CC BY
39
УДК 66.074.6
Е.А. Афонина, A.M. Гусев
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова»
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДИСПЕРСНОГО
СОСТАВА ПЫЛИ ПРИ САНИТАРНОЙ ОЧИСТКЕ ГАЗОВ
Дисперсный состав является важнейшей характеристикой пылей и имеет решающее значение при выборе систем и аппаратов очистки газов металлургического производства [1,2], так как основной круг вопросов по расчету и выбору оборудования связан именно с этим параметром [3]. Кроме того, в связи с введением приказа Министерства природных ресурсов и экологии РФ №579 от 31.12.2010 возникает задача определения массового содержания частиц пыли во фракциях [0-2,5] и [0-10] микрометров в выбросах вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух.
Для определения параметров дисперсного состава пыли (стоксовский медианный диаметр dm и среднеквадратичное отклонение о) возможно использовать методы:
> центробежной воздушной сепарации;
> каскадной (струйной) импакции;
> седиментации (как правило, жидкостной),
каждый из которых позволяет определить стоксовский диаметр частиц, который необходим для описания их движения как в газоочистных аппаратах, так и в атмосферном воздухе.
Методы центробежной воздушной сепарации и каскадной (струйной) импакции дают возможность определять параметры дисперсного состава непосредственно в газовом потоке, однако их применение на практике связано с определенными трудностями. Дело в том, что одним прибором можно замерить параметры дисперсного состава только в 1-й точке, а их в сечении газохода должно быть в зависимости от диаметра от 9-12 (для прямоугольного и круглого сечений соответственно) до 40. Поскольку время отбора навески пыли на центробежный сепаратор или каскадный импактор даже при высокой запыленности газа (на входе в пылеулавливающий аппарат) составляет 5-10 мин, то для одного измерения понадобится несколько часов (рис. 1).
Если учесть, что на рис.1 приведены результаты без учета времени для определения скоростей газового потока в точках за-
мера, необходимых для обеспечения изокинетичности отбора, то становится очевидным. что применение методов центробежной воздушной сепарации и каскадной (струйной) импакции для контроля параметров дисперсного состава пыли связано со значительными затратами времени.
<и о. со
од
0,4
0,5
0,2 0,3
Запыленность газа, г/м3
Рис.1. Время отбора навески пыли на каскадный импактор в зависимости от запыленности газа
В связи с тем, что измерение параметров дисперсного состава методом каскадной импакции и центробежной воздушной сепарации связано с большими временными затратами, предлагается применить седиментометрический метод определения параметров дисперсного состава исходной пыли по измеренным параметрам уловленной.
Проведенные исследования показали (рис. 2, 3), что существует зависимость параметров уловленной пыли от:
> параметров исходной пыли;
> вида пылеулавливающего аппарата;
> эффективности пылеулавливания.
Это дает возможность определить медианный диаметр ^ и среднеквадратичное отклонение исходной пыли СКОи (поступающей на вход пылеулавливающего аппарата) по медианному диаметру и среднеквадратичному отклонению СКОу уловленной пыли, которые определяются седиментационным методом.
1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50
0,750 0,800 0,850 0,900 0,950 1,000
—d и/dmy —■— С КО и/С КО у
Рис. 2. Параметры распределения уловленной в центробежном аппарате пыли в зависимости от степени улавливания
1,2000 1,1000 1,0000 Э,9000 Э,8000 Э,7000 Э,6000
0,8900 0,9100 0,9300 0,9500 0,9700 0,9900
—dn/dy -И-СКОи/СКОу
Рис. 3. Параметры распределения уловленной в электрофильтре пыли в зависимости от степени улавливания
У -1 ; -R' ,4б7х +; = 0,993 -г - 5 L470
у Z L41 6) к - ] L46 9
R г 0, 9988
Для реализации этого метода необходимо:
> определить эффективность пылеулавливания;
> взять пробу пыли из бункера пылеулавливающего ап-
парата;
> определить (для 5 - 10 проб) параметры дисперсного
состава уловленной пыли Ьту и СКОу методом седиментации (прибор ФСХ-6);
> рассчитать средние значения и интервалы изменения
медианного диаметра и среднеквадратичного отклонения уловленной пыли.
Дальнейший расчет проводится по программе, которая методом последовательных приближений по полученным данным для уловленной пыли и эффективности аппарата определяет параметры дисперсного состава исходной. Следует отметить, что поскольку при очистке газов в высокоэффективных аппаратах (электрофильтрах) параметры уловленной и исходной пыли отличаются незначительно, а диапазон изменения значений эффективности гораздо меньше, чем у аппаратов средней очистки (циклоны, скруббера), предложены соответственно две программы.
При определении параметров для высокоэффективного аппарата вводятся данные (медианный диаметр Ьту, СКОу уловленной пыли и величина эффективности) и с помощью коэффициентов выбираются границы диапазона, в которых рассчитывается значения величин параметров Ьи№у и СКОиЮКОу, зная которые определяются искомые параметры методом линейной интерполяции.
Определение параметров для менее эффективных аппаратов производится по той же методике, однако диапазон возможных эффективностей выбирается более широким, а узкий диапазон, внутри которого осуществляется интерполяция, выбирается автоматически.
Предлагаемая методика позволяет определить параметры дисперсного состава пыли на выходе из аппарата в интервалах [02.5] и [0-10] микрометров как
ф (а ) = ф (й ) - Ф (й ),
вых ^ инт ' вх^ инт' уловл^ инт''
где Ф(ЬИНТ), Ф(йинт), Ф(йинт) - интегральное массовое содержание частиц в интервале размеров [0, Ьинт] соответственно на входе в аппарат, на выходе из аппарата и уловленной; Ьинт - граница интервала.
Список литературы
1. Гусев A.M., Черчинцев В.Д., Дробный О.Ф. Снижение выбросов оксидов азота и пыли при агломерации // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Колокольцева. Вып. 8. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. С. 215 - 220.
2. Гусев A.M., Черчинцев В.Д., Дробный О.Ф.Реконструкция системы очистки пылегазовоздушных смесей, отводимых от аг-ломашин № 11, 12 // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Колокольцева. Вып. 8. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. С.201 - 204.
3. Гусев A.M., Афонина Е.А., Черчинцев В.Д. Разработка системы регенерации рукавных фильтров // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. тр. Вып. 6. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. С. 198 - 201.
УДК 502:669.1
Т.В. Свиридова, С.У. Шайхина, З.М. Кутляхметова, A.A. Пелагеина
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
ПРИРОДООХРАННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
В настоящее время в результате интенсивного развития промышленности резко усилилось антропогенное влияние на природу. Опасность истощения природных ресурсов становится все более очевидной. В России загрязнения атмосферного воздуха, пресной воды и почвы приняли глобальный характер, особенно в регионах с развитой тяжелой промышленностью.
Строительство большинства металлургических предприятий пришлось на начало XX века. Вопросы охраны окружающей среды во время индустриализации были неактуальными. Строительство природоохранных объектов на предприятиях металлургической отрасли началось лишь в 70-80-х годах прошлого столетия [1].
