CC BY
24Статья поступила в редакцию 24.09.13. Ред. рег. № 1782
The article has entered in publishing office 24.09.13 . Ed. reg. No. 1782
УДК 666.694
ПУТИ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ ПЫЛИ ИЗВЕСТИ В АТМОСФЕРУ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1 2 Н.М. Сергина, Е.А. Семенова , Т. О. Кондратенко
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет Ул. Академическая, 1, г. Волгоград, 400074, Россия Тел.: (8442) 96-98-26, факс (8442) 97-49-33, e-mail: kaf_bgdvt@mail.ru 'Северо-Кавказский федеральный университет ул. 40 лет Октября, 56, Пятигорск, 357500, Россия Тел.: +7 (879) 398-46-76, e-mail: dekannn@mail,ru 2Ростовский государственный строительный университет ул. Социалистическая, 162, Ростов-на-Дону, 344022, Россия Тел.: +7(863)201-90-08
Заключение совета рецензентов: 30.09.13 Заключение совета экспертов: 05.10.13 Принято к публикации: 10.10.13
Для улавливания пыли извести предложена компоновка установки обеспыливания с вихревыми аппаратами на встречных закрученных потоках (ВЗП). Приводятся данные о результатах опытно-промышленных испытаний установки.
Ключевые слова: запыленность воздушной среды, установки обеспыливания, вихревой пылеуловитель со встречными закрученными потоками, системы аспирации, локализующие устройства.
WAYS OF LIME DUST EMISSION DECREASE INTO ATMOSPHERE AT CONSTRUCTION MATERIALS PRODUCTION
N.M. Sergina, E.A. Semenova1, T.O. Kondratenko2
Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering 1 Academic St., Volgograd, 400074, Russia Tel.: (8442) 96-98-26, fax (8442) 97-49-33, e-mail: kaf_bgdvt@mail.ru 1North Caucasus Federal University 56, 40 October St., Pyatigorsk, 357500, Russia Tel.: +7 (879) 398-46-76, e-mail: dekannn@mail.ru 2Rostov State University of Civil Engineering 162, Socialisticheskaya St., Rostov-on-Don, 344022, Russia Tel.: +7 ( 863) 201-90-08
Referred: 30.09.13 Expertise: 05.10.13 Accepted: 10.10.13
Scheme of dedusting device with dust collectors with counterclaims swirling flows (CSF) is proposed for perception of lime dust. Data on experimental results of the dedusting device are described.
Keywords: dust concentration in air, dedusting device, vortex dust collector with counterclaims swirling flows.
Елена Анатольевна Семенова
Сведения об авторе: канд. техн. наук, декан факультета Область научных интересов:
охрана труда, экологичность и безопасность строительства. Публикации: более 20.
Татьяна Олеговна Кондратенко
Сведения об авторе: старший преподаватель РГСУ.
Область научных интересов:
обеспечение экологической безопасности в производстве строительных материалов и изделий. Публикации: 11.
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 12 (134) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
Н.М. Сергина и др. Пути снижения выбросов пыли извести в атмосферу при производстве строительных материалов
Введение
Общеизвестно, что в производстве строительных материалов большинство технологических операций связано с приготовлением (дробление, помол), классификацией, перемещением, перемешиванием, обжигом и т.п. порошкообразных материалов. Каждый из этих процессов сопровождается интенсивным пы-левыделением. В сложившейся экологической обстановке даже при относительно низких начальных концентрациях это повышает техногенное воздействие на окружающую природную среду, а также влечет за собой потери ценных компонентов и рост затрат на обработку воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.
Результаты и обсуждение
Исключениями не являются как производство извести, так и производства строительных материалов с ее использованием - бетонов (в том числе, газобетона), растворов, вяжущих, силикатного кирпича и т.д.
При решении проблемы снижения запыленности воздушной среды на таких предприятиях необходимо учитывать следующее. С одной стороны, при проведении технологических процессов в воздух помещения выделяется пыль, основная масса частиц которой имеет размеры до 20 мкм (рис. 1). Такие частицы плохо улавливаются локализующими устройствами, долго витают в воздухе рабочей зоны и выносятся в атмосферу системами общеобменной вентиляции и через открываемые строительные и технологические проемы.
С другой стороны, по результатам многочисленных натурных обследований было установлено, что выбросы пыли извести на отдельных производствах превышают ПДВ в 1,1-1,6 раза, что свидетельствует о низкой эффективности установок обеспыливания выбросов.
Проведенный анализ показал, что установки, применяемые для улавливания пыли извести, как правило, двух- или трехступенчатые. В качестве первой ступени применяются циклон или пылеосадительная камера, в качестве второй ступени - циклон, в качестве третьей - рукавный фильтр или электрофильтр. Компоновка систем осуществляется по разомкнутой схеме, т.е. запыленный поток последовательно проходит аппараты всех ступеней очистки и затем выбрасывается в атмосферу или в рабочую зону [1].
Наибольшее распространение на рассматриваемых производствах получили циклоны ЦН-15 конструкции НИИОГАЗ [2]. К достоинствам циклонов следует отнести простоту конструкции и отсутствие движущихся элементов. Вместе с тем, низкая эффективность при улавливании мелкодисперсной пыли, большие затраты энергии на создание вращающегося потока в верхней части, высокий абразивный износ являются недостатками этих пылеуловителей [2]. Кроме того, для циклонов, работающих под разрежением, характерны значительные подсосы воздуха через шлюзовые затворы [2].
Рис. 1. Результаты дисперсионного анализа пыли в воздухе
рабочей зоны у смесителя в производстве газобетона Fig. 1. Results of dust dispersion analysis in air of working area near a mixer at aerated concrete production
Рукавные фильтры чувствительны к колебаниям воздушной нагрузки, громоздки, занимают много места и требуют высококвалифицированного обслуживания. Кроме того, к их недостаткам можно отнести низкую скорость фильтрации и неудовлетворительную работу встряхивающих механизмов рукавов, что приводит к их быстрому износу, порыву и не позволяет обеспечить устойчивую работу системы аспирации [2].
К наиболее эффективным пылеуловителям относятся электрофильтры Гидравлическое сопротивление электрофильтра при его правильной эксплуатации значительно ниже, чем у большинства других пылеуловителей. К недостаткам электрофильтров относятся их высокая чувствительность к поддержанию параметров очистки, а также высокая требовательность к уровню обслуживания [2].
Аппараты мокрой очистки в производстве извести используются крайне редко, во-первых, из-за специфических свойств пыли, во-вторых, из-за необходимости устройства систем для удаления шлама и хозяйства очистки использованной воды.
В последнее время в различных производствах для обеспыливания выбросов в атмосферу все шире применяются вихревые аппараты на встречных закрученных потоках (ВЗП) [3]. Эти пылеуловители имеют конструктивное исполнение, подобное циклонам, но отличаются наличием двух входных патрубков для подачи запыленного потока на очистку. Наличие вторичного входного патрубка позволяет значительно разнообразить схемы компоновки обеспыливающих установок. Кроме того, аппараты ВЗП отличаются от циклонов более высокой эффективностью, большей устойчивостью к колебаниям воздушной нагрузки и концентрации пыли, большей устойчивостью к абразивному износу.
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 12 (134) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
Энергетика и экология
Рис. 2. Схема предлагаемой установки пылеулавливания: 1 - вентилятор; 2 - разделитель-концентратор; 3, 4 - пылеуловители ВЗП; 5, 6 - раскручиватели потока; 7 - тканевый пылеуловитель; 8, 15, 16 - воздуховоды; 9, 12 - верхние входы пылеуловителей; 10, 13 - нижние входы пылеуловителей; 11, 14 - шлюзовые затворы; 17-20 - регулирующие заслонки Fig. 2. Proposed scheme of dedusting device:
1 - fan; 2 - splitter concentrator; 3, 4 - CSF dust catcher; 5, 6 - flow straighteners; 7 - cloth duster; 8, 15, 16 - air ducts;
9, 12 - upper inputs precipitators; 10, 13 - lower inputs precipitators; 11, 14 - locking gates; 17-20 - regulating valve
Для улавливания пыли извести предложена компоновка установки обеспыливания с вихревыми аппаратами ВЗП (рис. 2) [4].
Отличительной особенностью системы является:
- установка на выходе из инерционных аппаратов раскручивателей потока;
- использование разделителя-концентратора, вход которого через вентилятор подключен к выходу из раскручивателя потока аппарата ВЗП второй ступени, а его выход через регулировочные заслонки подключен к верхнему входу пылеуловителя первой ступени и к нижним входам аппаратов ВЗП первой и второй ступени;
- дополнительная установка тканевого фильтра для тонкой очистки выходящего из системы воздуха.
Запыленный воздух из системы локализующей вентиляции поступает по воздуховоду 8 в пылеуловитель 3, имеющий верхний (9) и нижний (10) входы и шлюзовой затвор 11.
Аналогично пылеуловитель 4 снабжен верхним (12) и нижним (13) входами и шлюзовым затвором 14.
Раскручиватель потока 6 пылеуловителя 4 соединен со всасывающим отверстием вентилятора 1. Выходное отверстие вентилятора 16 соединено с тканевым фильтром 7, а также с разделителем-концентратором 2, выходы которого присоединены к входам вихревых инерционных пылеуловителей 3 и 4 следующим образом: поток с меньшей концентрацией пыли соединен с нижним входом 10 первого пылеуловителя 3 и нижним входом пылеуловителя 4; поток с большей концентрацией пыли из разделителя-концентратора 2 поступает в верхний вход пылеуловителя 3.
Расход воздуха, подаваемого на нижние входы вихревых пылеуловителей, регулируется заслонками 17 и 18, подача воздуха в верхний вход пылеуловителя первой ступени - заслонкой 19.
Результаты опытно-промышленных испытаний системы показали, что при уменьшении расхода очищенного воздуха, возвращаемого в аппарат ВЗП первой ступени, эффективность пылеулавливания существенно снижается. Это объясняется тем, что при увеличении объема возвратного потока увеличивается отношение расхода, подаваемого на нижний вход, к расходу, подаваемому на верхний вход аппарата ВЗП, что приводит к снижению степени очистки пылеуловителей первой и второй ступени и, следовательно, к снижению эффективности всей системы в целом [1].
Заключение
Решение проблемы снижения запыленности воздушной среды предприятий строительных материалов, на которых производится и используется известь, предусматривает, помимо технологических и организационных мероприятий, совершенствование отдельных элементов систем аспирации, в первую очередь, локализующих устройств и установок обеспыливания.
Список литературы
1. Семенова Е.А. Совершенствование схем компоновки систем обеспыливания для локализующей вентиляции в производстве извести: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Волгоград, 2013.
2. Азаров В.Н., Гутенев В.В. и др. Безопасность жизнедеятельности: учебник для ВУЗов. М., Волгоград: Прин-ТЕРРА, 2009.
3. Азаров В.Н. Комплексная оценка пылевой обстановки и разработка мер по снижению запыленности воздушной среды промышленных предприятий: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Ростов-на-Дону. 2004.
4. Сергина Н.М., Азаров Д.В., Семенова Е.А. Установка пылеулавливания в системе локализующей вентиляции для промышленности стройматериалов // Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях: Матер. все-росс. науч.-практ. конф. 09.04.2013 г. Ставрополь: Изд-во СКФУ, 2013. С. 93-94.
References
1. Semenova Е.А. Soversenstvovanie shem komponovki sistem obespylivania dla lokalizuüsej ventilacii v proizvodstve izvesti: Avtoref. dis. ... kand. tehn. nauk. Volgograd, 2013.
2. Azarov V.N., Gutenev V.V. i dr. Bezopasnost' ziznedea-tel'nosti: ucebnik dla VUZov. M., Volgograd: PrinTERRA. 2009.
3. Azarov V.N. Kompleksnaa ocenka pylevoj obstanovki i razrabotka mer po snizeniü zapylennosti vozdusnoj sredy promyslennyh predpriatij: Avtoref. dis. ... d-ra tehn. nauk. Rostov-na-Donu, 2004.
4. Sergina N.M., Azarov D.V., Semenova Е.А. Ustanovka pyleulavlivania v sisteme lokalizuüsej ventilacii dla promyslennosti strojmaterialov // Aktual'nye problemy bezopasnosti ziznedeatel'nosti i zasity naselenia i territorij v crezvycajnyh situaciah: Materialy vseross. nauc.-prakt. konf. 09.04.2013 g. Stavropol': Izd-vo SKFU, 2013. S. 93-94.
Транслитерация по ISO 9:1995
Г'-": — TATA — (_XJ
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 12 (134) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
