книги / Оптимизация систем обеспыливания воздуха в промышленных зданиях
..pdfТаблица 7
|
Результаты натурного обследования пылевой обстановки в чугунолитейных цехах |
|||||||||
Место отбора проб |
|
м^/м3 |
мг/м3 |
ж . |
c= (c2/ q ) .ю о |
% |
кг^(м2.ч) |
|||
|
|
|
мг/м3 |
|
кгуЧм^.ч) |
|||||
|
|
Литейный цех № I |
Нококраматорского |
машиностроительного завода |
|
|||||
5-й цролет, рабочая зона |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в районе выбивной решет |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ки на расстояний 3 м от |
35,9 |
|
14,1 |
|
1,0 |
39,2 |
0,16 |
0,014 |
||
нее ( |
= 64 %) |
|
|
|
||||||
5-й пролет,выбивная ре |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
шетка |
с гадрообе опилива |
8,7 |
|
2*9 |
|
1,0 |
33,3 |
0,16 |
0,011 |
|
нием, |
( <рв = 84 %) |
|
|
|
||||||
1-й пролет, Ш-тонная |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
^<девювочн|я машина, |
|
11,0 |
|
1,8 |
|
1,0 |
16,4 |
0,12 |
0,013 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Чугунолитейный цех машиностроительного завода |
(г.Киров) |
|
||||||
На рабочем месте обрубщи |
81,35 |
47,75 |
|
5,0 |
58,81 |
0,27 |
0,012 |
|||
ка |
= 77 %) |
|
|
|||||||
1,5-тонная выбивная решет |
36,6 |
|
14,3 |
|
1,0 |
39,1 |
0,14 |
0,012 |
||
ка ( ^ |
= 84 %) |
|
|
|
||||||
П р и м е ч а н и е . |
I , Пробы для определения величины взвешенной запыленности |
определяем |
||||||||
на высоте 1,5 м от пола. 2 . Условные |
обозначения: |
соответственно концентрации пыли в |
||||||||
воздухе при работающем и неработающем |
оборудовании; С - доля вторичных пылеобразований в запы |
|||||||||
ленности воздушной |
среды; |
(}s - |
величина |
уноса пыли |
с запыленных поверхностей. 3 . Системы |
|||||
вентиляции во время |
обследования |
работали |
в |
режиме, близком к расчетному. |
|
рошкообразных материалов /3 8 #39,5 6 ,5 7 /, а также описываются прибо |
|||
ры для определения этих свойств; |
начаты работы по изучению комплек |
||
са физико-химических свойств пыли |
по унифицированной карте; сос |
||
тавляются атласы, содержащие сведения |
о комплексе |
физико-химичес |
|
ких свойств пыли /3 8 ,6 6 /; разработан |
руководящий |
технологический |
|
материал по методам исследования |
пылей в лабораторных условиях |
(РТМ 26-14-Ю -77) •
Достаточно полно изучены свойства пылей применительно |
к |
тех |
нике пылеулавливания. Сведений о свойствах взвешенной пыли |
в |
тех |
нологическом оборудовании, аспирационных укрытиях и в воздухе |
по |
мещений, о свойствах осадков пыли в трубопроводах и в помещении недостаточно, хотя эти сведения представляют наибольший интерес.
2 .3 .2 . Основные физико-химические свойства взвешенных частиц
Различают истинную, кажущуюся и объемную плотность частиц пыли. Кажущаяся плотность частиц J)q - масса единицы объема частиц, включающая и объем закрытых пор. Объемная плотность час тиц ш ли - масса единицы объема частиц, включая объем закрытых и открытых пор. Гладкие монолитные, как и первичные частицы, име ют кажущуюся плотность, практически совпадающую с истинной. Сни жение кажущейся плотности по отношению к истинной наблюдается у пылей, склонных к коаху лицеи или спеканию первичных частиц,на пример у сажи, оксидов цветных металлов и др. Значения плотности частиц непористых материалов можно брать из справочников. Плот
ность частиц J)4 , имеющих поры, определяется экспериментально пикнометрическим или манометрическим методом. Знать плотность частиц пыли необходимо для определения их скорости витания, седиментационного диаметра, силы тяжести, обусловливающей осаждение частиц и т .д .
Приведем значения J)y (кг/м3) |
для ряда цромышденных пылей: |
Литейный цех, смесеподготовительное |
|
отделение, укрытие транспортера................. |
2360 |
Литейный цех, очистное отделение, |
2486 |
пескоструйная к а м е р а .................................................................... |
|
Механический цех, заточное отделение, |
|
к св к у х ............................................................. |
4320 |
Аглофабрика, помольное отделение, |
крытие |
шахтной мельницы известняка....................................................... |
2835 |
Цементный завод, площадка головок печей, |
|
2960 |
||
воздухопроводов от печи обжига клинкера |
|
|||
Асфальтобетонный завод,сушильный барабан . . . . |
|
2780 |
||
Цех закладных деталей завода ЖБК, укрытие |
|
6468 |
||
кабины для покрытия д етал ей ................................................................ |
|
|||
№х гальванопокрытий, заточно-шлифовальное |
|
|
||
отделение, рабочее место у шлифовального |
|
3400-3780 |
||
станка ............................................................................................... |
|
|
|
|
То же, у полировального ста н к а ....................................... |
|
1400-1780 |
||
Деревообрабатывающий цех, производство |
|
|
||
мебели, укрытие ста н к а ........................................................... |
|
|
||
Станочное отделение |
инструментального |
|
|
|
цеха,укрытие станка цри обработке тексто |
. . |
1460 |
||
лита ............................................... |
|
.............................................. .... |
||
ПО "Сода", цех гипохлорида, сушильное отделе |
|
2060 |
||
ние, укрытие |
супильного а г р е г а т а ............................... |
|
||
Трубозаготовительный цех, отделение покры |
|
|
||
тий, воздухопроводов АУ комплекса покрытой |
|
1420 |
||
порошковой краской П-ЭП-971 ........................................................ |
|
|||
Мукомольный завод, |
элеватор,укрытие транс |
|
1680 |
|
портера пшеницы....................................................................................... |
|
|
||
Сушильное отделение |
калийного рудоуправления, |
|
2100 |
|
рабочее место у сушилки • ................................................................. |
|
|||
Цех стеновых |
гоне лей, арматурный пролет,рабо |
|
5720 |
|
чее место у |
правильно-отрезных с т а н к о в ................................... |
|
||
Молокозавод, цех сухого молока, укрытие су |
|
1280 |
||
шильной у ст а н о в к и |
.............................................................................. |
|
||
Кабельный завод, цех резинотехнических из |
|
1480 |
||
делий, укрытие в е с о в .................................. |
|
Дисперсный состав пыли можно представить в виде содержания по чисду или массе частиц различных фракций. Дисперсность взве шенных частиц определяется ротационным анализатором дисперсности РАД-1, струйный сепаратором (импактором НИИОГАЗ) и микроскопарованием. Результата дисперсионного анализа представляют в виде таблиц, кривых или формул, выражакщих функцию распределения или плотности распределения размеров частиц. Для использования дан ных о дисперсном составе пыли цри расчете обеспыливающих уста новок необходимо знат* вид аналитической зависимое^, выражающей
функцию распределения частиц пыли.
В практике исследования промышленных пылей широко применя ются закон логарифмически нормального распределения (ЛНР), а так
же формулы Розина - раммлера - Беннета (РРБ), Ромашова и Годэнв - Андреева (экспоненциальный закон).
Нормированная функция ЛНР# изменяющаяся от 0 до 100 ft, имеет вид
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
f ( S v) - Ш |
) |
ш-M L [ expc-xz/l)d x |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
11 |
|
l / U |
L |
^ |
|
|
|
’ |
|
(54) |
|
|||
здесь & - (£gSy - £gSaso)/tg6Q |
; |
Sygj- медианный диаметр, |
|
||||||||||||||||
т .е . размер частиц, при котором |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
масса всех частиц в анализируе |
|
|
|
2 |
3 4 5 6789m |
|
|
||||||||||||
мой |
пыли мельче или крупнее |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
&Ц.50 составляет |
50 |
|
|
|
|
98 |
|
|
т |
г |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|||||||||
средне-квадратичное |
отклонение |
|
97 |
|
|
1- |
|
|
|
|
|||||||||
логарифмов диаметров от их стан |
|
95 |
|
d • J |
£ |
|
|
|
|
||||||||||
|
90 |
|
у |
|
|
|
|
||||||||||||
дартного. |
|
|
|
|
|
пыли изо |
|
85 |
|
|
/Г |
|
|
|
|
||||
|
Дисперсный состав |
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
бражают графически |
на |
логарифми |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|||||||
чески вероятностной координатной |
|
60 |
|
|
I4J |
|
1Л |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
сетке (рис. 16), т .е . в такой |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
прямоугольной |
системе |
координат, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
по оси |
абсцисс которой |
отклады |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ваются |
логарифмы диаметров (но |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
10 |
1/ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
проставляются значения диамет |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
5 / |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ров |
§ц |
), а |
по |
оси |
ординат - |
|
4 |
4ф |
|
|
|
|
|
|
|||||
величины |
Q |
(но |
проставляются |
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
значения функции^#,) - f ( S Q) |
|
1 |
|
2 |
3 4 56789Ю S |
мкн |
|||||||||||||
|
1 |
|
|||||||||||||||||
Величины, |
отвечающие |
заданным |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
значениям функции^(в ) |
, при |
Рис. 16. Дисперсный оостав |
пыли: |
||||||||||||||||
водятся в математических спра |
|||||||||||||||||||
/ - в |
помещении литейного |
цеха |
|||||||||||||||||
вочниках. Значениям /f (S) < |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
< 50 ft отвечают отрицательные |
= 1,0 IWTUV1, |
\jq - i , U U |
/ , * |
- |
" |
|
|
||||||||||||
значения о , |
которые |
откладыващении |
дробильного |
цеха |
гипсово- |
||||||||||||||
ются вниз от начальной точки |
™ завода |
Ергачинекого |
пшсавого |
||||||||||||||||
ютсн вниз от начальной„точки |
комбината |
в |
Пермской |
об ласта |
а с- |
||||||||||||||
jA d ) |
^ / f ( О) |
= 50 |
ft. В тех |
(-2 ,0 5 ;-1 ,2 3 ); 3 |
- в |
системе |
|||||||||||||
« . М Х , |
коща лисперснык ооо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
тав |
пыли |
подчиняется ЛНР,его |
щении участка сушки и просева |
|
|||||||||||||||
ггаЬик на |
такой ррфкр |
т_песка |
Сылвенекого |
стекольного |
; |
||||||||||||||
график га такой сетке изобразит-зав |
Пермской облаоти |
( - 5 , 6 |
|||||||||||||||||
ся в вида |
прямой линии» Это объ— 1,18); и |
- |
в помещении |
отделоч- |
|||||||||||||||
я си л ек , « я . |
|
r r t * « » , |
|
|
|
|
|
? ? й ! ? 5 . да |
|||||||||||
выражать зависимость |
в |
от |
из дробилки в грохот цеха по |
|
|||||||||||||||
£п Su . |
котооая |
как слелурт |
переработке титановой 17<5ки Бе- |
||||||||||||||||
<* |
Ч • |
которая, как следует |
глинковского титано-магниевого |
из выражения (54), является ликомбината ( - 9 ,0 ;- !,6 9 )
нейной. Величину |
можно определить |
из формулы |
(5 4 ), |
прирав |
||||
нивая в |
или +1, |
или - I . |
Из |
справочников |
находим, |
что f |
=84,1 |
|
при в = |
+1 и J |
= 15,9 /о |
при |
в |
= - I , отсюда |
|
|
|
|
fyu.Sty ~ |
t 9ц.50 = |
^ 4 5 0 |
~ fy&4.45,9 |
|
ИЛИ
бц - $4.№,</$4.50~ $4.50/ £ 4.15,9
Например, в табл. 8 представлены результаты дисперсионного анализа ныли в цехе по переработке титановой губки в товарную продукцию титан о-магниевого комбината.
Таблица 8
Характеристика функции ЛНР размеров частиц титановой пыли
|
Пыль |
|
S^gt,, шал |
бц |
|
При обработке блока губки отбойным мо |
11,6 |
1,84 |
|||
лотком |
|
|
|
||
При резке крицы на прессе |
|
|
10,0 |
1,80 |
|
В результате механической резки |
низов |
13,2 |
1,99 |
||
У зева щековой дробилки крицы |
|
|
12,1 |
1,83 |
|
То же, дисковой дробилки |
|
|
13,0 |
1,92 |
|
При поступлении крицы из дробилки в |
|
9 ,6 |
1,76 |
||
грохот |
|
|
|
||
В месте |
поступления гарниссажа в |
|
10,6 |
1,75 |
|
грохот |
|
|
|
||
Формула РРБ имеет вид |
|
|
|
|
|
(8Ч) = т [ / - ехр[-6ч/SeT*4] |
и |
/5 (5Ч) = юоехр(§ц/6еУ^4, |
|||
где §е |
по своему физическому смыслу представляет собой |
такой |
|||
диаметр, |
при котором масса частиц крупнее 5е |
составляет 36, |
|||
а мельче |
- 63,2 %. Дважды логарифлюруя формулу |
РРБ, получим |
|||
ZgCegioofc) = a5 CgSq + og |
тае |
og = tg(C g exp )- agtgSe |
Если распределение частиц пыли отвечает формуле РРБ, то оно изо бразится на двойной логарифмической координатной сетке с координа тами tg(fy МО/уз ) у Сдбц в виде прямой линии (рис.Г7). В ряде случаев распределение частиц пыли соответствует фор
муле Вэмашова. Чтобы избежать трудоемкого аш литического опреде ления по формуле Ромашова, можно рекомендовать графическое по-
85
Рис. 18. Дисперсный состав.пыли: / - в помещении механического цеха машиностроительного завода (г.Сверцловск); 2 - в помещении землеприготбвительного отделения литейного цеха Чусовского ме таллургического комбината (на отметке -$,2 м от пола); 3 - у зе ва дасковой дробилки цеха по переработке титановой губки Берез никовского титано-магниевого комбината; 4 - возле кольцевой пе чи (на отметке -Ю, 8 м от пола) завода по производству красного кирпича (пос.Оверята Пермской области); ,5* - над площадкой (от метка .+5,6 м от пола) в цехе по производству сухой штукатурки
завода стройдеталей (г.Пермь)
свойства пыли: изменяются электрическая проводимость слоя пыли, силы адгезионного и аутогезионного взаимодействия, сыпучесть и другие свойства, которые необходимо учитывать при проектировании обеспыливающих устройств. Если частицы пыли растворимы в воде, то во влажной воздушной среде на их поверхности образуется насы
щенный водный раствор вещества, из которого они состоят. Если пар циальное давление паров воды над этим раствором меньше парциально го давления паров воды в окружающем воздухе, парк воды и воздуха будут поглощаться веществом (гигроскопичность). Для водонераство римых веществ процесс поглощения влаги вначале обусловлен адсорб цией молекул воды поверхностью частиц, а затем - постепенным до полнительным поглощением в л а т под действием капиллярных сил и диффузии. В обоих случаях поглощение в л а т продолжается до уста -
верхиости, в парах и капиллярах пыли и может быть удалена сушкой,
называется гигроскопической. Гигроскопичность |
ряда пылей (пыли |
|
при производстве калийных удобрений, поваренной |
соли, |
сахара, |
некоторых химических реактивов, катализаторов и |
т .д .) |
является |
их основным отличительным свойством. Процесс смачивания пыли про исходит в результате сложного взаимодействия молекул на границе твердой, жидкой и газообразной фаз и приводит к образованию на поверхности частиц тонкой жидкостной пленки, из которой влага проникает в частицы. Смачивание пыли всегда сопровождается умень шением поверхностной энергии частиц. Чем сильнее понижается по верхностная энергия частиц, тем полнее и лучше смачивается пыль. Смачивание частиц пыли капельками распыленной воды лежит в осно ве процессов мокрого обеспыливания. Смачиваемость пыли водой вли яет на процессы гидро- и парообеспыливания оборудования, а также определяет пригодность мокрых способов обеспыливания воздушной среды и пылеуборки в помещениях.
Склонность пыли к смачиванию оценивают методом пленочной флотации /3 8 /. По смачиваемости промышленная пыль разделяется на три группы (в скобках указана доля затонувших частиц, %):
плохо смачиваемую ( 4 3 0 ), среднесмачиваемую (30-80) и хорошо смачиваемую ( > 80). Например, смвчиваемость ваграночной пыли, пыли очистки чугунного литья дробью и порошка эпоксидной крас
ки марки П-ЗП-219 равна соответственно 92,3, 34,8 и 0 |
||
Для нормальной работы |
обеспыливающих установок важно |
|
прогнозирование мер по предупреждению износа поверхностей их |
||
деталей и |
оборудования. В практике эксплуатации обеспыливающих |
|
установок |
можно достаточно |
часто наблюдать истирание стенок раз |
личных аппаратов и воздуховодов вплоть до образования сквозных отверстий. Интенсивный износ стенок характерен для укрытий, су хих инерционных пылеуловителей и воздуховодов в местах поворота запыленного воздушного потока. Исследования процесса абразивного
воздействия частиц |
пыли показали, |
что в первом приближении износ |
|||
пропорционален концентрации |
пыли |
С , |
времени воздействия |
^илн |
|
и третьей степени |
скорости |
воздушного |
потока tlu3H . Износ |
также |
зависит от абразивных свойств пыли /3 8 /. Способами повышения изно состойкости являются нанесение на изнашиваемую поверхность износо стойких покрытий (футеровка диабазовыми, базальтовыми, кислотоупор ными или ситалловыми плитками; защита броневыми листами, покрытие корундовым торкретом, тонкомолотым и зернистым белым корундом,
гуммирование износостойкой резиной и т .п .); применение материа лов» более стойких к износу в заданных условиях (чугуна, неметал лических износостойких материалов и д р .); изменение конструкций устройств» приводящее к уменьшению износа.
Знак электрического заряда частиц зависит от способа их об разования, химического состава» а также свойств вещества, с ко торым они соприкасаются. Электрическая заряженность частиц оказы вает влияние на их поведение в воздухопроводах, укрытиях и поме щениях, определяет эффективность СЭО. Кроме того, электрическая заряженность частиц влияет на взрывоопасность и адгезионные свойства частиц. Электрическая заряженность частиц определяется их относительной диэлектрической проницаемостью^^ . Например, для тгроскопических пылей она зависит от влажности пыли (рп . Эта зависимость может быть описана уравнением линейной зависимости вида:
|
а3 0 = % % + °E Z |
Зависимость £30 |
некоторых гагроскопических пылей от их дисперсно |
го состава также |
носит линейный характер: |
$эо “
здесь QEi , оВ2 , О# 0 °В2 “ 0ПЫТНЬ1е постоянные, численные зна- чения которых даны в табл. 9 /4 4 /.
Таблица 9 Значения опытных постоянных QB^ , QB2 , o'Ei , 0В2
Постоянная
°Е1
°Е2
°Е1
°В2
Значения опытных постоянных для пыли |
|
|||
кернали- |
I |
оильвинит-кар- |
СИЛЬВИки |
Г8 ЛИ ТОБОЙ |
товой |
1 |
налитовой |
товой |
|
5,0 |
|
4,52 |
4,0 |
3,0 |
-0,5 |
|
- |
0,8 |
1.3 |
0,0004 |
|
0,0003 |
0,00018 |
0,00015 |
1,41 |
|
1,39 |
1,37 |
1,34 |
Пожаровзрывоопасность промышленной пыли рассмотрена в рабо
тах /9 , |
13, 28, 36, 38, 50, 5 1 /. |
|
|
|
Разнообразные формы взвешенных частиц целесообразно разбирать |
||||
по сравнительной протяженности частиц |
в трех измерениях на три |
|||
группы: |
I - изометрические частицы, |
в |
которых все три |
измерения |
имеют примерно одинаковую величину: |
шар или правильные |
многогран |