Высокоэффективная очистка воздуха

При окис­лении в углекислом газе при температурах от 1000 до 1200° С иод выделялся со скоростью, сравнимой со скоростью при окислении в воздухе.

Чемберлен пришел к выводу, что для выделения продуктов деле­ния есть три пути:

1) образование и диспергирование окислов, содержащих про- дукты деления;

2) «выкипание» продуктов деления из расплавленного доплива;

3) полное испарение топлива и содержащихся в нем продуктов деления.

Конструкции реакторов или всех агрегатов могут быть такими, что улетучивание окислов урана (или плутония) будет незначитель­ным, а скорости газа могут быть слишком низкими, чтобы перено­сить материалы. Тогда спекание и агломерация приведут к увели­чению среднего размера частиц.

Реакции с образованием ядер конденсации. Аэрозоли могут обра­зовываться в результате реакций между газами в объеме с последую­щей конденсацией одного или нескольких веществ, а также за счет реакций газов с твердыми или жидкими зародышами — ядрами кон­денсации. Установить различие между этими двумя возможными процессами весьма трудно.

Конденсация пара с образованием аэрозоля была изучена Стюар­том [26], показавшим, что при этом формируются очень мелкие частицы, размеры которых лежат в субмикронной области. Началь­ной стадией является образование зародышей, состоящих из про­дуктов реакции или из одного из реагирующих веществ. Размер зародышей соответствует агрегату в 100 молекул. Вторая стадия — рост этих зародышей за счет дальнейшей конденсации или коагуля­ции, причем первый процесс зависит от давления пара, а скорость, второго процесса пропорциональна квадрату концентрации заро­дышей и определяется уравнением (2.3). Сравнение этих двух про­цессов показывает, что коагуляция является более важным про­цессом.

Уранилфпгорид. Примером аэродисперсной системы, образован­ной в результате реакции газа с парами воды в воздухе, является^ аэрозоль уранилфторида, получающегося из гексафторида. Послед­ний используется на газодиффузионных заводах для выделения изо­топа U235. Медианный весовой размер частиц в этом аэрозоле, подан­ным Воегтлина и Ходже [27], составляет 0,1 мкм.

Двуокись полония. Образование аэрозоля за счет сублимации и последующей агломерации с другими частицами можно проиллю­стрировать на примере окисления полония (неопубликованные дан­ные Стюарда). Этот элемент плавится при 254° С и быстро превра­щается в окислы в воздухе или кислороде при более высокой тем­пературе. Окислы легко сублимируют при атмосферном давлении и температуре выше 885° С. Образцы, служившие в качестве источ­ников, были приготовлены электролитическим осаждением полония на золото; затем их нагревали в воздухе или непосредственно в зо­не сгорания углеводородных паров. Результаты экспериментов, в которых образцы нагревались в воздухе, подтвердили данные о большой скорости образования активных аэрозольных частиц при температуре выше 850° С.

Скорость выделения при повышении температуры от 300 до 900° С (наиболее высокой в опыте) медленно возрастала, причем при 850° С она была 3% в 1 мин и при более высокой температуре почти не увеличивалась. Однако для параллельных образцов наблюдалось заметное различие. В экспериментах, в которых материал окислялся в пламени, быстрое образование аэрозолей происходило при более низкой температуре. Скорость образования, равная 3% в 1 мин, наблюдалась при температуре 400° С, и выделение полностью закан­чивалось при 700° С. Полоний не был свежевыделенным, его очища­ли перед каждым экспериментом и в конце промежутков времени, равных периоду его полураспада, когда число атомов Ро равня­лось числу атомов РЬ.

Следовательно, вполне возможно, что могло присутствовать соединение РЬРо (по аналогии с сульфидом свинца), и это было при­чиной наблюдаемых различий в скорости выделения. Однако экспе­риментальные результаты убедительно свидетельствовали о том, что в обоих случаях образовывались тонкие частицы.

При использовании для пробоотбора четырехкаскадного импакто-ра и мембранного фильтра, установленного за ним, было найдено, что самая большая активность (около 95%) содержалась на двух последних ступенях. Такие результаты свидетельствовали о не­пригодности этих устройств для определения распределения частиц по их размерам применительно к этим аэрозолям. Необходимо ис­пользовать метод авторадиографии. Этим методом только очень незначительная доля (менее 0,01 %) общей активности была опреде­лена в виде звездочек от частичек размером около 0,008 мкм, а ос­новная масса частиц имела значительно меньшие размеры. Этот ре­зультат получили в эксперименте с сжиганием топлива, причем было установлено, что активность была связана с тонким осадком углеро­да. Улавливание такой тонкодисперсной активности на четвертой ступени каскадного импактора можно объяснить связыванием поло-

ния частицами углерода, однако осаждение в этом случае зависела от распределения по размерам частиц углерода.

Эти простые опыты показывают, что аэрозоль двуокиси полония, образующийся при горении, вероятнее всего состоит из частиц, ха­рактер и размер которых определяются процессом образования, при этом каждая частица несет около 10 ООО молекул.


назад далее

Контакты

Адрес
119034, Россия, Москва
Пречистенская наб., дом 13, стр. 1, этаж 6
Телефон: +7 (495) 982-55-53, 984-6062
Факс: +7 (495) 984-6061
E-mail: info@firepower.ru

Навигация

ПРЕДИСЛОВИЕ

0

ВВЕДЕНИЕ

1 2 3

ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ

Работа с радиоактивными веществами

4

Биохимические процессы

5

Медицина

6

Защита органов дыхания

7

Улавливание пылей

8 9

Очистка воздуха от табачного дыма

10

ЛИТЕРАТУРА

11

ПРИРОДА АЭРОЗОЛЕЙ ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА АЭРОЗОЛЕЙ

Определения

12

Размеры частиц

13

Распределение частиц по размерам

14

Эффективность

15

Природа пыли

16

Коагуляция

17

АТМОСФЕРНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ АЭРОЗОЛИ

18

Природа атмосферной пыли и размер частиц в ней

19

Атмосферные частицы и фильтрация

20

Табачный дым

21

Бактерии

22

Промышленные пыли

23

АЭРОЗОЛИ АТОМНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Введение

24 25

Оценка опасности

26

Классификация радиоактивных аэрозолей

27

Конденсационные аэрозоли

28 29 30

Частицы, образованные путем диспергирования

31 32 33

Аварийные выбросы

34

Неконтролируемые отклонения в работе реакторов

35

Огонь

36

Заключение

37

ВОСПЛАМЕНЯЕМОСТЬ ПЫЛЕЙ

ВОСПЛАМЕНЯЕМОСТЬ ПЫЛЕЙ

38

Испытания дифференциальным термоанализатором

39

Испытание на саморазогревание

40

Влияние пылевидных примесей

41

ПРОБООТБОР И ИЗМЕРЕНИЯ

42

Влияние формы частиц

43

Агрегация частиц

44

Изокинетичность пробоотбора

45

Пробоотборные устройства

46 47

Анализ проб

48 49 50

ЛИТЕРАТУРА

51

ТЕОРИЯ ФИЛЬТРАЦИИ ВОЛОКНИСТЫМИ ФИЛЬТРАМИ

Введение

52 53

МЕХАНИЗМЫ ФИЛЬТРАЦИИ

54

Перепад давления на волокнистых фильтрах

55 56

Эффективность осаждения частиц

57

Обтекание потоком цилиндра

58

Осаждение частиц на цилиндре за счет инерционного эффекта

59

Осаждение частиц за счет эффекта зацепления

60

Осаждение частиц за счет броуновской диффузии

61

Уравнения Лэнгмюра для расчета эффективности при одновременном действии эффектов диффузии и зацепления

62

Теория Девиса об осаждении частиц одиночными волокнами

63

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ К ФИЛЬТРАМ

64 65

Фильтры электрического типа

66

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ТЕОРИИ

67

Коэффициент проскока и размер частиц

68 69 70 71

Коэффициент проскока и скорость

72 73

Коэффициент проскока и плотность упаковки

74

Эффективность осаждения и концентрация пыли

75

Аэрозоли, применяемые для испытания фильтров

76

ТЕОРИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТ

77

ЛИТЕРАТУРА

78

ФИЛЬТРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

ВАЖНЕЙШИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФИЛЬТРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

79

Взаимозависимость основных параметров

80 81

Типовые значения характеристик

82

Размещение материалов в промышленных фильтрах

83

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА О РАЗВИТИИ ФИЛЬТРОВ

84

Фильтры на основе смеси шерсти с асбестом

85

Фильтры на основе смеси шерсти со смолой

86

Хлопко-асбестовые слои

87

Бумаги целлюлозно-асбестовой композиции

88

Стеклянное волокно

89

Бумага из стекловолокна

90

ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ФИЛЬТРОВ

91

Термопластичные волокна

92 93

Пористая керамика

94

Другие материалы

95

ФИЛЬТРЫ ГРУБОЙ очистки

96

СРАВНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ШИРОКО ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ

97

ФИЛЬТРАЦИЯ ГЛУБОКИМИ СТАЦИОНАРНЫМИ И ПСЕВДООЖИЖЕННЫМИ ЗЕРНИСТЫМИ СЛОЯМИ

98

ПРОБООТБОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

99

Скорости пробоотбора

100

Фильтры для дисперсных анализов

101

Фильтры для весовых определений

102

ЛИТЕРАТУРА

103

КОНСТРУКЦИИ ФИЛЬТРОВ

Фильтры с асбесто-шерстяными и шерстяно-смоляными материалами

104 105 106

Фильтры с хлопко-асбестовыми материалами

107

Бумажные фильтры

108 109 110

Предфильтры

111

МОНТАЖ ФИЛЬТРОВ

112 113

Смена фильтров

114

Упаковка фильтров

115

Разгрузка и погрузка

116

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ФИЛЬТРЫ И МЕТОДЫ ИХ ИСПЫТАНИЯ

КОНТРОЛЬНЫЕ И ТИПОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

117 118

Испытания по степени потемнения

119

Методика испытаний по аэрозолю метиленовой голубой

120

Методика испытаний по пламенной натриевой фотометрии

121 122

Испытания по туману диоктилфталата

123

Другие методы

124

Сравнение методов определения эффективности

125

Определение сопротивления фильтров

126

Испытания на забивание

127

Другие виды испытаний снаряженных фильтров

128

Контрольные и типовые испытания отдельных частей фильтра

129

Фильтрующая среда

130

Фильтрующие установки

131 132

ИСПЫТАНИЯ ФИЛЬТРОВ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ

133

Испытания на термо- и огнестойкость

134

Технические условия на высокотемпературные абсолютные фильтры производительностью 1700 м3/ч

135

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ НА ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ

136

ПРИЕМОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ГОТОВЫХ ОБРАЗЦОВ

137

ЛИТЕРАТУРА

138

ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЧИСТКА ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ

139

Гравитационные пылеосадительные камеры

140

Циклоны

141 142

Мокрое пылеулавливание

143 144

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

145 146

ФИЛЬТРАЦИЯ

147

Тканевые фильтры

148

Волокнистые фильтры промышленного типа

149

УДАЛЕНИЕ ПАРОВ

150

Раздельное удаление паров и частиц

151

Одновременное удаление пара и аэрозольных частиц

152 153

Удаление иода из газовых потоков

154 155

Способы удаления иода для типичных реакторов с газовым охлаждением

156 157

Улавливание паров при реакциях с твердыми веществами с последующей фильтрацией

158

Улавливание паров за счет реакций в зернистом фильтре

159

ЛИТЕРАТУРА

160

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФИЛЬТРУЮЩИХ УСТАНОВОК

ОЧИСТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВЫБРОСОВ

161 162 163 164

Борьба с запыленностью

165 166

Принципы проектирования насадков и зонтов

167 168

Соответствие характеристик предфильтров-и конечных фильтров

169 170

Выбросные трубы

171

Централизованная очистка

172

Основные схемы очистки

173

Учет влияния физических условий

174

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Опасность пожара и взрыва

175

Искроуловители

176

Огнепреградители

177

Охлаждение горячих газов в газоходах

178

Воспламенение фильтров

179

Методы борьбы с огнем

180

РАСПОЛОЖЕНИЕ И МОНТАЖ ФИЛЬТРОВ

181 182

ЛИТЕРАТУРА

183

ОБСЛУЖИВАНИЕ ФИЛЬТРУЮЩИХ УСТАНОВОК

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

184

ПОДАЧА ВОЗДУХА

185

МЕСТНЫЕ ВЫТЯЖНЫЕ УСТРОЙСТВА

186

ГЛАВНАЯ ВЫТЯЖНАЯ СИСТЕМА

187

ВЫТЯЖНЫЕ ТРУБЫ

188

ШУМ

189

Сопротивление системы

190

Типы вентиляторов

191

Регулирование производительности вентиляторов

192

ПРИТОЧНЫЕ И ВЫТЯЖНЫЕ ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

193 194

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ

195 196

ТИПИЧНЫЕ СХЕМЫ ФИЛЬТРУЮЩИХ УСТАНОВОК Радиоактивная лаборатория

197 198

Исследовательский реактор

199

РАБОТА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТАНОВКИ

200

Наладочные испытания

201

ИЗМЕРЕНИЕ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА

202

Измерение воздушного потока у решеток

203

Ввод установки в эксплуатацию

204

ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТАНОВКИ

205 206

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

207

Вентиляторы и демпферы

208

Приточный воздуховод

209

Вытяжной воздуховод

210

Фильтры вытяжной системы

211

Замена фильтров вытяжной системы

212 213 214 215

Чистка воздуховодов

216

Эксплуатация вытяжной трубы

217

ЭКОНОМИКА И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФИЛЬТРОВ

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

218

Стоимость вытяжной вентиляции

219

Стоимость фильтров

220

Стоимость предфильтров

221

Сопротивление фильтров и стоимость энергии, потребляемой вентиляторами

222

Стоимость использования местных укрытий

223

Стоимость очистки приточного воздуха

224

Стоимость строительства зданий, оборудованных высокоэффективной фильтрацией

225

Общая стоимость

226

Состояние теории фильтрации

227

Эффективность и размер частиц

228

Эффективность и пылеемкость

229

Характеристики пылеемкостей

230

Ускоренные испытания на пылеемкость

231

Пылеобразование в технологических процессах

232

Испытание фильтров

233

ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ

234

Совершенствование первичных пылеуловителей

235

Регенерация фильтров

236

Повышение химической и физической стойкости

237

Повышение надежности и безопасности

238

Расширение областей применения фильтров

239