Введение к работе
Актуальность темы. Одним из значительных источников твердых , загрязняющих атмосферу веществ язляется- производство строительных материалов, где по величине удельного выброса азрозоля асфальтобетонные заводы (АЕЗ) занимают второе место после производства строительных вянущих. Зыбросы АШ в среднем составляют 20...25 кг на I тонну производимого асфальта. 0 масштабах загрязнения атмо -сферы этики заводами мояно судить по цифрам: в конце ЄС-х годов в России работало более ІЄСС асфальтосмесительных установок, которые вып1'екали около 25 млн. тонн продукции в год.
Запыленность воздуха на рабочих местах АБЗ в десятки раз превышает предельно допустимую (ИЗО; превышение ПДК наблюдается и а радиусе полутора километров от территории заводов.
Проблеме создания эффективных систем очистки воздуха от пыли * для АЕЗ стали уделять серьезное внимание с середины сС-х годов, когда началось активное государственное вмешательство з борьбу с загрязнением атмосферы. Основные работы по созданию пнлеочясти тельных систем для АНЗ принадлежат ученым и инженерам КИИОГАЭа и ЗНИИСтройдормаша, а также УкрНИИинжпроекта.
Внедрение разработанных систем позволило существенно улучшить состояние воздушной среды на этих заводах. Однако проблема оста -лась, так как действующие на АЕЗ пылеочиститедьные системы'имеют существенные недостатку: в них плохо улавливаются мелкодисперсные коксовые и сажевые частицы, они чувствительны к колебаниям объема выброса, недостаточно надежны, а также не могут обеспечить эффек -тиеной газоочистки, которая особенно необходима при использовании на АЕЗ высокосернистых мазутов.
Диссертационная работа выполнена в памках госбюджетной научно -исследовательской работы кафедры "Охрана труда и окрунапцей среды" РГАС "Разработка и внедрение в практику систем жизнеобеспечения в производственной и окружающей средах" (номер гос. регистрации СІ. 9. 20 CC4S5I) и трех хозяйственных договоров кафедры.
Целью саботы является создание пылеочистительной системы, яв -дяюшейся главным элементом системы очистки воздуха от пыли асфальтобетонных заводов, с разработкой аппарата мокрой очистки газа и теоретических основ процесса улавливания мелкодисперсной гидрофобной пыли жидкостью, диспергированной до пленок.
Поставленная цель достигается селением следующих задач;
анализом характеристик пылегазоЕОго выброса АЕЗ и работы действующих на этих заводах пылеочистительных систем;
разработкой принципиальной схемы пылеочистительной системы АЕЗ и формулированием требований к аппаратам очистки;
выбором наиболее эффективных и надежных аппаратов очистки для пєреой и второй ступеней пылеочистительной системы;
разработкой конструкции и теоретико-экспериментальным иссле -дованием работы аппарата мокрой очистки газа для последней ступени очистки;
промысленными испытаниями на АЕЗ разработанного аппарата мокрой очистки газа и пылеочистительной системы в целом.
Основные направления теооетико-окспесиментальнкх-исследований;
выбор аппарата для мокрой очистки газа от мелкодисперсных коксовых и сажевых частиц пыли на основе анализа механизмов осаж -дения частиц из пыдегазового потока на поверхность диспергирован -ной жидкости и условий эффективного диффузионного осаждения мелкодисперсных частиц;
теоретическое обоснование необходимости использования растворов поЕерхностно-аятиЕНЫх веществ (ПАЗ)' з качестве оседающей нид -кости при улавливании гидрофобной пыли-в насадочном газопромывателе;
экспериментальное исследование взаимодействия пыли с ведой и растворами ПАЗ;
установление теоретико-экспериментальной зависимости эффек -тивности улавливания гидрофобной пыли в насадочном газопромывателе от параметров слоя насадки, оросающей жидкости и пылевоздусного потока;
создание на базе насадочного газопромывателя аппарата мокрой очистки газа для последней ступени пылеочистительной системы, ко -торый может работать в широком диапазоне скоростей очищаемого газа и позволит очистить пылегазовый поток до уровня ПДВ (что приведет к снижению запыленности на рабочих местах до норм ПДЗ), а также удовлетворяет требованиям, предъявляемым к абсорберам.
Методы исследования;
анализ, обобщение и синтез результатов исследований, прове -денных другими авторами;
теоретическое описание механизма захєата (улавливания) пыли
жидкостью, диспергированной до пленок;
лабораторные и стендовые эксперименты, промышленные испыта -ния, проводимые по стандартным и нормативным методикам;
обработка экспериментальных данных методами математической статистики с применением ЭВМ.
Автором защищаются:
порядок Еыбора наиболее рациональней схемы пылеочистительной системы для АБЗ и наиболее эффективных и надежных аппаратов очистки для ее ступеней;
рекомендации по выбору наиболее эффективного ПАВ, по порядку применения растворов этих веществ в качестве ороігащей жидкости аппаратов мокрой очистки газа, когда оросительная система этого аппарата организована по принципу замкнутого цикла;
методика расчета скорости встречи частицы пыли с пленкой жидкости при прохождении пылевоздушого потока через слой орошемой насадки;
закономерности, описывающие влияние на эффективность улавли -вания гидрофобной пыли е насадечном газопромывателе параметров .-слоя насадки, орезвддей жидкости и пылзеоздуского потока, в основе которых лежат положения теории физико-химического подхода к пыле. -улавливанию; rzz. - .-^
- методика расчета разработанного аппарата мокрой бчистки газа. -
Достоверность научных положений работы подтверждается: -
использованием при проведении теоретических исследований современных достижений е области пылеулавливания, физики и хи.чми дисперсных систем;
использованием при проведении экспериментальных исследований стандартных и нормативных методик;
адекватностью теоретических положений с результатами лабора -торных, стендовых и промышленных исследований и испытаний.
Научная новизна работы:
развита теория физико-химического подхода к пылеулавливанию применительно к случаю улавливания мелкодисперсной гидрофобной пыли жидкостью (вода, раствор ПАВ), диспергированной до пленок, в насадочком газопромывателе;
создана модель процесса прохождения пылевоздусного потока через слой оросаемой насадки, позволяющая, в частности, рассчитать скорость встречи частицы пыли с поверхностью пленки жидкости;
установлена зависимость эффективности улавлиєания гидрофобной пыли в насадочном газопромывателе от параметров слоя насадки, оро-нанцей жидкости и пылевоздушого потока;
доказана эффективность использования растворов ПАВ как оро -плющей жидкости при улавливании гидрофобной пыли в насадочном га -зспроыыЕателе.
Практическая ценность саботы:
разработана пылеочистительная система для АБЗ, обеспечивающая выброс пыли из дымовой трубы завода не более ДЦЗ, что приведет к снижению запыленности воздушной среды на рабочих местах АЕЗ до уровня, не превышающего ПДК;
разработан аппарат мокрой очистки газа, позволяющий высокоэффективно очистить газ от мелкодисперсной гидрофобной пыли, рабо -тающий е широком диапазоне скоростей очищаемого газа, удовлетЕО -ряющий требованиям, предъявляекш к абсорберам; .разработана .мето -дика расчета этого аппарата (конструктивные размеры, гидравличес -коа сопротивление, эффективность улавливания пыли);
разработана методика расчета подачи в сроішлсдую жидкость, в качестве которой е аппарате мокрой очистки газа используется раствор ПАВ, дополнительного количества поверхностно-активного -вещества, необходимого для поддержания, постоянного поверхностного .катя -женкя этой орошающей жидкости (аппарат-улавливает гидрофобную пыль, его оросительная система организована по принципу замкнутого цикла).
Реализация результатов работы. Разработанный аппарат мокрой очистки газа внедрен в качестве третьей (последней) ступени пыле -очистительной системы АЕЗ треста "Спецстрой" города Ростова-на-Дону; по результатам внедрения получен социально-экологический эф -фект. Результаты исследований внедрены в учебный процесс: Еключены в курсы "Безопасность жизнедеятельности в производственной среде" и "Экология", читаемых в РГАС.
Апсобацкя работы. Основные положения и результаты диссерта ционной работы доложены и обсуждены на:
- Всесоюзной научно-технической конференции "Обеспыливание еоз-
духа и технологического оборудования в промысленности" в городе
Ростове-на-Дону в 1991 году;
- научно-технических конференциях профессорско-преподаватель -
ского состава РГАС (бывший РЛСИ) в 1991 - 1992 г г.
Публикации. По теме диссертационной работа опубликованы четыре научные работы и получено' положительное решение на выдачу патента РФ по аппарату мокрой очистки газа.
Структура и объем сабо ты. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы - 225 страниц, в том числе: 201 стр. - основная часть, содержащая 28 рисунков и 15 таблиц, 10 стр. - список лите -ратуры из ІС5 наименований, 14 стр. - приложение.
Автор выракает сердечную благодарность доктору технических
наук, профессору А.А.Цыцуре за консультации и ценные советы по
вопросам разработки физико-химических аспектов диссертационной ра
боты и коллективу кафедры "Охрана труда и окружающей среды" РГАС
за помощь при организации и проведении экспериментальных исследо -
ваний. .
