Введение к работе
Актуальность проблемы. Большинство процессов, связанных с производством столярно-строительных изделий сопровождается интенсивным пылевыделением. Содержание древесной пыли в воздухе рабочей зоны и поступающем через системы обеспыливания в атмосферу зачастую не соответствует нормативным требованиям к качеству воздушной среды. Длительное вдыхание древесной пыли, превышающей ПДКр,, увеличивает риск возникновения профессиональных заболеваний, таких как пневмокониозы, пьшевые бронхиты, заболевания кожи и глаз. Одной из главных причин недостаточно эффективной работы пылеулавливающего оборудования, является то, что оно подбирается в основном без учета свойств, дисперсного состава пыли, а также особенностей технологического процесса. В настоящее время в системах обеспыливания цехов по производству столярно-строительных изделий наибольшее распространение получили циклоны на первой ступени очистки и рукавные фильтры - на второй. Однако в процессе эксплуатации этих аппаратов возникают сложности вследствие забивания древесной пылью внутренних поверхностей циклонов и тканей рукавных фильтров, что влечет за собой ухудшение пылевой обстановки на рабочих местах и на территории предприятия, а также увеличение эксплуатационных затрат. Характерное для цехов по производству столярно-строительных изделий использование основного технологического оборудования с невысоким и изменяющимся в течении рабочего дня коэффициентом загрузки станков (к < 0,5), приводит к изменению расходов воздуха в системе, а следовательно к нестабильной работе обеспыливающего оборудования и снижению его эффективности.
Поэтом}' актуальным является разработка мероприятий, направленных на снижение запыленности в воздухе рабочей зоны и на территории предприятий по производству столярно-строительных изделий с использованием в системах обеспыливания высокоэффективных аппаратов, более устойчивых к изменению расходов воздуха.
Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
Цель работы - снижение негативного воздействия пыли столярно-строительного производства на работающих и окружающую среду посредством повышения эффективности системы обеспыливания.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
оценка технологического оборудования производства столярно-строительных изделий как источника поступления пыли в рабочую зону и атмосферу, определяющего исходные данные для проектирования систем обеспыливания;
экспериментальное исследование и обобщение данных о дисперсном составе, аэродинамических характеристиках и основных физико-химических свойствах древесной пыли столярно-строительного производства;
экспериментальная оценка пылевыделений и исследование закономерностей распространения частиц древесной пыли в рабочие зоны цеха по производству столярно-строительных изделий и атмосферный воздух ;
теоретические и экспериментальные исследования по совершенствованию системы обеспыливания цеха по производству столярно-строительных изделий, разработка двухступенчатого пылеулавливающего аппарата на базе зернистого фильтра для снижения запыленности воздуха рабочей зоны и исследование процессов улавливания пыли в аппарате.
Основная идея работы состоит в использовании в системах обеспыливания цехов по производству столярно-строительных изделий при улавливании древесной пыли двухступенчатого аппарата на базе зернистого фильтра с фильтрующим слоем из древесной пыли.
Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, моделирование изучаемых процессов , обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ, лабораторные и опытно-промышленные исследования.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений механики газа и теоретического анализа, планированием необходимого объема экспериментальных исследований, и подтверждена удовлетворяющей сходимостью теоретических результатов с результатами полученных экспериментальных исследований, вы-
полненных в лабораторных и промышленных условиях, патентной чистотой разработанного технического решения.
Научная новизна работы состоит в том, что:
получены экспериментальные зависимости, характеризующие изменение концентрации древесной пыли и плотности пылеоседания в воздухе рабочей зоны цеха по производству столярно-строительных изделий;
получены экспериментальные зависимости, характеризующие изменение концентрации пыли и плотности пылеоседания на территории предприятия по производству столярно-строительных изделий в зависимости от времени года и направления ветра;
уточнена математическая модель, описывающая для систем обеспыливания производства столярно-строительных изделий процессы улавливания твердых частиц пористыми зернистыми слоями ;
получены аналитические зависимости потерь давления в аппарате и эффективности улавливания твердых частиц при использовании древесной пыли в качестве фильтрующего материала фильтра;
определены и систематизированы данные о дисперсном составе и физико-химических свойствах древесной пыли, образующейся в процессе производства столярно-строительных изделий и поступающей в рабочую зону и атмосферный воздух.
Практическое значение работы:
- разработаны рекомендации по повышению эффективности работы систем
обеспыливания столярно-строителыюго производства;
для систем обеспыливания разработаны две конструкции пылеуловителей на базе зернистого фильтра для очистки выбросов от пыли (патент РФ № 2238134; патент РФ № 2240869), обладающие высокой эффективностью очистки (до 99,6%);
разработана методика инженерного расчета эффективности улавливания твердых частиц аппаратом на базе зернистого фильтра для систем обеспыливания производства столярно-строительных изделий.
Реализация результатов работы:
- разработана и внедрена система обеспыливания с двухступенчатым аппа
ратом на базе зернистого фильтра в ООО "Нижневолжскстройсервис" г.
Волгоград;
с учетом разработанных рекомендаций проведена реконструкция системы аспирации предприятия ООО "Нижневолжскстройсервис" г. Волгоград;
рекомендации по проектированию системы обеспыливания цеха по производству столярно-строительных изделий внедрены в ПТБ ПСО «Волго-градгражданстрой» при разработке проектной документации на предприятиях отрасли;
материалы диссертационной работы использованы кафедрой «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» в учебном процессе Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
На защиту выносятся:
теоретические и экспериментальные результаты исследования закономерностей распространения частиц древесной пыли в воздухе рабочей зоны цеха и на территории предприятия по производству столярно-строительных изделий;
математическая модель и аналитические зависимости, описывающие процесс пылеулавливания в пористых слоях зернистых фильтров систем аспирации;
аналитические и экспериментальные зависимости эффективности улавливания твердых частиц и аэродинамического сопротивления аппарата на базе зернистого фильтра от скорости фильтрования в живом сечении фильтра, концентрации пылевых выбросов и времени фильтрования, характерных для систем обеспыливающей вентиляции столярно-строительного производства;
- данные исследований состава и основных физико-химических свойств
древесной пыли, образующейся при производстве столярных изделий и
поступающей в системы обеспыливания и атмосферный воздух;
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (Волгоград, 2003-2008 г.г)., II Всероссийской научно-практической конференции «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса региона. Наука. Практика. Образование.»(г. Волгоград - г. Михай-ловка 2008г.), V Международной научной конференции "Качество внутреннего воздуха и окружающей среды" (Волгоград, 2007), 3 Международной на-
учно- технической конференции "Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций" (Волгоград, 2003), II Всероссийской научно-практической конференции "Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание" (Пенза, 2002); Всероссийской научно-практической конференции "Аэрозоли в промышленности и атмосфере" (Пенза, 2001).
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 8 работах, в том числе в б статьях и 2 патентах на изобретение.
Объем п структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы - 133 страницы, в том числе: 112 страниц - основной текст, содержащий 13 таблична 14 страницах, 40 рисунков на 30 страницах; список литературы из 128 наименований на 15 страницах, 6 приложений на 7 страницах.
