Введение к работе
. Актуальность работы.
В последнее время все большее внимание уделяется охране окружающей среды. Охрана среды обитания - это усовершенствование и внедрение новых, более совершенных технологических процессов и безотходных производств; бесперебойная работа фильтров и очистных сооружений, их постоянное совершенствование; это экономия сырья, энергии, воды, любых природных ресурсов.
Одной из наиболее важных проблем, требующих своего решения, является очистка загрязняемого атмосферного воздуха. От качества воздуха зависит здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность сооружений. При выборе аппаратов и методов для очистки загрязненного газа, следует принимать во внимание технико-экономические показатели их работы, в том числе факторы, от которых зависит эффективность очистки газов.
Особенно напряженная экологическая обстановка сложилась на предприятиях по производству кормовых дрожжей из гидролизатов древесины и пекарских дрожжей. Эти производства характеризуются большими выбросами воздуха в атмосферу, из основных аппаратов технологического процесса - ферментаторов. Отработанный воздух, содержащий микроорганизмы, оказывает негативное влияние на здоровье человека и окружающую среду. На некоторых заводах применяются локальные системы очистки воздуха. Однако они малоэффективны. Наиболее распространенная система очистки воздуха в технологическом процессе получения кормовых и пекарных дрожжей содержит циклон, скруббер Вентури и вытяжной вентилятор. В реальных производственных условиях она малоэффективна, занимает большую произ-
водственную площадь, требует значительных затрат электроэнергии и воды. Циклоны и скрубберы обычно выполнены из углеродистой стали и из-за активной коррозии требуют постоянного ремонта, что еще в большей степени снижает эффективность газоочистки и увеличивает эксплуатационные затраты.
В настоящей работе приведены результаты экспериментальных исследований крупномасштабных моделей газоочистных устройств, предназначенных для очистки воздуха, выходящего из ферментаторов в производстве кормовых и пекарских дрожжей. Разработана конструкция эффективного промышленного аппарата и методика его инженерного расчета.
Цель и задачи работы.
Целью диссертационной работы является создание эффективной конструкции аппарата для очистки воздуха, выходящего из ферментаторов и разработка методики его инженерного расчета.
Для достижения поставленной цели было необходимо:
на основе анализа существующих конструкций газоочистных устройств (ГОУ) создать модели простых, но эффективных ГОУ, которые могли бы работать при малых напорах и больших расходах воздуха;
исследовать характер зависимости степени очистки воздуха от различных конструктивных и режимных параметров;
выбрать наиболее эффективную конструкцию устройства, определяющую конструктивные размеры и режимные параметры работы;
разработать методику инженерного расчета ГОУ;
осуществить авторский надзор за изготовлением и внедрением промышленных аппаратов на гидролизных заводах.
Научная новизна работы. Впервые, на крупномасштабных моделях ГОУ,исследовало в широком диапазоне влияние режимных и конструктивных параметров на
степень очистки воздуха, выходящего из ферментаторов и установлено значение скорости воздуха в воздухоподводящем патрубке на входе в элемент, при которой процесс улавливания наиболее эффективен.
Определена предельно допустимая концентрация микроорганизмов в промывной жидкости и установлено время использования ее до полной замены в газоочистном аппарате.
Разработана инженерная методика расчета промышленного аппарата, базирующаяся на методе элементного масштабирования, которая нашла применение в проектной практике.
На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований газоочистных устройств создан новый эффективный промышленный аппарат для очистки воздуха, выходящего из ферментаторов в производствах кормовых дрожжей гидролизных заводов и пекарских дрожжей пищевых производств. На конструкцию аппарата получено положительное решение о выдаче патента на изобретение. Практическая значимость работы.
Предложен алгоритм и программа расчета газоочистного аппарата на ПЭВМ типа GLOBAL USA. На основании результатов исследований разработана конструкция промышленного аппарата для очистки воздуха, выходящего из ферментаторов. Промышленные газоочистные аппараты внедрены на Братском и Зиминском гидролизных заводах.
Апробация работы.
Основные материалы диссертации, отражены в докладах на Всесоюзной научно-технической конференции "Современные технологии и научно-технический прогресс" (Ангарск, 1993г.), на Всероссийском семинаре "ГИДРОТЕХНИКА - СЕВЕР - ЭКОЛОГИЯ - ГИДРОМЕХАНИКА" (Новосибирск, 1994г.) и на научно-технической конференции факультета авиационного и автомобильного транспорта Иркутского Государстнен-
ного технического университета (Иркутск, 1995г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 163 страницах машинописного текста и включает в себя 46 рисунков и 55 таблиц. Список литературы содержит 130 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.