CC BY
89
О ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЯХ ОТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ГИПСОВОГО ПРОИЗВОДСТВА В РАБОЧУЮ ЗОНУ
Луканин Денис Викторович
аспирант ВолгГАСУ, г. Волгоград Назарова Марина Александровна
магистр ВолгГАСУ, г. Волгоград E-mail: Nazarova.64@yandex.ru Бдоян Элиза Рушановна
магистр ВолгГАСУ, г. Волгоград
ABOUT THE DUST EJECTION OF GYPSUM PRODUCTION IN THE
WORKING AREA
Denis Lukanin
Postgraduate VSUACE, Volgograd Marina Nazarova Magister VSUACE, Volgograd E-mail: Nazarova.64@yandex.ru
Eliza Bdoyan Magister VSUACE, Volgograd
АННОТАЦИЯ
Описаны основные особенности производств гипсовых вяжущих, связанные с пылевыделениями в рабочую зону.
ABSTRACT
Describes the basic features of the production of gypsum binders connected with ejection of dust in the working area.
Ключевые слова: аспирация; пыль; рабочая зона.
Keywords: aspiration; dust; work area.
В настоящее время в строительстве широкое применение нашли смеси на основе гипса. Технологический процесс производства гипса сопровождается выделением значительного количества пыли, которая попадает, прежде всего, в рабочую зону и наносит большой вред здоровью задействованного в производстве рабочего персонала.
Производство гипса начинается с добычи гипсового камня размером 0—
900 мм из карьера, откуда он транспортируется в щековую дробилку, где он дробится до фракции 20—60 мм. Падение сырья с транспортера и сам процесс дробления сопровождается пылевыделением. Измельчённый материал, пройдя железоотделитель, подаётся в мельницы тонкого помола. Тонкий помол гипсового камня может осуществляться в аэробильных, шахтовых, роликовомаятниковых, шаровых, молотковых и других мельницах. Основной помольной установкой для измельчения гипса является шахтная мельница, представляющая собой молотковую мельницу с гравитационным сепаратором. В мельнице происходит измельчение гипсового камня фракции 0—60 мм, который поступает в бункера исходного материала.
Далее материал поступает через барабанные и шлюзовые затворы в винтовые конвейеры, с помощью которых загружается гипсоварочный котел. Находящийся в котле гипс нагревается до температуры дегидратации. В процессе обезвоживания он опускается вниз и отводится в камеру охлаждения.
Гипс, измельченный в загрузочном бункере гипсоварочного котла, пневматически разрыхляется. Для аэрации гипса подается воздух с помощью ротационной воздуходувкой в лотки загрузочного бункера гипсоварочного котла.
Готовый продукт выгружается из котла в приемный бункер, откуда механическим или пневматическим транспортом передается в силосные склады для хранения [2].
Модифицируя технологические условия производства, можно добиться значительного различия свойств готового продукта на выходе, например, используя неоднородное исходное сырье различных месторождений, скорость и длительность нагревания.
Таким образом, анализируя технологию производства гипсового вяжущего, можно выделить основные источники выделения пыли, которыми являются транспортеры, узлы перегрузки, дробилки, мельницы, гипсоварочный котел, охладители. Концентрация гипсовой пыли в выделениях от данного оборудования в рабочую зону в среднем составляет 0,1—10 кг/ч, что
представляет собой опасность для персонала без устройства систем аспирации. Наибольшему влиянию пыли гипсовых производств подвержены органы дыхания, в меньшей степени кожа, глаза, кровь и желудочно-кишечный тракт. При действии пыли на органы дыхания возможно возникновение таких заболеваний как пневмокониоз, бронхиальная астма, пылевой бронхит, пневмония, бериллиоз. Раздражающие вещества, находящиеся в пыли, нередко вызывают поражение переднего отрезка глаз. Ожоги роговицы с последующим образованием рубцовых изменений, приводящие даже к полной потере зрения возможны в более тяжелых случаях, а коньюктивиты и каротоконьюктивиты развиваются в более легких случаях. Поэтому в производственных условиях обязательна локализация пылевыделений от оборудования посредством систем аспирации.
При расчете параметров систем аспирации таких как: расход удаляемого воздуха от технологического оборудования, размер рабочих сечений местных отсосов, скоростей движения воздуха в системе необходимо иметь данные о свойствах обрабатывающихся материалов и выделяющейся пыли. Основными свойствами, участвующими в расчете (плотность, аэродинамические свойства, дисперсность частиц) [3].
Гипсовая пыль является сильнослипающейся. Медианный диаметр составляет обычно 20—80 мкм.
Также для пылевыделений от оборудования производства гипса
-5
кажущаяся плотность пыли составляет около 1450 кг/м , насыпная плотность — 1350 кг/м3.
Частицы, с формой, отличной от шарообразной, характеризуются эквивалентным диаметром dэ, равным диаметру шара с объемом равным объему данной частицы [1]:
-5
где: Vш — объём шара, м .
Для частиц, форма которых отличается от формы шара, используется динамический коэффициент формы Фд, предложенный Н.А. Фуксом, и представляющий собой отношение сопротивления движению частицы неправильной формы к сопротивлению для сферической частицы того же объёма. В общем случае динамический коэффициент формы может быть определён из системы уравнений:
где: dчЭ — эквивалентный по объёму диаметр частиц, мкм;
d чS — седиментационный диаметр, определяемый как диаметр шара с той же плотностью, скоростью оседания и массой, что и частица неправильной формы диаметром dчЭ.
Для определения динамического коэффициента формы частиц в зависимости от параметра Рейнольдса и геометрического коэффициента формы рекомендуются следующие уравнения:
Фд = ( 0,843^------1
0,065Ф,
Фд = Фг0'9 КеО'15^ Фд = 1+пд 4ф,-1)
при Rеч<0,2;
(3)
при 0,2 < Rеч < 2 -103; (4)
при Rеч > 2 -103. (5)
1
Для плоских и угловатых частиц значение Фг и *¥ составляют 1,19 и 0,84 соответственно.
Также свойства пыли учитываются при подборе пылеочистного оборудования.
В качестве пылеулавливающего оборудования применяются циклоны как
1 ступень, и электрофильтры как вторая ступень очистки. При работе систем
обеспыливающей вентиляции отмечается низкая эффективность улавливания пыли существующими аппаратами. Так на пример эффективность улавливания гипсовой пыли циклонами составляет 41—63 %, эффективность улавливания пыли электрофильтрами составляет 92—95 %.
Низкая эффективность улавливания гипсовой пыли в циклонах зачастую обусловлена перегрузкой его по воздуху, пыли и мелкодисперсностью пыли. Остаточная большая концентрация пыли в пылегазовом потоке после циклонов приводит к снижению эффективности работы электрофильтра. Кроме того, гипсовая пыль имеет высокое удельное электрическое сопротивление порядка 1х1013 Ом до 5х1013 Ом, что приводит к эффекту обратной короны, поэтому плохо улавливается электрофильтрами. Т. к. дисперсный состав пыли удаляемого от разного оборудования различный, то рационально очистку удаляемого пылегазового потока от оборудования производить отдельно от каждого отсоса.
Широкое применение на гипсовых производствах нашли аппараты на встречных закрученных потоках. Для повышения степени очистки от пыли рекомендуется воздух, отходящий от оборудования очищать в аппаратах ВЗП, затем направлять на дальнейшую очистку. Аппараты ВЗП обеспечивают высокую степень очистки от пыли до 97 %. Применение такой схемы очистки позволяет разгрузить двойной циклон по воздуху и пыли и снизить концентрацию пыли в газопылевом потоке, входящем в электрофильтр.
Таким образом, анализ физико-химических свойств гипсовой пыли имеет большое значение при организации мероприятий, направленных на защиту здоровья персонала, позволяет более точно подобрать пылеулавливающее оборудование и спрогнозировать его работу.
Список литературы:
1. Боглаев В.И. Совершенствование систем локализующей вентиляции в производстве гипса: дис. к-та техн. наук / В.И. Боглаев. — Волгоград, 2007. — 152 с.
2. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов: Учебник для вузов/ Под ред. Тимашева В.В. — М.: Высш. школа, 1980. — 472 с.
3. Строительные материалы: Справочник/ А.С. Болдырев, П.П. Золотов, А.Н. Люсов и др.; Под ред. А.С. Болдырева, П.П. Золотова. — М.: Стройиздат, 1989. — 567 с.
