Защита атмосферы на предприятиях строительной индустрии

По данным НИПИОТстрома, концентрация фенола в технологических газовых выбросах после камер волокноосаждения составляет 30-42 мг/м³, формальдегида - 40-60 мг/м³, после камер полимеризации соответственно 40-60 и 130-200 мг/м³.

При производстве минераловатных изделий наряду с токсичными газами в выбросах содержится значительное количество минеральных волокон и смолистых веществ. В дальнейшем вредные вещества улавливаются в системе газоочистки [1].

Содержание волокон в газах составляет 200-400 мг/м³, а смолистых веществ 1-2 мг/м³. Количество удаляемого аспирационного воздуха из камер волокнообразования составляет около 40000- 50000 м³/ч, а количество волокон, поступающих с воздухом, составляет около 10-20 кг в 1 ч.

3.2.3 Очистка газов от углеводородов, фенола и одоризирующих компонентов

Для очистки газовых выбросов рубероидных и минераловатных заводов от углеводородов, фенола и одоризирующих компонентов могут быть использованы следующие методы: конденсация углеводородов и других компонентов с низкой температурой кипения; сорбция твердыми веществами и жидкостями; глубокое окисление в присутствии катализаторов; термическое обезвреживание.

В условиях предприятий промышленности строительных материалов, когда объемы очищаемых газов невелики, рациональным методом очистки от окиси углерода и углеводородов является термическое обезвреживание путем прямого сжигания вредных газов в автономных топках. Для наиболее полного сжигания газообразные отходы перед подачей в топку перемешиваются с воздухом и подогреваются. В нашей стране газообразные отходы обычно сжигают в печах с циклонной топкой.

Испытания печи дожига, проведенные НИПИОТстромом на Львовском рубероидном заводе, показали, что в результате сжигания количество углеводородов в отходящих газах снизилось на 88%, а окиси углерода на 92%. Одновременно снизилось содержание сероводорода, который в результате окисления превратился в серный ангидрид.

Тепло, выделяемое при сжигании газообразных отходов, может быть использовано для подогрева битума или для получения пара. Иногда газообразные отходы сжигаются в котельных установках со слоевыми или камерными топками. Однако из-за несовершенства горелочных устройств и низкой температуры поступающих на сжигание газов очистка от токсичных и одоризирующих компонентов оказывается неудовлетворительной. Опыты показали, что путем использования специальных горелок и контакта сжигаемого газа с раскаленной поверхностью огнеупорной кладки может быть достигнуто более полное разложение токсичных компонентов.

В последние годы широко распространяются методы каталитического окисления вредных компонентов. Вследствие невысоких температур (150-400 °С), при которых протекает процесс, стоимость каталитического окисления в 2-3 раза ниже стоимости метода высокотемпературного сжигания. Для проведения каталитических процессов требуется сравнительно несложная аппаратура. В качестве катализаторов используют окислы металлов и их сплавов. Чаще всего применяют окислы алюминия А1₂О₃, меди СuО, марганца МnО₂, хрома Сr₂O₃ и композицию из окислов меди, железа и хрома - НТК-7. Катализатор НТК-7 разработан Новомосковским филиалом ГИАП и выпускается промышленностью в виде гранул размером 5x5 мм. За рубежом используют платино-алюминиевые катализаторы, нанесенные на фарфоровые стержни. Данные о рациональных температурах глубокого окисления токсичных и одоризирующих компонентов приведены в табл. 2.

Методы каталитического окисления целесообразно применять при очистке сравнительно небольших количеств газов и невысоком содержании в них токсических компонентов. Широкое использование этого метода сдерживается необходимостью тщательной очистки газов от пыли и смолы перед подачей их на слой катализатора.

Таблица 2. Катализаторы для окисления токсичных газов рубероидного и минераловатного производства

Катализатор	Рабочая температура, °С	Окисляемые компоненты	Степень поглощения токсичных компонентой, %
Платина - в виде керамических стержней, покрытых металлом Окислы железа Окислы хрома Композиция НТК-7 (окислы меди, железа и хрома)	150-400 200-350 400-650 400-600	Фенолы, углеводороды Углеводороды Углеводороды, бензол Углеводороды	99-100 85-95 80-90 90-95

Иногда на первой ступени очистки применяют конденсационный метод. Сущность этого метода заключается в том, что при понижении температуры углеводороды и органические вещества превращаются в туман и осаждаются в холодильниках. В качестве холодильников используют противоточные трубчатые теплообменные аппараты. Путем конденсации можно улавливать фракции с относительно высокой температурой кипения. Поэтому этот метод не может обеспечить достаточную степень очистки при умеренных температурах охлаждающей воды [7].

Более высокая степень очистки газов от токсичных и одоризирующих компонентов может быть получена путем их сорбции твердыми или жидкими поглотителями. При адсорбции в качестве поглотителей можно применять синтетические смолы - цеолиты различных марок и окислы щелочноземельных металлов.

3.3 Обеспыливание газов при производстве керамических изделий

Керамические изделия (плитки для стен и пола, санитарная керамика, трубы, теплоизоляционные штучные и сыпучие материалы) изготовляют на высокомеханизированных предприятиях из различных глин или других неорганических, неметаллических сырьевых материалов (песок, трепел, шлаки и др.). Основные этапы производства этих изделий (подготовка шихты, формование, сушка, обжиг) являются общими для всех видов керамических изделий. Однако сырьевые материалы, оборудование и технологические режимы по отдельным видам изделий зачастую существенно различаются.

Основные процессы в производстве керамики:

1) подготовка многокомпонентной шихты полусухим или пластическим способом; в первом случае сырьевые материалы сушат и измельчают в тонкий порошок, перемешивая его с добавками, а во втором - материалы дробят, разминают и перемешивают с водой;

2) формование сырца путем прессования увлажненного (до влагосодержания 8-10%) порошка на гидравлических или механических прессах либо путем формования тестообразной (влажность 20-25%) пластичной массы на различных по принципу действия и мощности ленточных прессах;

3) сушка - удаление влаги в процессе нагрева сырца газами или другим теплоносителем;

4) обжиг - завершающий, наиболее сложный процесс, разделяющийся на досушку сырца, подогрев, взвар с выдержкой и остывание изделий; этот процесс протекает при различных температурах (900-1600 °С).

Большое значение на предприятиях керамической промышленности имеет проблема борьбы с запыленностью в цехах, создания нормальных санитарно-гигиенических условий труда и защиты окружающей' среды. Керамические заводы оснащены специальными пылеуловителями. Однако эффективность их недостаточна, и запыленность воздуха в производственных помещениях, а также в прилежащей местности превышает иногда допустимые концентрации. Это, кроме того, является следствием недостаточной герметизации помольно-дробильного и транспортирующего оборудования, а также отклонений технологических режимов (повышенное давление в камерах и т.п.) и бездействия местной вентиляции и др.

Высоким пылеобразованием сопровождаются процессы дробления, помола, просеивания и смешивания материалов, а также сушки и обжига изделий. Обжиг глины и каолина во вращающихся печах при температуре около 1500-1600 °С сопровождается обычно уносом от 8 до 25% этих материалов в зависимости от принятого режима. При обжиге доломита вынос пыли достигает 20-25%, а при обжиге магнезита - 15-35%. При шликерном способе получения пресс-порошка обезвоживание шихты, поступающей в виде керамической суспензии, осуществляется в распылительных сушилках при 1100-1250 °С. Башенная сушилка состоит из сушильной камеры, устройств для подачи и распыления суспензии, газооборудования, устройства для сжигания газа, системы регулирования и КИП, а также аспирационно-обеспыливающей системы. Температура отходящих из этих сушилок газов колеблется в пределах 80-120 °С и выше при влагосодержании 160-190 г/м³, а температура отходящих газов вращающихся печей и сушильных барабанов - от 150 до 200 °С при влагосодержании 120-150 г/м³.

Данные о дисперсном составе твердых частиц, содержащихся в аэрозолях керамического производства при различных процессах, приводятся в табл. 3. Наиболее тонкодисперсной является пыль каолина и глины; масса частиц размером менее 5 мкм от общей массы пыли составляет от 20 до 50%. Плотность частиц осажденной пыли (кг/м³): глина 2600-2700, каолин 2500-2600, шамот 2700- 2800, пресс-порошок 2600-2700. Насыпная масса осажденной пыли (в неуплотненном состоянии) составляет (кг/м³): каолин 400, глина 900, шамот 1100, а пресс-порошок 1000.

Таблица 3. Дисперсный состав твердых частиц, содержащихся в газах

Процесс производства и пылевыделяющее оборудование	Содержание частиц (% по массе) при их размерах, мкм
Сушка глины в сушильном барабане	<6	6-10	11-20	21-40	> 40
Сушка и помол глины в шахтной мельнице	2-3	11-11,5	4	43	Остаток
Помол глины в дезинтеграторе Д-1 35 м	22-25	10-12	13-14	25	»
Помол каолина в бегунах70-С	30-35	15-18	20-24	10-12	»-
Просеивание глины в грохоте ГЖ-2	15-20	10-13	18-21	25-27	»
Смешивание глины и шамота в смесителе СМ-27	25-30	10-11	10-11	14-15	»
Сушка пресс-порошка в распылительных сушилках: а) минского комбината	24-26	10-13	34-36	15-17	»
б) ПКБ НИИстройкерамики	30-32	14-15	17-19	20-22	»
в) института Гипростройматериалы	50-53	8-10	10-12	9-10	»
Обжиг шамота во вращающейся печи 2,5X40 м	20-21	9-10	16-18	48-50	»
Прессование плиток коленорычажным прессом «Робот»	28-30	5-6	15-17	35-38	»

Твердые частицы, содержащиеся в аэрозолях керамических производств, отличаются не только вещественным составом, но также высокой дисперсностью, смачиваемостью, слипаемостью, электрическим сопротивлением, отсутствием вяжущих свойств и др. Эти особенности следует учитывать при проектировании и эксплуатации пылеулавливающих систем.

Система очистки дымовых газов в линии подготовки пресс-порошка ШЛ-310

Подготовка пресс-порошка для полусухого прессования керамических изделий невозможна без значительного пылеобразования, поэтому пылегазоочистка и утилизация пыли являются актуальными задачами. Требуют очистки также и печные дымовые газы, содержащие вредные примеси. Эти задачи решаются применением циклона ШЛ-310.06 и скруббера ШЛ-315. От печи обжига кирпича-сырца дымовые газы забираются вентилятором 1 и для разбавления теплоносителя подаются в топку 3 агрегата подготовки сырья 4. Глинистые частицы, через которые проходит теплоноситель, абсорбируют часть вредных примесей, содержащихся в дымовых газах. Вместе с тем образуется большое количество пыли.

Улавливание пыли в скруббере основано:

- на соударении пылевидных частиц с каплями и струйками воды, имеющими различные с частицами пыли скорости по величине и направлению;

- на отбросе частиц пыли под действием центробежных сил на смоченные водой поверхности вентилятора и скруббера.

Этим достигается высокая степень очистки отходящих газов от пыли. Так, например, степень очистки воздуха от размолотой глины, содержащей 49 мас. % частиц, скорость витания которых ниже 1 см/с, составляет 94%.

Осевшие частицы пыли в нижнем конусе скруббера насосом 9 откачиваются в виде шликера в стержневой смеситель ШЛ-313 для увлажнения активированной пыли, подаваемой из планетарной мельницы ШЛ-312, и сырья, поступающего из агрегата ШЛ-302.

После остановки системы очистки дымовых газов возможно осаждение частиц пыли в нижнем конусе скруббера. Для размыва осадка в нижнем конусе скруббера предусмотрен барботаж струями воды, подаваемыми насосом через трехходовой кран с электроприводом. При сушке сырья в агрегате ШЛ-302 из глины испаряется до 15% влаги и уносится с дымом. Часть влаги конденсируется в дымососе и остается в скруббере. Рабочий уровень воды в скруббере поддерживается благодаря переливной трубе 10, через которую излишки воды сливаются.

Технические характеристики скруббера ШЛ-316

Объем очищаемых газов, тыс. м3/ч, до 20
Расход водопроводной воды в смену м3, до 1
Суммарная мощность
установленных двигателей, кВт, до 35
Габаритные размеры, мм, не более:
длина 3000
ширина 1600
высота 7200
Масса (сухая), кг, не более 4000

Применение циклона ШЛ-З10.06 и скруббера ШЛ-315 в технологической линии подготовки пресс-порошка ШЛ-310 комплекса ШЛ-300 позволяет не только использовать бросовые, с традиционной точки зрения, отходы производства кирпича методом полусухого прессования с повышением его прочности, но и повысить экологическую безопасность кирпичного производства, так как двукратная очистка дымовых газов в сочетании с мокрой очисткой обеспечивает снижение вредных, выбросов почти в 100 раз и получение степени очистки газов не менее 99% [4].

Глава 4. Современные способы борьбы с пылеобразованием

4.1 Технологические мероприятия по уменьшению пылеобразования

К мероприятиям, обеспечивающим требования, предъявляемые к состоянию воздуха рабочей зоны производственных помещений, производственному оборудованию и производственным процессам, относятся следующие:

- максимально возможная герметизация пылящего технологического и транспортного оборудования и устройство специальных укрытий у всех мест пылеобразования;

- увлажнение измельченных материалов до поступления в производство и на каждой стадии переработки в пределах, допускаемых технологическим процессом;

- устройство аспирации;

- эффективная очистка воздуха аспирационными системами перед выбросом в атмосферу;

- блокировка аспирационных систем с технологическим оборудованием и автоматизация устройств по увлажнению материала и гидрообеспыливанию;

- устройство приточной вентиляции с продуманным воздухораспределением;

- применение регулярной беспыльной уборки помещений и оборудования от осевшей пыли;

- строгий контроль за состоянием воздуха в цехах и выполнением всех указанных выше мероприятий.

Интенсивность пылевыделения, а, следовательно, и величина запыленности воздуха в рабочей зоне в первую очередь определяются технологическими процессами. Мероприятия, предотвращающие или существенно снижающие пылевыделение, должны предусматриваться в период проектирования производства. После монтажа и ввода объекта в эксплуатацию технологические мероприятия трудно осуществимы, а нередко и невыполнимы.

Наиболее эффективным способом борьбы с пылевыделением является процесс переработки пылящих материалов мокрым способом. При замене «сухих» технологических процессов «мокрыми» пылевыделение устраняется без применения каких-либо дополнительных мер.

В технологической схеме производственного процесса необходимо предусматривать следующее:

- возможно меньшее число промежуточных узлов и мест перегрузок материала;

- сокращение до минимума числа перемещений материалов по горизонтали, применение герметичного дробильно-помольного и рассевного оборудования;

- применение пневматического или других видов закрытого транспорта (шнеки, виброконвейеры, полностью укрытые конвейеры и др.);

минимальную высоту перепадов в местах перегрузок материала (при высоких перепадах необходимо предусматривать специальные устройства по гашению кинетической энергии падающих материалов);

- предварительную мойку измельченных материалов и их увлажнение, где это допустимо; мокрый помол кварцитов и др.

Бункера следует оборудовать устройствами, исключающими их переполнение и полное опорожнение. Остаточный слой материала в бункере должен составлять по высоте не менее 1/3 нижней сужающейся части бункера для предотвращения поступления запыленного воздуха в помещение через питатели или при загрузке бункера.

Уменьшению выделения пыли в производственные помещения способствует автоматизация технологического процесса. При частичной или полной автоматизации работы дробильно-помольного оборудования наряду с улучшением технологического процесса уменьшается число людей, работающих в запыленной атмосфере. При автоматической загрузке все оборудование работает более ритмично, благодаря чему значительно уменьшается возможность пылеобразования [7].

Наибольшая эффективность работы обеспыливающей вентиляции (аспирации) достигается в том случае, когда пыль удаляется в месте образования. Это может быть обеспечено при устройстве у пылящего оборудования укрытий. Правильно сконструированное и выполненное укрытие является важнейшим элементом аспирационной системы. Укрытия должны быть неотъемлемой частью машин и изготовляться заводами - поставщиками оборудования.

При разработке конструкций укрытий и аспирационных систем необходимо особое внимание уделять вопросам уменьшения уноса пыли в вентиляционную сеть. Чем меньше пыли увлекается удаляемым воздухом, тем меньше теряется ценного материала и тем меньше затраты на очистку воздуха.

Отсасывающие воронки на укрытии надо располагать таким образом, чтобы отсос материала был минимальным. Это достигается путем отдаления мест установки отсоса от мест поступления материала в укрытие, устройства укрытий с двойными стенками и установки отбойных щитков.

4.1.1 Вибрационная дезинтеграция - универсальная технология для переработки материалов

При производстве сухих строительных смесей, состоящих из тонкодисперсных порошков с максимальной крупностью частиц, эквивалентной цементной, ставят следующие задачи:

-- обеспечить максимальную плотность изделия:

-- достичь высокой прочности каркаса изделия;

-- улучшить обрабатываемость изделия;

-- снизить водопоглошение;

-- сократить затраты на производство.

Сущность процесса в этих машинах заключается в принудительном самоизмельчении материала внутри собственного слоя под действием виброимпульсного сжатия с одновременным сдвигом при дозировании силы воздействия на слой материала до величины предела прочности дефектных поверхностей его структуры. Разрушение осуществляется коническими телами с гладкими поверхностями. Намол металл мелющих тел в продукт не превышает 12 г на 1 т. в отличие от 1-2 кг намола металла на 1т продукта в шаровых мельницах.

Вибрационная дробилка-мельница универсальна для переработки материала любой прочности и может по желанию владельца производить щебень, цемент, порошки мрамора, керамики, пигментов и т.д. Процесс измельчения может осуществляться всухую или с подачей воды. Если требуется получить очень тонкие частицы, то измельчение ведут в замкнутом цикле с пневмосепаратором или гидроциклоном. Степень измельчения плавно регулируется от 4 до 100, причем перенастройка машины осуществляется немедленно и плавно с помощью тиристорного преобразователя частоты тока в цепи приводного электродвигателя.

Промышленная эксплуатация КИД-300 для измельчения материалов, применяемых в производстве электротехнического фарфора, позволяет сделать вывод о целесообразности широкого применения таких дробилок для упомянутых целей и для получения сухих строительных смесей. Так, при замене существующих традиционных линий переработки с применением шаровой мельницы на схему, базирующуюся на КИД-300, достигнуты следующие эффекты [7]:

-- более чем в 1,5 раза увеличивается производительность;

— на 6 единиц оборудования сокращается технологическая линия дробления;

— более чем в 7 раз снижаются общие энергозатраты и т.д.

4.2 Основные типы современных аппаратов для улавливания пыли

Аппараты, применяемые для очистки воздуха от пыли, подразделяются на два основных вида: воздушные фильтры и пылеуловители. Такое разделение оборудования несколько условно, но позволяет довольно четко обозначить область его применения. Воздушные фильтры служат для очистки наружного воздуха, подаваемого в производственные помещения, пылеуловители - для очистки воздуха, удаляемого системами аспирации, от пыли перед выбросом его в атмосферу.

Современная техника пылеулавливания позволяет добиться практически полного осаждения пыли. Однако следует иметь в виду, что с увеличением эффективности пылеулавливающей установки возрастают затраты на очистку воздуха. Требования к очистке вентиляционных выбросов устанавливаются в зависимости от степени вредности выбрасываемой пыли и экономических соображений.

Эффективность пылеосаждения определяется, прежде всего, величиной осаждаемых частиц. Чем крупнее пыль, содержащаяся в запыленном воздухе, тем легче ее осадить, применив даже простейшие аппараты. Кроме того, на эффективность пылеулавливания влияют и другие свойства пыли: слипаемость, влажность, удельный вес, геометрическая форма пылинок и др. Учесть столь многочисленные факторы при расчете эффективности пылеуловителей - задача чрезвычайно сложная. В конструкциях всех известных аппаратов используются немногочисленные принципы осаждения пылевых частиц. Пылевые частицы могут выделяться из воздушного потока под действием гравитационных сил. Эти силы невелики, поэтому пылеуловители, основанные на использовании этих сил, не могут удовлетворить современным требованиям, предъявляемым к очистке газов. Широкое применение нашли пылеуловители, основанные на действии инерционных и электрических сил, а также пылеулавливание с помощью фильтрации запыленного воздуха через пористые материалы и осаждения пыли на смоченные поверхности.

Силы молекулярной диффузии при выделении частиц из воздуха проявляются в большей мере при уменьшении их крупности. При размере частиц d 0,2 мкм молекулярная диффузия является основным фактором, определяющим их осаждение. Турбулентная диффузия оказывает большое влияние на осаждение частиц размером до 30 мкм. Такие частицы полностью увлекаются турбулентными пульсациями. Поэтому при диффузионном осаждении частиц силы инерции играют важную роль, а в практике обеспыливания запыленного воздуха являются определяющими.

Инерционное отделение частиц в криволинейных воздушных потоках происходит под действием центробежной силы.

Инерционное отделение частиц в прямолинейных потоках происходит при обтекании препятствий. Осаждение пылевых частиц в этом случае обусловливается отклонением воздушных потоков при соприкосновении с перфорированными поверхностями, волокнами, каплями жидкости и т. п. Эффективность осаждения определяется соотношением числа частиц, соударяющихся с препятствием, с числом частиц, которые пересекли бы контур препятствия, если бы последнее не отклоняло воздушный поток. Выделение частиц объясняется торможением потока, несущего частицы, вблизи передней критической точки обтекания - точки застоя, образующейся у препятствия. Скорость частиц замедляется, они теряют инерцию и в результате действия поперечных составляющих скорости потока выносятся параллельно поверхности.

Осаждение частиц на препятствии происходит в случае их соприкосновения. Эффект осаждения существенно увеличивается, когда размеры частиц соизмеримы с размерами препятствия. В высокоэффективных матерчатых и нетканых пылеуловителях диаметр волокон является величиной одного порядка с размерами улавливаемых частиц. Это не относится к крупным частицам, которые в этом случае улавливаются как ситом.

Существенное влияние на осаждение частиц оказывает способность их к смачиванию. Если частицы плохо смачиваются, то поверхность жидкости около частицы приобретает вогнутую форму, т.е. силы поверхностного натяжения жидкости препятствуют погружению в нее частицы. Для снижения сил поверхностного натяжения воды и улучшения смачивания вводят специальные вещества - ингибиторы. Смачиваемость пылевых частиц уменьшается с уменьшением их крупности. Даже такой гидрофильный минерал, как кварц, в виде порошка трудно смачивается водой. Независимо от вида материала частицы менее 5 мкм относятся к несмачиваемым.

Пленками воды в мокрых пылеуловителях удерживаются частицы, движение которых характеризуется значением Re >5. Частицы пыли, погружающиеся в пленку воды на глубину, меньшую своего радиуса, при плохом смачивании водой могут быть снова вынесены воздушным потоком. При значении Re > 1000 и толщине пленки воды менее 10 диаметров частиц возможен отскок частиц от твердой поверхности, покрытой водяной пленкой, и их унос воздушным потоком [1].

Осаждение частиц пыли в пористых слоях происходит в результате одновременного действия всех рассмотренных механизмов пылеосаждения. Теория фильтрации в пористых слоях разработана недостаточно полно, так как учесть многочисленные факторы, влияющие на осаждение пыли, - задача чрезвычайно трудная. Расчет эффективности пылеуловителей производится главным образом на основе опытных данных.

Методы обеспыливания с помощью звуковых генераторов требуют дальнейших исследований. Существенным недостатком акустических методов обеспыливания являются значительная стоимость оборудования и большие эксплуатационные издержки. В нашей стране эти методы пока не нашли широкого применения и в настоящей работе не рассматриваются.

Выбор метода очистки и пылеуловителя в основном зависит от дисперсного состава и свойств пыли, а также требований, предъявляемых к полноте осаждения частиц. В зависимости от размеров эффективно улавливаемых частиц пыли пылеуловители подразделяются на пять классов

Системы аспирации дымовых и леточных газов производства карбида кальция

Широко применяемые в строительстве и при реконструкции инженерных систем маний и сооружений процессы газопламенной резки и сварки металлов основаны на использовании ацетилена, для получения которого требуется значительное количество карбида кальция.

Технологический процесс производства карбида кальция состоит из следующих стадий: подготовка, транспортировка и хранение сырья; приготовление и транспортировка шихты; получение карбида кальция; охлаждение, кристаллизация и упаковка карбида кальция; очистка реакционного газа; очистка дымовых газов; утилизация реакционного газа с получением пара.

Обожженная известь из известково-обжигательных печей по ленточному транспортеру поступает в двухситовой грохот, где происходит рассев ее на три фракции: 0-20 мм, 20-80 мм и свыше 80 мм. Известь грануляции с размерами свыше 80 мм из грохота поступает на доработку, дробится до 80 мм и поступает в бункер, где хранится фракция с размерами 20-80 мм. При необходимости фракция 20-80 мм дозируется лотковыми электровибраторами. Дозировка шихты производится автоматически весами-дозаторами: на 100 кг извести подается 670-800 кг кокса. Процесс образования карбида кальция осуществляется в карбидной электрической печи с рядовым расположением электродов. Ванна печи имеет вид прямоугольника с закругленными краями. Именно она является одним из основных источников пылевыделения. Над ванной печи установлен зонт, из которого пылегазовая смесь отсасывается и направляется в дымовую трубу.

Другим источником пылевыделения является летка, по которой происходит слив карбида кальция. Слив полученного карбида кальция из печи осуществляется периодически: при нагрузке на печь свыше 28 МВт производится не менее трех сливов в час с интервалами не более 10 мин. По окончании слива течка забивается глиняной пробкой вручную. Дымовые газы, образующиеся при сливе карбида кальция из летки печи, отсасываются дымососами и через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.

При нарушении режима плавки шихты в печных агрегатах также возможны технологические выбросы пылегазовой смеси, в состав которой входят оксид углерода, диоксид серы и оксиды азота, пыль извести, кокса и карбида кальция. Образующиеся в производстве карбида кальция газы способствуют коррозии машин и оборудования, разрушению зданий и сооружений. Однако наиболее вредное воздействие на окружающую среду и человека оказывает известковая пыль. Она разъедает ткани, вызывает ожоги, иногда тяжелые, поражение верхних дыхательных путей, пневмокониозы; попадание известковой пыли в глаза в некоторых случаях вызывает стекловидный оттенок и помутнение роговицы.

В настоящее время выброс пыли от карбидного производства Волгоградского ОАО «Химпром» осуществляется без очистки и составляет 4800 т/год. Поэтому устройством исследование пылеулавливающих систем и аппаратов, позволяющих существенно снизить концентрации пыли в выбросах предприятий по производству карбида кальция при минимальном числе ступеней и сокращении затрат материальных ресурсов, является актуальной экологической и технико-экономической проблемой.

Проведенный дисперсионный анализ показал, что пыль, содержащаяся в дымовых и леточных газах карбидных производств, представляет собой многокомпонентный полидисперсный продукт. Максимальный эквивалентный диаметр частиц пыли карбида кальция в дымовых газах равен 1 00 мкм, в леточных - 70 мкм. При этом число частиц размером менее 5 мкм составляет 40,7%. Следовательно, для очистки выбросов карбидных производств от пыли необходимо применение аппаратов с высокой эффективностью улавливания мелкодисперсных частиц.

В последние годы в России и за рубежом из средств сухой очистки получили распространение вихревые инерционные аппараты со встречными закрученными потоками с искусственно создаваемым и поддерживаемым винтообразным движением аэрозоля. В ходе лабораторных исследований и промышленной эксплуатации установлено, что такие аппараты, обеспечивая высокую эффективность, в меньшей степени, чем циклоны, подвержены забиванию, налипанию на стенки корпуса и абразивному износу.

Важной особенностью вихревых пылеуловителей является то, что степень очистки зависит от соотношения расходов первичного и вторичного потоков и от концентрации твердой фазы в пылегазовом потоке. Например, в аппаратах ПВВЗП и ВИП оптимальная эффективность достигается при отношении расхода, подаваемого на нижний вход аппарата, к общему, поступающему на очистку, в пределах от 0,23 до 0,27. Это требует точного регулирования аппаратов.

Кроме того, организация отсоса из бункерной зоны пылеуловителя позволяет: предотвратить пылевыделение при выгрузке из аппарата уловленного продукта; уменьшить абсолютное значение давления в аппарате, что в свою очередь приведет к снижению выбивания пыли; исключить установку шлюзового питателя, что также обеспечивает уменьшение количества пыли, выбивающейся из пылеотделителя; повысить надежность работы системы аспирации в результате снижения вероятности забивания пылеуловителя.

Результаты экспериментальных исследований показали, что при компоновке систем пылеулавливания из блоков аппаратов на встречных закрученных потоках и разделителя-концентратора диапазон изменения отношения расхода, подаваемого через нижний вход пылеуловителя, и общего, подаваемого на очистку, при котором достигаются максимальная эффективность очистки и минимальное аэродинамическое сопротивление, расширяется и составляет 0,2-0,3. Таким образом, использование разделителей-концентраторов не только позволяет повысить степень очистки, но благодаря более широкому интервалу изменения соотношения расходов обеспечивает более устойчивую работу системы пылеочистки в целом.

Основной частью системы очистки являются блоки пылеуловителей на встречных закрученных потоках и концентраторах. Запыленные газы сначала подаются на пылеконцентратор, установленный на входе в аппарат. После разделения в концентраторе на два потока высококонцентрированный первичный поток направляется по воздуховоду на второй пылеконцентратор, а вторичный поток - в верхнюю часть аппарата. Для улучшения условий оседания частиц из бункерной части аппаратов организован отсос. Отводимый от бункерной части пылегазовый поток по рециркуляционной линии вновь поступает в систему [7].

В результате внедрения опытно-промышленной установки пылеочистки максимальная запыленность газов, выбрасываемых в атмосферу, снизилась с 3950 до 840 мг/м³, а валовые выбросы пыли от источников карбидного производства сократились с 4800 до 1300 т/год.

Заключение

Для повышения эффективности работы систем обеспыливания необходимо знать особенности методов обеспыливания воздуха, устройство и принцип действия пылеулавливающих аппаратов, правила их выбора и эксплуатации при различных технологических процессах. Комплексное решение указанных задач на предприятиях строительной индустрии позволит обеспечить высокую эффективность очистки воздуха и защиту атмосферы.

В результате создания и внедрения технологических процессов и оборудования, отвечающих требованиям научно-технического прогресса, а также ввода в действие новых эффективных газоочистных установок и аппаратов, технического усовершенствования действующих пылеулавливающих систем, внедрения в промышленность современных эффективных методов очистки достигается значительное сокращение вредных выбросов предприятиями строительной индустрии.

Литература

1. Красовицкий Ю.В., Батищев В.В., Иванова В.Г., Новый подход к проблеме энергосберегающего сухого пылеулавливания при производстве строительных материалов. // Строительные материалы. № 4, 2004. ж. с. 2

2. Байтренас П.Б. Обеспыливание воздуха на предприятиях стройматериалов. М., 1990. - 15-17 с.

3. Бобровников Н.А. Охрана воздушной среды на предприятиях строительной индустрии. М., 1981. - с. 6-9, 52-54

4. Банит Ф.Г., Мальгин А.Д. Пылеулавливание и очистка газов в промышленности строительных материалов. М., 1979. - с. 56-59, 160-163

5. Азаров В.Н., Системы аспирации дымовых и леточных газов производства карбида кальция. // Стройматериалы.№ 11, 2002, с. 20-21

6. Гришин П.Г. Шлегель И.Ф. Булгаков А.Н., Система очистки дымовых газов в линии подготовки пресс порошка ШЛ310 // Стройматериалы. 6 / 2002, стр. 44-45.