CC BY
12
НЕКОТОРЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ СУШИЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
1 2 2 2 © Пахомов А.Н. , Васенина С.В. , Комбарова Е.Ю. , Позднышева И.Г.
1К.т.н., доцент; 2студент.
Кафедра «Технологические процессы, аппараты и техносферная безопасность», Тамбовский государственный технический университет
Аннотация
Статья посвящена анализу влияния применяемого типового сушильного оборудования на экологические условия в рабочей зоне и в окружающей среде.
Ключевые слова: сушилка, загрязнения, рабочая зона, пыль, влажность, шум, вибрация. Keywords: dryer, pollution, work area, dust, humidity, noise, vibration.
На сегодняшний день сушке подвергается большая номенклатура материалов, при этом выбор сушильного оборудования, соответствующего целям сушки является весьма важным вопросом. Решение этой задачи лежит, как правило, в плоскости двух разнонаправленных сфер. Во-первых, применение сушильного оборудования должно повысить интенсивность проведения процесса и соответственно выдать продукт заданного высокого качества. Но при этом необходимо обеспечить решение определенных экологических задач, в частности обеспечение чистоты окружающей среды и минимизации энергозатрат [1, 2].
В области применения сушильного оборудования существует целый ряд проблем воздействия на экологическую обстановку, а так же на обстановку в рабочей зоне установки сушилки. Как правило, в процессе установки сушильного оборудования этим проблемам уделяется минимальное внимание [3]. Основными проблемами эксплуатации сушильного оборудования является:
1. Утилизации пыли, являющаяся частью готового продукта, образующаяся в процессе сушки.
2. Определенная утилизация, очистка или обработка отходящих газов. Как правило, отходящие газы являются высокотемпературными сушильными агентами (высокотемпературными теплоносителями).
3. Обработка летучих компонентов растворителей, образующихся из сушильного агента или из высушиваемого материала и уходящего с сушильным агентом.
4. Минимизация шума и вибрации сушильной установки.
Последнее время начались разработки в области улавливания и очистки отходящих газов (содержащих твердые частицы - пыли и летучие компоненты - пары растворителей). Необходимо отметить, что проведение таких процессов требует применения дополнительного сложного оборудования, которое увеличивает вес, габариты, усложняет технологию и приводит к повышенным затратам [4].
Например, при обработке продуктов содержащих органические соединения в процессе сушки возникает большое количество газа с повышенным содержанием паров органических растворителей, а так же влаги. Этот газ необходимо обезвоживать при помощи применения специальных фильтров или абсорберов. При этом необходима разработка дополнительных мер технологической безопасности используемого вместе с сушилкой оборудования [5].
Если в процессе сушки формируются тонкодисперсные твердые частицы, выносящиеся из аппарата в виде пыли, которые могут смешиваться с рабочим сушильным агентом и выбрасываться из сушильной установки, то для улавливание таких частиц
© Пахомов А.Н., Васенина С.В., Комбарова Е.Ю., Позднышева И.Г., 2016 г.
необходимо применение особых методов разделения. Особенно это актуально в случае, если выбрасываемый сушильный агент имеет высокую температуру и влажность. В случае наличия в отработанном сушильном агенте определенных примесей их необходимо определенным образом выделять. При этом возможно 2 варианта:
1. Охлаждение сушильного агента и выделение примесей из газа с помощью мокрой пылеочистки, абсорбции и промывки.
2. Повышение температуры сушильного агента с выделением этих примесей в аппаратах барботажного типа. Таким образом проводят улавливание продуктов нефтесодержащих материалов в водяных ловушках. Таким же образом необходимо обрабатывать отработанный сушильный агент с примесями газов, имеющих неприятный запах.
Отходящий газ, содержащий незначительное количество органических растворителей, например, сольвенты в красителях необходимо подвергать абсорбционной очистке или дожигать в аппаратах с катализатором. При использовании водяных ловушек необходима дальнейшая обработка полученной неоднородной системы, с целью выделения из нее целевых компонентов или обезвреживания вредных компонентов с тем, чтобы отработанную воду можно было выбрасывать в окружающую среду [6].
В большинстве сушильных установок шум и вибрация создается элементами подачи воздуха, в частности вентиляторами или воздуходувками. Частично подобного рода проблема решается применением звукопоглощающих элементов, изолирующих корпуса и опоры воздуходувных аппаратов. При этом до сих пор большой проблемой является возникновение шумов и вибраций происходящих в различного рода насосах, конденсаторах, аппаратах с вакуумом. При разработке подобных систем необходимо решать сложную задачу оптимизации энергозатрат, так как применение схем повышающих технологичность и техносферную безопасность сушильного оборудования существенно повышает энергозатраты процесса сушки [7].
Определенным способом решения задачи утилизации сушильного агента с парами растворителей или парами влаги, является применение схем циркуляции газа. При этом необходимо добиваться минимальной разности температур отработанного газа и окружающей среды. Как показывает опыт, сушильные установки с низкой температурой отходящих газов являются наиболее экономически выгодными. Однако при понижении температуры отходящих газов соответсвенно с законами энергосбережения возрастают габаритные размеры сушильных установок и повышаются затраты на их сооружение и обслуживание. Определенную перспективу имеет применение отработанного сушильного агента для обогрева рабочей зоны или административных помещений при работе аппарата в цеху в зимнее время, однако применение подобного рода утилизации отработанного сушильного агента возможно только по предварительной его обработке и отсутствии в нем экологически вредных примесей.
Появление определенной концентрации пыли в сушилке может привести к её возгоранию или взрыву, поэтому при высушивании подобных продуктов в схемах с циркуляцией необходимо применение элементов улавливания пыли, очистки загрязнений со стенок сушильных камер и теплообменного оборудования, а так же реализация мер по предотвращению возгорания и взрыва.
Литература
1. Пахомов, А.Н. Экспериментальная установка для сушки жидких дисперсных продуктов в кипящем слое инертных тел/Пахомов А.Н., Волостных С.Г., Ельцов А.Г., Шуваев А.С.// Новый университет. Серия: Технические науки. 2015. № 3-4 (37-38). С. 97-100.
2. Гатапова, Н.Ц Особенности механизма и кинетики сушки жидких дисперсных продуктов на подложках/Гатапова Н.Ц., Пахомов А.Н., Пахомова Ю.В.//В сборнике: Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов в различных отраслях промышленности и агропромышленном комплексе сборник научных статей Первых Международных Лыковских научных чтений, посвященных 105-летию академика А.В. Лыкова. Москва, 2015. С. 42-47.
3. Пахомов, А.Н. Кинетические особенности сушки капель жидких дисперсных продуктов на подложках/Пахомов А.Н., Гатапова Н.Ц., Пахомова Ю.В.// В сборнике: Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов в различных отраслях промышленности и агропромышленном комплексе сборник научных статей Первых Международных Лыковских научных чтений, посвящённых 105-летию академика А.В. Лыкова. Москва, 2015. С. 81-83.
4. Пахомов, А.Н. Сушка капель жидких дисперсных продуктов/ А.Н. Пахомов, Ю.В. Пахомова -М.: Издательство «Перо», 2013. - 122с.
5. Пахомов, А.Н. Исследование характера кипящего слоя в сушилке с инертными телами /А.Н. Пахомов, С.Г. Скрипникова, А.О. Сироткин, Р.С. Загребнев//Инженерный вестник Дона, 2016, №1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2016/3547
6. Пахомов, А.Н. Зависимость качественных характеристик готового продукта от режима сушки в аппаратах с кипящим слоем инертных тел/ Пахомов А.Н., Скрипникова С.Г., Сироткин А.О., Загребнев Р.С.//Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 4-1. С. 130132.
7. Пахомов, А.Н. Возможности интенсификации теплообмена в сушилке с кипящим слоем инертных тел/Пахомов А.Н., Скрипникова С.Г., Сироткин А.О., Загребнев Р.СУ/Science Time. 2016. № 3 (27). С. 381-383.
