Введение к работе
Актуальность темы. Применение известных технологий часто сопровождается большими выбросами в атмосферу органических полимерных шлей. В ряде отраслей производства, и в частности тех отраслей", где технологические процессы сопровождаются выделением органических полимерных шлей, состояние воздушной среды не всегда соответствует нормированному.
К числу технологических процессов, сопровождающихся выделением органических полимерных пыдей, относят изготовление пластмассовых изделий, переработку отходов пластмасс на предприятиях по производству пластмассовых изделий и механическую обработку лаковых полимерных покрытий на деревянных изделиях, например на мебельных деталях.
Проблема очистки воздуха от органических полимерных пылей является одной из острейших для заводов по производству пластмассовых изделий и мебельных предприятий. Концентрации пыли 3 выбрасываемом в атмосферу воздухе в ряде случаев достигают 2000 мг/м3, при этом отношение зеличины массового выброса к значению величины предельно допустимого выброса составляет 5-8 крат.. Пршленяемые в настоящее время пылеулавливающие аппараты не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к очистке воздуха от органических полимерных пылей. Исследования свойств этих пылей практически отсутствуют.
Учитывая, что пыли средне- и мелкодисперсны, обладают большой парусностью, взрывоопасны, токсичны, наиболее перспективными для улавливания органических полимерных пылей можно считать мокрые аппараты. Для обеспечения эффективного улавливания этих пылей необходимо разработать, оптимизировать и исследовать новую конструкцию пылеулавливающего аппарата, параметры циркулирующей з нем газожидкостной системы, разработать методику расчета и подбора аппаратов для внедрения их в производство.
Бее вышеизложенное определяет актуальность комплекса теоретических и экспериментальных исследований, направленных на повышение эффективности очистки воздуха от органических полимерных, пылей и обеспечение необходимых предельно допустимых выбросов.
Пель работы и задачи исследования. Учитывая актуальность проблемы, настоящая работа имеет своей целью разработку вихревого ценно-капельного пылеулавливающего аппарата с внутренней, циркуляцией жидкости, предназначенного для снижения пылевых выбросов в атмосферу предприятий с выделением органических полимерных шлей. Для достижения этой цели в работе поставлены следующие .задачи:
-
Оценка эффективности существующих пылеулавливающих аппаратов, .используемых для органических полимерных пылей.
-
Исследование свойств органических полимерных пылей.
-
Проведение теоретического анализа процесса пылеулавливания в вихревом пенно-капельном пылеулавливающем аппарате (ВШШ) с учетом процессов ударного взаимодействия и электризации в многофазном потоке.
-
Исследование и оптимизация ВПКП, в том числе режимов его работы на различных пенообразователях и пылях.
-
Разработка инженерной, методики расчета эффективности ВПКП.
Основная идея работы состоит в разработке такой конструк -щш мокрого аппарата с внутренней циркуляцией жидкости, в которой повышение эффективности пылеулавливания достигается за счет обработки.пылегазового потока в низконалорной трубе Вентури с вихревым режимом работы, которая обеспечивает также образование жидкостного потока с одновременным содержанием капель и пузырьков пены, а также за счет выбора параметров жидкостной системы.
Методы исследования включали: анализ и обобщение исследований других авторов, математическое и физическое моделирование, обработку экспериментов методами математической статистики с применением ПЭВМ, сопоставление полученных результатов, с экспериментальными исследованиями, выполненными в лабораторных и промышленных условиях, и результатами, полученными другими авторами.
Достовешостъ научных положений, выводов и рекомендаций доказана использованием классических положений теории пылеаэроди-намики и физической химии при моделировании изучаемых процессов и подтверждена сходимостью результатов экспериментальных лабораторных и промышленных исследований с теоретическими положениями и данными других авторов.
Научная новизна работы состоит в том, что:
определены и систематизированы основные физико-химические свойства органических полимерных пылей; сформулированы требования к конструкции аппарата, предназначенного для улавливания органических полимерных пылей;
построена математическая модель процесса пылеулавливания в вихревом пенно-капельном пылеулавливающем аппарате с учетом процессов ударного взаимодействия и электризации в многофазном потоке и получена аналитическая зависимость, описывающая эффективность процесса пылеулавливания;
экспериментально обоснованы оптимальные конструктивные параметры вихревого пенно-капельного пылеулавливающего аппарата, конструкция которого защищена авторским свидетельством;
получены экспериментальные зависимости, характеризушие влияние на эффективность пылеулавливания азролинаїлического и пенно-капельного резшла, свойств шлегазового и жидкостного потоков, добавок химических веществ;
установлено, что для эффективного улавливания органических полимерных пылей (с различными физико-химическими свойствами) возможно использование различных видов пенообразователей, подбор концентраций которых определяется их химическим составом и дисперсным составом улавливаемой пыли. . .
Практическое значение работы заключается в следующем:
- разработана конструкция вихревого пенно-капельного аппа
рата, обеспечивающего высокую эффективность улавливания органи
ческих полимерных пылей, новизна которого подтверддена авторскшл
свидетельством № 1037933;
-'- разработана инкенерная методика расчета и подбора зихре-вого пенно-капельного пылеулавливающего аппарата;
- разработаны в системе Всероссийского кооперативно-госу
дарственного объединения по строительству (Росагропромстрой)
"Рекомендации по приведению технологического оборудования и са
нитарно-гигиенических условий труда предприятий стройиндустрии
в соответствие с требованиями ССБТ".
Реализация работы. Научные результаты работы нашли отражение в следующем:
- "Рекомендациях по обеспыливанию технологических процессов
производств переработки пластмасс и получения ацетатного волок
на", разработанных ВІЩИИ0Т ЗЦСПС;
разработанной, на уровне машиностроительных чертежей конструкторской: документации на вихревой пенно-капельный пылеулавливающий аппарат, которая рассылается по запросам организаций и предприятий;
разработанном вихревом пенно-капельном аппарате, внедренном на Ростовском заводе электромонтажных изделий и Вильнюсском заводе пластмассовых изделии" для улавливания пылей фено- и ами-нопластов, а также на пункте перегрузки угля конвейерной линии для улавливания угольной пыли;
вихревом пенно-капельном аппарате, включенном в "Каталог паспортов научно-технических достижений, рекомендуемых для использования в сельском строительстве Северного Кавказа";
проектной документации, разработанной институтом Гипро-ЕЖстройдормащ.
На защиту выносятся:
результаты исследований основных свойств органических полимерных пылей;
математическая модель процесса пылеулавливания и аналитическая зависимость, характеризующая эффективность этого процесса в ВПКП;
экспериментальные зависимости эффективности пылеулавливания от аэродинамического и пенно-капельного режима работы аппарата, вида и. концентраций пенообразователей, свойств пылега-зового и жидкостного потоков;
инженерная методика расчета и подбора. ВПКП, а. также рекомендации по их проектированию в различных условиях.
Апробация работы.. Основные положения, и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на Всесоюзной конференции "Очистка вентиляционных выбросов и охрана воздушного бассейна от загрязнения" (Ростов-на-Дону, 1977), отраслевой конференции "Наука - производству и здоровью человека" (Ростов-на-Дону, 1979), зональном семинаре "Очистка вентиляционных выбросов от производственных вредностей" (Пенза, 1980), региональной научной конференции "Экономия материальных и энергетических ресурсов в системах теплоснабжения и вентиляции" (Ростов-на-Дону, 1986), зональном семинаре "Использование природных ресурсов и новые решения в проектировании, монтаие и эксплуатации систем вентиляции и пневмотранспорта" (Пенза, 1988), региональной шко-
ле-семинаре "Борьба с пылью в строительстве и промышленности" (Ростов-на-Дону, 1989),. Всесоюзной научно-технической конференция "Обеспыливание воздуха и технологического оборудования в промышленности" (Ростов-на-Дону, 1991), международной, конференции "Ресурсосберегающие технологии, строительных материалов, изделий и конструкций" (Белгород, 1993), ежегодных научно-технических конференциях Ростовской-на-Дону государственной академии строительства. .
Публикации. Результаты исследований по теме диссертации изложены в 27 работах, в том числе в I монографии, 2 авторских свидетельствах, а также в научно-технических отчетах.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, пяти разделов, выводов, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы - 249 страниц, в том числе: 203 стр. - основная часть, содержащая 52 рисунка и 21 таблицу; ІЄ стр. - список литературы из 151 наименования; 10 приложений на 30 стр.
Автор благодарит коллективы кафедр отопления, вентиляции и кондиционирования и охраны труда и окружающей среды РГАС за поддержку, оказанную при написании диссертационной работы.
