Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Оптимизация систем обеспыливания воздуха в промышленных зданиях

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
16.25 Mб
Скачать

где бПпо -

среднеквадратичное

от­

 

 

 

 

 

 

 

клонение; ггоп -

число замеров;

 

 

 

 

 

 

 

 

7ппо1~ экспериментальные данные

 

 

 

 

 

 

 

эффективности; ^пп01 "

расчетные

 

 

 

 

 

 

 

значения эффективности в соответ­

 

 

 

 

 

 

 

ствии с ММ*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экстремум функционала (92)

 

 

 

 

 

 

 

был найден с

помощью ЭВМ СМ в

 

 

 

 

 

 

 

 

два этапа* Расчет на первом эта­

 

 

 

 

 

 

 

пе осуществляли

по методу Монте-

 

 

 

 

 

 

 

Карло. При этом вместо разност­

 

 

 

 

 

 

 

ных уравнений разыгрывался слу­

 

 

 

 

 

 

 

чайный процесс

поиска области

 

 

 

 

 

 

 

 

экстремума

с

помощью генератора

R ic.42 . Зависимость

эффектив­

случайных чисел* Когда

область

 

ности

обеспыливания

паром

от

экстремума

была

едженв,

появилась ®2а ч ем ^ ск ор ^ сти

ънаьЪр ч

 

возможность на

втором этапе поис -

духа

в укрытии: / -

 

ка экстремума

применить метод

,

= 55

мкм;£/улр= 0 ,1

м /с;

2 = -

соответственно 28; 0, 1;

3

-

наискорейшего

сцуска /2 9 ,6 9 ,7 3* /*^

15; 0и,.1J.;,

ч*t -

55:UU* э<

- 55;

1,0;

Отклонение

расчетных данных

^

 

и

8»8*

 

 

 

от экспериментальных значений

эффективности

НПО при б/УА^=Ю,5

«-

1,5 м/с не

превипает 1,9 %. Для значений и*кр= 0 ,1

0,5

м /с

отклонение составляет 7,78 %. Учитывая сложность механизма ППО в укрытиях АУ, можно допустить, что достигнутая адекватность

ММявляется приемлемой* Инженерная формула для расчета эффективности ППО от гигро­

скопических пылей имеет вид

п

- /

 

+ V- iO% *

) (93)

6ппо~ ^

2/Риулр

 

У

 

Используя приведенные выше зависимости и дополнительные свя­

зи и

ограничения ММ ППО, можно рассчитать оптимальную систему

обеспы/швания* Алгоритм оптимального расчета СПО аналогичен по структуре и последовательности алгоритму оптимизации СТО (см . рис. 3 2 ).

С помощью расчета на ЭВМ разработана и создана система обеспыливания паром узлов перегрузки калийного и титанового кон­ центратов в цехах и отделениях калийного рудоуправления и титано­ магниевого комбинате (рис* 43 - 45)*

А-А

5

»0 . 45. Смет CDO уэлсв пересыпа келейных удобреяй: о - в

отдеяеяв сункн п а м к кояаевтрвтов (

/ - течка; 2 - конвей­

ер с материлам; 3 -

перфорированный шрораспределтеяьшй ксн-

ТУР; 4 - растреяе

в укры т; о - корпус укрытая; 6 - лето

конвейера; 7 -

асярвщовяя воронка);о

- в подготоввтельвом

отделеяа

( /

-

веятвяь с ручным приводом; 2 -

паропровод;i -

течка; 4

-

укрытие; 5 - насадок (сопло); о -

фартук

Шже приводится описание двух СПО, действующих в отделениях электроплавки и подготовки шихты титано-магниевого комбината.

Первая система (см*

рас* 43) работает следующим образом*

Запылен­

ный воздух поступает в корпус 2

при падении материала по

загру­

зочному желобу 3 на

ленту транспортера 1 и двигается по

направле­

нию к аспирационному

патрубку 4

• Уплотнительные элементы 9 направ­

ляют поток воздуха в зону расположения пылеосадительных ромбовид­ ных спиралей 7 • Пар из распределительного контура 6 поступает во внутренний объем спиралей 7 , конденсируется на их поверхнос­ ти и двлее конденсат стекает в эластичный коллектор 8 • При дви­ жении материала по ленте t эластичные элементы^ сообщают спи­ ралям 7 колебательное движение, способствующее увеличению объема парового облака.

Вторая СПО (см* рис* 44) предназначена для обеспыливания Процесса выгрузки концентрата из дозатора на ленту главного транспортера* Запыленный воздух под действием аспирации направ­ ляется из квмеры дозатора в первую камеру укрытия, цце он встре­ чается с паровым облаком, образованным парораспределительным устройством. После взаимодействия с паром в первой камере пыле­ воздушный поток проходит перешчку между камерами, интенсивно перемешиваясь, а затем попадает в расширение второй камеры, где резко теряет скорость, что в значительной мере способствует осаждению пыли на ленту транспортера и предотвращению ее уноса в СА.

 

Опыт эксплуатации второй СПО показал,

что

запыленность воз­

духа снизилась: в рабочей зоне с

211,4 до

2,93

мг/м3 , не входе

в

аспирационную воронку о 3,09 до

1,25 гД |3 и в удаляемсм воздухе

с

1,0 до 0,27 г/м3* Экономический эффект от внедрения системы

составил416 тыс* руб «/год на одну

систему*

 

 

3*3* Обеспыливание .оборудования пеной

Пена представляет собой дисперсную систему, состоящую из ячеек-цузырьков воздуха, разделенных пленками жидкости* ЭДдкве пленю образуют в совокупности пленочный каркас, являющийся осно­ вой пены* Пенную оиотему характеризуют следующие основные показа­ тели: вопениваемость (пенообразупцвя способность раствора) - объем пены, образуемый из постоянного количества раствора при соблюдеюв определенных условий в течение определенного времени;

134

кратность крпн • представляющая собой отношение объема пены к

объему растворе9 пошедшего на ее

образование; стойкость VnH 9

т .е . время

существования элемента

пены (отдельного

пузырька»

пленки) или

определенного ее объема; дисперсность бпн • кото­

рая обычно характеризуется оредним размером пузырька» распреде­

лением пузырьков по размерам или поверхностью раздела раствор -

воздух в единице объема пены*. Пена является неустойчивой дис­

персной системой* С момента получения пены начинается ее само­

произвольное разрушение: жидкость» содержащаяся в пленке» сте­

кает между двумя ее поверхностями (стенкам))» в результате

пленка постоянно утоньшается» а при некоторой критической тол­

щине разрушается* При наличии внешних воздействий»

например»

запыленного

потока воздуха» процесс разрушения пены может у с­

коряться / 66/ .

 

 

Применение пены для обеспыливания основано ш

следующих пред­

посылках. Пена имеет значительно больший объем» чем

жидкость»

из которой она образована* Это позволяет при относительно неболь­ шом расходе пенообразуодей жидкости увеличить площадь поверхнос­ ти взаимодействия ее с пылью по сравнению с площадью взаимодей­ ствия при гадрообеспыливании. Кроме того» слоем пены можно изо­ лировать источники пылеобразования и воспрепятствовать переходу пыли во взвешенное состояние и распространению ее в воздушную среду. Это одно из достоинств данного способа обеспыливания»

особенно при

производствах» где

пыль плохо

смачивается водой

и применение

СТО или СПО не обеспечивает высокой

эффективности

или недопустимо по технологам.

 

 

 

Для обеспыливания.наиболее

приемлема

пена»

которая при кон­

такте с пылью устойчива в течение некоторого времени. Это объяс­

няется тем, что

при быстром разрушении пены действие ее

сведется

к обычному гадрообеспыливаниго и» наоборот» при чрезмерно

медлен­

ном разрушении

пена будет оказывать лишь экранирующее действие.

В зоне контвкта

пены с пылью происходит разрушение пузырьков пе­

ны и цри этом освободившаяся жидкость расходуется на смачивание пылевых частиц и материала. Процесс разрушения пены замедляется цри отсутствии сухой поверхности» в результате чего количество пены» расходуемой на обеспыливание, пропорционально массе пыли. Поэтому в СОП жидкость расходуется более экономно» чем в СГО. Цри использовании пены как экранирующей поверхности у источника

пылеобрезования необходимо поддерживать слой пузырьков пены, дос­ таточный для надежного улавливания пылевых частиц.

Для получения пен обычно используют водные растворы поверх­ ностно-активных веществ (ПАВ), часто со специальными добавками для придания им определенных свойств. Требования к таким вещест­ вам-пенообразователям (ПО) определяются прежде всего необходи­ мостью получения пены с требуемыми свойствами /8 2 -8 6 ,1 0 4 /. Вчд требований вытекает из условий применения ПО: способов их хране­ ния и транспортирования, способов приготовления рабочих раство­ ров, возможности контакта рабочих растворов или пены с элемен­ тами технологического оборудования и др. Стоимость ПО в конкрет­ ных условиях, влияющая на технико-экономическую эффективность применения пены. Помимо указанных выше технических требований к ПО для обеспыливания предъявляются и гигиенические требова­ ния, предусматривающие отсутствие отрицательного эффекта при контакте человека с ПО, растворами, пеной, а также при попада­ нии растворов ПО в виде аэрозоля в органы дыхания человека.

В лабораторных условиях исследованы характеристики многих

ПАВ, а также специальных продуктов,

предназначенных для получе­

ния пенообразующих растворов. Были испытаны пенообразователи

НО—I* ДЕ-19, моющее средство "Прогресс", Рас -

АЬ

9 пенообра­

зователь на основе

смачивателей ДБ и ГПАА. Эти

вещества не от­

вечают требованиям,

предъявляемым к

ПО для обеспыливания. Основ­

ными их недостатками являются относительно большая добавка к

воде (2-5 %) и раздражающее действие

продуктов

разрушения пен на

органы дыхания человека. Вззработан

специальный пенообразова­

тель ПО-12, представляющий собой смесь алкилсульфатов и алкил-

сульфонатов в сочетании с добавками

/ 9 / .

В состав ПО-12 входят

17 % первичных алкилсу льфатов

Cjg-Cjg;

8? - алкилсульфонатов

натрия (паста); Ъ%- глицерина;

3-5

% -

гексаметафоофата нат­

рия; 65-67 %воды. Применение в составе ПО двух видов ПАВ обес­ печивает оптимальное значение показателей пенообразующей и сма­ чивающей способности раствора, а добавка глицерина стабилизиру­ ет свойства продукта. Пенообразователь ПО-12 представляет собой однородную жидкость от светло-желтого до коричневого цвета, име­ ет слабый запах. Температура застывания ПО не более -2 °С; раст­ воримость в воде при температуре 20 °С и концентрации 2 % - пол­ ная без выделения осадка; водородный показатель водного раство­ ра концентрацией I % составляет 8-ID; вязкость при температуре 20 °С - 40 млг/с; кратность пены, полученной из водного раствора концентрацией I %9 не менее 150. Смачивающая способность раст-

136

вора концентрацией I %9 определяемая по продолжительности пленоч­ ной флотации пыли» не хуже» чем у раствора ДБ концентрацией 0»5 %. Пенообразователь ПО-12 относится к трудногорючим» малоопасным ве­ ществам. Однопроцентный водный раствор пенообразователя ПО-12 без­ вреден» его можно транспортировать и хранить в металлической таре. По основным показателям пенообразователь ПО-12 значительно превос­

ходит. аналогичные вещества (табл.

12) .

Таблица 12

 

 

 

 

 

Сравнительная

оценка

ПО

 

Показатели

 

 

ПО-12

Матка ПО

"Прогресс"

 

 

 

ПО-1

Вэбочая концентрация»

%

 

I

3-5

2-3

Кратность пены

 

 

196

3D9

172

Вроц, пленочной флотации

пыли»с

29

68

21

Раздражающее действие

на

органы

Нет

Резкое

Очень

дыхания

 

 

 

 

 

 

 

резкое

Во Всесоюзном научно-исследовательском проектном институте поверхностно-активных веществ (ВНИИПАВ) совместно с МакНИИ (№ н- углепрсмом) разработан новый ПО "Углепен"• Он обладает хорошими пенообразупцими и смачивающими свойствами. Применение пеногенери­ рующих устройств для ПО позволяет подучать типы пены» эффективные для обеспыливания с кратностью от 50 до 300. Продукт не токсичен и не оказывает неблагоприятного влияния на самочувствие рабочих. "Углепен" представляет собой однородную жидкость от светло-желтого до коричневого цвета. Его применение обеспечивает снижение запылен­ ности воздуха на 70-90 Влажность различных материалов при этом повышается на 0»9-1»1 %• Производство ПО "Углепен" осуществляет­ ся на Волгодонском химзаводе.

Кратность пены - характеристика» показывающая» сколько объе­

мов пены

IЬн

можно получить из

одного объема жидкости 1 ^ . Объем

пены VnH

= Vg + Уж 9

^

объем воздуха. Следовательно»

крпн^Цм/Уж^СУв *

 

Кратность пены определяют по стан­

дартной методике /8 2 /,

Методика

определения пенообразующей и смачи­

вающей способности пеДО приведена в работе / 9 / .

Основные

факторы»

определяющие кратность пены» - это тип ПО

и его концентрация в растворе»

опоооб в параметры генерирования

пены» расход раствора

ПО и др.

 

также от плотности в количества

 

------\1 - -

I

<> уз

слоев сетки (рее. 48)• Оптидель­

 

 

т

 

 

ное значение

скорости

продувки

 

 

 

 

 

1

находится в

пределах

1-2 м /с .

 

 

 

(

 

 

В пеногенераторах ажекционного

 

 

 

 

 

 

типа существенное влияние на

О

7

Z

5

4

SCno'%

кратность пены оказывает давле­

ftoc.

47.

Зависимость стойкости

ние жидкости, распыляемой уст­

ройством для получения пены. С

пены от коьцентрации раствора ПО:

1

I10-I; 2 -foC

-N a

,3 - ДБ

увеличением концентрации ПАВ величию

оптнмвльного давления увели-

чивается (рис. 4 9 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л/с

ftjc.48 . Зависимость кратности

( t f )

и стойкости ( J )

пены от

скорооти продувки сеток

различной

плотности: / , 2 ,3

- одно-,

двух- и трехе дойная

сетка

соответственно

 

Установлено» что расход пены L nH для смачивания пыля умень­ шается с увеличением Кратности пены, причем более существенно

Соседние файлы в папке книги