Введение к работе
Выполненная работа посвящена решению важной проблемы - разработке іродинамических способов повышения эффективности пылеуловителей в про-іводстве огнеупоров, что позволит обеспечить надежную экологическую защи-' окружающей среды от пылевых выбросов и рентабельность социально- эко-)мических мероприятий в этом направлении.
Актуальность темы. Ъ связи с резким увеличением числа пылевыделяющих регатов, повышением мощности печей и другого технологического оборудо-іния вопросы эффективного пылеулавливания в огнеупорной промышленности жобретают исключительную актуальность. Например, унос пыли из вращаю-ейся печи размерами 4,5x170м составляет 18-20 т/ч (з-д "Магнезит"), а из печи ізмерами 3,6x90 м для обжига доломита - 7-8 т/ч. В России предприятиями по юизводству огнеупоров ежегодно выбрасываются в атмосферу 2 млн. тонн ердой неорганической пыли. На территориях, примыкающих к огнеупорным водам, годовой осадок пыли достигает 7 кг/м2, а размеры частиц пыли колеб-этся от 0,01 до 1,0 мкм, что представляет наибольшую опасность для органов їхания.
В связи с этим важной задачей является предупреждение загрязнения атмо-іерьі промышленными и вентиляционными выбросами. Использование для их целей труб.большой высоты является дорогостоящим мероприятием, не ижающим общего количества вредных примесей, поступающих в атмосферу, а эяде случаев (при неблагоприятном рельефе местности^климатических услови-, инверсиях и т.п.) не обеспечивающим необходимой чистоты воздуха на заво-ких площадках.
Эксплуатация пылеуловителей в огнеупорном производстве показала, что и неравномерном подводе пылегазового потока к рабочей зоне аппарата или и неравномерном распределении этого потока по отдельным параллельно люченным аппаратам, их эффективность ниже проектной, что приводит к уве-чению токсичных выбросов в атмосферу и потере дефицитного сырья. Иногда равномерное распределение пылегазового потока является причиной аварий-й ситуации и во всех случаях ухудшает технологические показатели систем шеулавливания. Поэтому исключительную актуальность приобретает разра-тка аэродинамических способов повышения эффективности пылеуловителей. и способы, обеспечивая высокую и многостороннюю результативность, тре-ют минимальных затрат на свою реализацию.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программой )СТРОМ РФ по научному направлению "Разработка систем теплогазоснабже-я с целью экономии ТЭР и зашиты окружающей среды от тепловых и вредных
4 выбросов энергетических установок".
Цель ргботы - разработка, исследование, апробирование и ьнедрение в практику аэродинамических способов повышения эффективности п^шеуловите-лей в производстве огнеупоров. Эта цель достигалась комплексны;.! решением следующих задач: анализом современных способов высокоэффектиьного пылеулавливания кз отходящих газов и аспирационных выбросов в прои: водстве огнеупоров; исследованием влияния степени неравномерности распределения скоростей пылегазового потока на эффективность пылеулавливания; разработкой способов и расчетом устройств для равномерной раздачи пылегазового потока по рабочему сечению пылеуловителей; оценкой разработанных аэродинамических способоь повышения эффективности пылеуловителей, перспективных при производстве огнеупоров; анализом экономических аспектов применения этих способов.
Научна; новизна работы состоит в следующем: -показана актуальность применения в условиях огнеупорного производства аэродинамических способов повышения эффективности пылеуловителей; предложены и экспериментально подтверждены расчетные модели для оценки и прогнозирования зависимости общего и фракционных коэффициентов проскока от коэффициента количества движения потока (Буссинеска) для кольцевой, цилиндрической и конической форм рабочего сечения пылеуловителей, перспективных в огнеупорном производстве; -получены унифицированные функции единого типа, связывающие коэффициенты изменения проскока с коэффициентом Буссинеска для аппаратог различных типов;
-получены и апробированы расчетные зависимости для оценки степени неравномерности распределения пылегазового потока для кольцевой, цилиндрической и конической форм рабочего сечения фильтрующих элементов; -модифицирована методика уточнённого поэлементного расчета гидравлического сопротивления инерционных и вихревых пылеуловителей, зернистых фильтров и электрофильтров применением принципа наложения потерь; * -для обеспечения наиболее представительного характера отбираемых пылегазо-вых проб вместо традиционного изокинетического использован изокрите-риальный подход;
научно обоснованы и разработаны рациональные выравнивающие и распределительные устройства для пылегазового потока, проходящего через пылеуловители различных типов.
5 На защиту выносятся:
-
Расчетные модели для оценки и прогнозирования зависимости общего и ционных коэффициентов проскока от коэффициента количества движения инеска) для кольцевой, цилиндрической и конической форм рабочего сече-іьілеуловителей. Унифицированные функции единого типа, связывающие рициенты проскока с коэффициентом Буссинеска для аппаратов различных і.
-
Расчетные зависимости для оценки степени неравномерности распреде-пылегазового потока при кольцевой, цилиндрической и конической фор-
абочего сечения фильтрующих элементов.
-
Модифицированная способом наложения потерь методика уточнённого га гидравлического сопротивления инерционных и вихревых пылеуловите-грнистых фильтров и электрофильтров.
-
Изокритериалькый отбор пылегазовых проб вместо традиционного нетического.
-
Научно обоснованные, разработанные и апробированные рациональ-ыравниваюшие и распределительные устройства для пылегазового потока, дяшего через пылеуловители различных типов.
Практическая ценность диссертации. Результаты внедрены в производство милукском огнеупорном заводе. Разработаны рекомендации отраслевым о-исследовательским институтам (НИ^ОГАЗ, НИФХИ им .Л.Я. Карпова -ja; НИПИОТСТРОМ - Новороссийск), проектным организациям огазоочистка - Москва, С.-Петербург), центральным заводским лаборато-(Семилукский -огнеупорный завод, Воронежский керамический завод) по юванию аэродинамических способов повышения эффективности пылеуло-:й.
Отдельные аспекты работы систематически используются в практике ряда к учебных заведений - Белгородской государственной технологической »ии стройматериалов, Воронежской государственной технологической ши, Тамбовской академии химического машиностроения, Воронежской рственной архитектурно-строительной академии, в Цицикарском Техни-і Университете (КНР).
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Международ-інференции м Ресурсе - и энергосберегающие технологии строительных ма-:ов, изделий и конструкций" (г.Белгород, 26 -29. IX. 1995 т.), на Ш-ей тра-шой научно-технической конференции стран СНГ "Процессы и оборудо-экологических производств" (г.Волгоград, 5-6.ХІІ.1995 г.), на Российско -канском конгрессе "Экологическая инициатива" (Воронеж, 22-28. IX.
6 1996г.), на 2-ой Международной конференции "Градостроительство и окружающая среда" (г. Вильнюс, Литва, 26-27.IX. 1996г.), на Международном аэрозольном симпозиуме (г. Москва, 2-5.ХІҐ.1996 г.), на Республиканской электронной научной конференции "Современные проблемы информатизации" (г. Воронеж 15.V.-15.IX.I996 г.), на 48-49 научно-технических конференциях ВГАСА (г. Воронеж, 1995 г.), на Всероссийской научно-практической конференции "Физико-химические основы пищевых и химических производств" (г.Воронеж, 12-13.XI.1996 г.), на XII конференции стран СНГ "Дисперсные системы" (г.Одесса, Украина, 23-27.IX.1996 г.).
Материалы диссертации использованы при изложении специального курса " Современные способы и аппараты для очистки промышленных газов и аспира-ционных выбросов от пыли " ученым, специалистам и аспирантам Цицикарско-го Технологического университета (г.Цицикар, Хейлунцзянь, КНР, І5.ГХ -10.XI.I994 г.) и включены в рекомендации по снижению пылевых выбросов заводами стройматериалов провинции Хейлунцзянь (КНР, 1994 г.)
Опубликованные материалы использованы фирмой "Schrage" (Германия), специализирующейся на трубчатых цепных транспортёрах и смесителях, при обеспечении экологически безопасной эксплуатации изготовляемого оборудования.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, в том числе книга "Обеспыливание промышленных газов в огнеупорном производст-ве"(Вильнюс, "Техника", 1996,364 с).
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованных источников из 120 наименований и приложений. Диссертация изложена на 175 стр. машинописного текста и содержит 44 рис., 26 табл. и 21 приложение.
