Введение к работе
Актуальность темы. Изменение экологической и экономической ситуации в России и за рубежом является основной причиной пересмотра концепций развития технологического оборудования для предприятий химической чистки, в частности рекуперационных установок. В последнее время практически во всех промышленно развитых странах действует жесткое экологическое законодательство, в соответствии с которым уровень выброса растворителя в окружающую среду в жидкой, твердой и газообразной фазах определяется величиной предельно допустимой концентрации (ПДК), в большинстве случаев весьма жесткой. В России, несмотря на достаточно жесткие ПДК (например, ПДК пер-хлорэтилена в воздухе составляет 10 мг/м3), выбросы в окружающую среду никак не лимитировались из-за отсутствия действенного экологического контроля.
В последнее время ситуация меняется по двум причинам: во-первых, в начале 90-х годов были введены и вступили в силу весьма внушительные платежи за предельно допустимые выбросы (ПДВ) и превышение ПДВ, во-вторых, ухудшение экономической ситуации, и в частности состояния товарно-сырьевого рынка, привели к резкому удорожанию растворителя.
В России существует парк машин КХ-020, КХ-020А (несколько сотен машин), которые эксплуатируются неэффективно или совсем выведены из эксплуатации из-за недостаточной степени улавливания растворителя в рекуперационных установках этой машины, а так же из-за их несоответствия современным экономическим требованиям.
Кроме того, хлорорганические растворители агрессивны и токсичны, следовательно, снижение концентрации растворителя в зоне работы обслуживающего персонала повлечет за собой снижение профессиональной заболеваемости обслуживающего персонала.
Таким образом, создаются предпосылки для интеграции машин химической чистки, оснащенных системами для рекуперации и регенерации основных масс растворителя и установок для тонкой очистки хвостовых выбросов машин химической чистки с высокой степенью взаимоувязки всех материальных и энергетических потоков и с единой системой управления и контроля. Наиболее
целесообразно производить такую интеграцию на уровне цеха или предприятия в целом.
Цель работы: Исследование и разработка приставки для снижения остаточной концентрации паров хлорорганических растворителей в рабочем пространстве машины химической чистки одежды. Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:
-
Анализ факторов, влияющих на эффективность процесса улавливания паров растворителя.
-
Теоретическое обоснование процесса рекуперации паров растворителя в низкотемпературной барботажной приставке.
-
Разработка принципиальной схемы низкотемпературной барботажной приставки и замкнутого циркуляционного контура «машина химической чистки - приставка».
-
Экспериментальное исследование основных закономерностей рекуперации паров растворителя в циркуляционном контуре «машина химической чистки - приставка» и влияния конструктивно-технологических факторов на эффективность процесса рекуперации.
Объект исследования: Машина химической чистки одежды, низкотемпературная барботажная приставка.
Метод исследования: Оптимизация параметров замкнутого контура «машина химической чистки - приставка» проведена с использованием многофакторного планирования эксперимента с применением теории вероятности и математической статистики.
Теоретические разработки выполнены с использованием методов математического моделирования на ЭВМ. Экспериментальные исследования выполнены методами физического моделирования на лабораторном макете и на действующей модели приставки.
Научная новизна диссертационной работы заключена в следующем: - проведены комплексные исследования процесса низкотемпературной барботажной конденсации паров растворителя в барботажной приставке;
теоретически установлены и экспериментально подтверждены основные закономерности рекуперации паров растворителя в низкотемпературной барбо-тажной приставке;
разработана математическая модель процесса изменения концентрации и температуры паров растворителя в многокомпонентной паровоздушной смеси в одиночном всплывающем пузыре;
разработана математическая модель замкнутого контура «машина химической чистки- приставка», позволяющая проследить динамику изменения концентрации паров растворителя в паровоздушной смеси.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Методика последовательного анализа параметров процесса рекуперации растворителя.
-
Функциональная схема приставки для снижения остаточной концентрации паров растворителя (перхлорэтилена) в рабочем пространстве машины химической чистки
-
Программа комплексных исследований приставки для рекуперации паров растворителя.
-
Результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния конструктивных параметров приставки на эффективность процесса рекуперации.
-
Результаты исследования эффективности применения приставки для рекуперации паров растворителя.
Практическая ценность работы:
Разработана функциональная схема низкотемпературного барботажного конденсатора.
Разработана конструктивная схема циркуляционного контура «машина химической чистки - приставка», исключающего выброс паровоздушной смеси с высокой концентрацией растворителя.
Определены конструктивные параметры приставки для снижения остаточной концентрации паров растворителя (перхлорэтилена) в рабочем пространстве машины химической чистки.
Разработаны аналитические зависимости, описывающие влияние основных конструктивно-технологических решений на эффективность процесса рекуперации растворителя.
Определены технологические режимы рекуперации паров растворителя.
Разработана методика определения рациональных параметров процесса рекуперации паров растворителя.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Первой научно-технической конференции "Состояние и проблемы технических измерений", Москва, МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1994 г.; научно-технической конференции "От фундаментальных исследований до практического внедрения в условиях рыночной экономики" Москва, ГАСБУ, 1995 г.; научно-технической конференции "Наука - сервису", Москва, ГАСБУ, 1996 г., и других научно-технических конференциях.
Публикации: Основное содержание диссертационной работы изложено в 9 печатных работах.
Структура и объем работы: Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций, 9 приложений и списка литературы, включающего 111 наименований. Работа изложена на 183 страницах распечатанного текста, содержит 60 рисунков и 13 таблиц.
