих воздуховодов.
Крепление воздуховодов системы аспирации разрешается проводить только на кронштейнах или цепях, использование подвесов не допускается. Интервал крепления зависит от сечения труб воздуховодов. При диаметре до 400 мм кронштейны должны устанавливаться не реже, чем через каждые 4 метра. При монтаже воздуховодов диаметром свыше 400 мм установка кронштейнов может выполняться с шагом не более 3 метров. Соблюдение этих требований позволяет обеспечивать достаточную степень жесткости линий воздуховодной сети.
Учитывая принцип работы аспирационной установки, воздуховоды должны монтироваться под уклоном, угол которого определяется скоростью перемещения воздушных масс. Например, угол до 60° предусматривается для систем, в которых воздушные массы перемещаются со скоростью около 45 м/с. При скорости воздуха в 20 м/с потребуется угол наклона воздуховодов в 60°. В свою очередь, скорость движения воздуха определяется исходя из состава загрязняющих примесей. Для удаления сухой пыли можно предусматривать небольшую скорость перемещения. Для отделения пыли, содержащей липкие и влажные частицы скорость потока должна быть максимальной.
В связи с назначением аспирационной установки, на стенках воздуховодов, даже при соблюдении требуемого угла наклона, образуются отложения, что приводит к снижению пропускной способности сети. Это снижает эффективность работы системы, повышает нагрузку на вентилятор и ускоряет его износ. Кроме того, элементы воздуховодов изнашиваются значительно быстрее, по сравнению с вентиляционными. Поэтому при монтаже необходимо предусмотреть упрощение сборки и разборки трубопровода для ремонта или очистки. Учитывая это требования, при монтаже воздуховодов целесообразно применять быстроразъемные соединения. Обычные фланцевые соединения осложняют разборку трубопровода и быстро изнашиваются при частом выполнении таких работ. Внутри воздуховодов могут размещаться специальные вкладыши из бумаги или пленки, которые упрощают очистку.
Фильтрация воздуха на производстве
Непосредственная фильтрация в системе промышленной очистки воздуха происходит в несколько этапов. Для этого применяются две основные технологии — сухая и мокрая. В основе первой лежит прохождение воздуха через фильтры, второй — направление его в систему скрубберов, позволяющих очистить сложный по составу газовый поток с использованием активных жидкостей и воды.
Степени и способы фильтрации воздуха в системе очистки
Первая фаза удаления загрязнений — это физический перехват и задержание пылевидных примесей и других загрязнений. Используемые для этого элементы разделяются на воздушные фильтры грубой и тонкой очистки, обозначаемые соответственно буквами G и F. Эффективное удаление пыли перед газоочисткой обеспечивают рукавные фильтры.
Грубая очистка позволяет вывести из потока частицы крупного размера, называемые крупнодисперсными. В этой части процесса могут использоваться циклоны и инерционные трубы. Тонкая очистка дает возможности отделить пыль средних и мелких фракций, перехватить сажу, дымовые загрязнения и частично газообразные включения.
При необходимости, если на производстве используются технологии, связанные с распылением или попаданием в воздух масел и цементирующих частиц, применяются специальные установки для их отбора из потока. Мокрая технология основана на свойстве частиц пыли прилипать к постоянно орошаемым водой стенкам емкости. Загрязненная вода собирается в емкость, откуда направляется на фильтрацию и после снова используется для орошения стенок мокрого фильтра. Абсорбционная технология основана на пропуске газовоздушной смеси через фильтры с веществами, поглощающими газовые примеси.
Сложность и эффективность фильтрационного комплекса воздухоочистки
Выбор количества ступеней фильтрации и типов фильтров по конструкции (классификации) зависит от особенностей основного производства. В большинстве случаев, если речь не идет о технологически сложном производстве, генерирующем большое количество разных загрязнений, достаточно использования системы промышленной очистки воздуха с механическими фильтрами, установленными непосредственно в воздуховодах.
Эффективность системы повышается за счет установки с рукавными фильтрами, инерционной трубы и циклона. Грамотное проектирование системы вентиляции, фильтрации и очистки дает возможность удалить из воздуха от 99,6 до 99,8 % всех загрязнений.
Инерционные вихревые системы аспирации в деревообработке на производстве
Наиболее часто применяемым и наименее затратным способом воздухоочистки на деревообрабатывающих производствах и на производстве мебели является вихревый циклон – инерционно вихревая система аспирации. Циклонные пылеулавливатели занимают лидирующие позиции по количеству среди всех пылеулавливателей. Зачастую данная система устанавливается в виде первоначального барьера, который фильтрует частицы средней и крупной величины дисперсности.
В деревообрабатывающей промышленности где используют станки разныообразных типов, Циклоны применяются очень широко. Они используются для очистки загрязненных воздушных масс от стружки, опилок, щепы, неслипающейся древесной и шлифованной пыли.
Принцип работы ИВСА
Инерционные вихревые или циклонные пылеулавливатели для деревообработки относят к механическим инерционным пылеулавливателям, так как пыль, находящаяся в воздухе, осаждается на стенках внутри системы с помощью инерции (центробежной силы). Инерция в циклоне возникает из-за тангенциального ввода потока воздуха через входной патрубок в аспирационную систему. В это время формируется потом вращающегося воздуха, который направлен вниз, зачастую к конической части пылеулавливателя. После того, как частицы деревянной пыли, стружки и опилки осаждаются на стенках, их захватывает вторичный поток и отправляет в выпускное отверстие, где они в дальнейшем попадают в отсек для собранной пыли. Сам же очищенный воздух, после этого процесса, движется снизу вверх и выходит через выхлопную трубу наружу.
Эффективность ИВСА
Циклонные системы аспирации используются в деревообрабатывающей промышленности на производстве благодаря нескольким преимуществам. Они, в сравнении с другими аспирационными системами, намного дешевле, имеют простую конструкцию и технологию создания, из-за чего их ремонт будет не затратным в физическом и материальном плане. Циклоны обладают высокой производительностью, низким потреблением электроэнергии, то есть низкой ценой обслуживания.
В большинстве случае частицы пыли, полученные в результате технологических процессов на деревообработке, имеют крупные размеры, а инерционные пылеулавливатели отлично справляются с очисткой воздушных масс. Например, для Циклонов ЦН степень очистки газа от частиц диаметром 20 микрон составляет 99,5%, а новейшие циклоны ЦКО уже могут очищать частицы с диаметром от 0,5 микрон с вероятностью 99,9%. Именно поэтому инерционные вихревые системы аспирации отлично подходят для первичной обработки загрязненного воздуха на предприятиях по деревообработке.
Что такое система аспирации воздуха и где она применяется?
Аспирация — это процесс удаления из рабочих участков пыли, мелких частиц, воздушных взвесей, оказывающих вредное влияние на органы дыхания, здоровье и самочувствие персонала, загрязняющих воздух и затрудняющих дыхание. Использование аспирационных систем помогает более экономичным и эффективным способом очищать воздух в рабочих помещениях, не привлекая для этого систему общеобменной вентиляции. Области применения аспирационного оборудования разнообразны. К ним относятся:
- деревообработка
- химическая промышленность
- производство пищи
- металлургия
- производство строительных материалов
- горнодобывающая промышленность и т.д.
Использование систем аспирации значительно упрощает и облегчает эксплуатацию общеобменной вентиляционной системы, на долю которой остается лишь достаточный воздухообмен и подготовка свежей струи. При этом, вытяжные линии работают так же, как это запроектировано, поскольку в расчет обычно не принимается наличие посторонних включений в состав воздуха. Производится лишь частичная корректировка объема вытяжки, учитывающая работу аспирации и пылеудаления.
Мокрые скрубберы и абсорберы. Мокрая аспирационная установка.
В плане очистки воздуха аспирационная установка на базе мокрого скруббера или абсорбера способна показать максимальную эффективность, гибкость и универсальность.
Среди основных преимуществ жидкостных пылеуловителей нужно отметить высокую компактность, надежность, исключительную эффективность, доступность водопровода в любой промзоне, способность к захвату частиц широкого поля дисперсностей, а также возможность процессинга горячих пылевых сред, в том числе содержащих липкие, вязкие, клейкие и иные цементирующиеся вещества.
| Скруббер Вентури | Назначение: фильтрация, аспирация пыли любой природы, в том числе липких, цементирующихся компонентов, сиропов, эмульсий, масел, строительных смесей, минеральных взвесей, а также аэрозольных и дымовых потоков с копотью, золой, сажей, пеплом, газоочистка |
| Основной элемент конструкции – труба Вентури, проходя через которую, пыле поток разгоняется и разбивает распыляемый абсорбент в микротуман, в котором происходит осаждение примесей | |
| Пенный абсорбер | Назначение: улавливание, аспирация мелкодисперсной или мягкой пыли, а также нейтрализация химически активных дымов и пыле дымовых сред (энергетика, металлургия, гальваника, ЦБК, нефтехимия, химия) |
| Улавливание загрязнителя происходит в слое пены, образующейся в результате прохождения потока через перфорацию в ярусно расположенных поддонах (при одновременной подаче воды или абсорбента на поддоны) | |
| Скруббер с подвижной насадкой | Назначение: аспирация, обезвреживание больших объемов газовоздушных сред, содержащих высокие концентрации пылевых, дымовых и иных твердо фракционных загрязнителей – АБЗ, ЖБИ, добыча и переработка минерального сырья, пункты погрузки, крупные объекты энергетики (ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС, котельные), нефтехимическая отрасль, металлургия и др. |
| Осаждение примесей идет в сложном кипящем слое (полипропиленовые шары в слое воды), который образуется в результате точного баланса давлений входящего потока и общего пневмогидравлического сопротивления аспирационного аппарата |
Таблица: базовое устройство и назначение мокрых пылеуловителей
Мокрый скруббер вентури
Мокрые жидкостные фильтры
Помимо прочего, жидкостные фильтры позволяют загружать в циркуляционный контур не только воду, но и активные растворы, что обеспечивает быструю перенастройку режимов работы, в том числе, с токсичными выбросами.
Мокрые скрубберы и абсорберы – единственный тип аспирационных аппаратов, способных к безопасной и эффективной обработке сред, склонных к воспламенению и / или детонации.
Характеристики и преимущества аспирационного оборудования от компании АРСЕНАЛ.
Все аппараты, установки, системы аспирации и комплексы АРСЕНАЛ, обладают нижеследующим перечнем характеристик и преимуществ:
- КПД пыле очистки ≈ 99% для частиц с дисперсностью от 0,5 мкм. при объеме обрабатываемого потока от нескольких десятков м3/час до сотен тысяч м3/час;
- Сухие и мокрые пылеуловители, пыле газоуловители, золоуловители;
- Эффективный температурный предел – до +900 градусов Цельсия;
- Возможность нейтрализации токсичных, взрыво- и пожароопасных пыле потоков;
- Низкое сопротивление;
- Богатая комплектация поставки: непосредственно аспирационная вентиляционная установка, заборные зонты (короба), газоходы / воздуховоды, насосы, вентиляторы, оборотные и буферные емкости, пылесборники, системы мониторинга, автоматизации и управления;
- Надежность, безотказность, компактность, долговечность;
- Низкая цена, доступная даже для средних и малых предприятий, высокая экономичность работы, низкие операционные траты, быстрая окупаемость.
Аспирационная установка входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ (22 раздел) Очистка вредных выбросов).
Принцип работы системы аспирации
Система аспирации — это устройство, предназначенное для удаления газов, паров, пыли, испарений и других вредных или раздражающих веществ из рабочей зоны. Принцип работы системы аспирации заключается в создании потока воздуха, который сосет загрязненный воздух и направляет его в специальную систему очистки.
Основные компоненты системы аспирации:
- Воздуховоды и трубопроводы — служат для транспортировки загрязненного воздуха от источника до системы очистки.
- Вентиляторы — создают поток воздуха, который сосет загрязненный воздух через воздуховоды и направляет его в систему очистки.
- Очиститель — устройство, которое удаляет загрязнения из воздуха. Это может быть фильтр, сепаратор, устройство для химической очистки и т.д.
- Дымопоглотитель — используется для удаления дыма и запаха.
- Управляющие и контролирующие устройства — служат для управления работой системы аспирации и контроля ее параметров.
Процесс работы системы аспирации основывается на принципе разрежения. Вентилятор создает негативное давление внутри системы, что приводит к поступлению загрязненного воздуха из рабочей зоны. Загрязненный воздух направляется через воздуховоды и трубопроводы в систему очистки, где проводится его фильтрация, очистка от вредных веществ и дезодорация.
После прохождения через очиститель загрязненный воздух может быть выведен наружу или подан обратно в рабочую зону в очищенном виде. В зависимости от требований и характеристик конкретной системы аспирации может быть использована одна или несколько ступеней очистки воздуха.
Важным моментом в работе системы аспирации является правильная установка и расположение воздуховодов, так как от этого зависит эффективность и равномерность удаления загрязненного воздуха из рабочей зоны. Также соответствующая подборка вентиляторов и очистителей воздуха помогает обеспечить эффективную работу системы аспирации и минимальное воздействие вредных веществ на здоровье человека.
