автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Исследование особенностей улавливания из отработанного воздуха пищевой пыли с целью создания высокоэффективных аппаратов очистки

^ШНИ0£ЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ , 5РОНЕКСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

л

_ 4 РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

На правах рукописи

РУДЫКА ЕЛЕНА АЛЕКСАНДРОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ УЛАВЛИВАНИЯ ИЗ ОТРАЮТА1ШОГО ВОЗДУХА ПИЩЕВОЙ ПЫЛИ С ЦЕЛЬЮ СОЗДАНИЯ ВШЖОЭФФЕКТНВШХ АППАРАТОВ очистки

Специальность 05. 18.12 - Процессы и аппараты пищевых

производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 1997

Работа выполнена в Воронежской государственной технологической академии (ВГТА)

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор|ВАРВАРОВ В.В.1

доктор технических наук, профессор КРАСОВИЦКИЙ Ю.В. кандидат технических наук, доцент ВОРОНЦОВ В.В.

Ведущая организация: АООТ Комбинат молочный

"Россошанский"

Защита состоится " " ^в^&Ы^ 1997 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 063.90.01 при Воронежской государственной технологической академии по адресу: 394017, Воронеж, проспект Революции, 19.

Просим Вас принять участие в заседании диссертационного совета или прислать письменный отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, по указанному адресу.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТА.

Автореферат разослан "_"_ 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических нау£, профессор В.С.Григоров

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из проблем, приобретающих в последние годы все большую экологическую роль и отраслевую значимость, является сокращение потерь в технологии производства сыпучих пищевых продуктов за счет совершенствования очистки выбросов от пылевидных фракций, обеспечивающего, в свою очередь, охрану воздушной среды. В перерабатывающей промышленности частицы пыли представляют собой летучие продукты соответствующих производств. Выброс таких пылевидных продуктов в окружающую воздушную среду не только ухудшает санитарно-гигиеническое состояние производственных помещений, способствует увеличению фактора взрывопожароопас-ности, но и связан с прямыми потерями готовой продукции.

Чтобы удовлетворить санитарно-гигиеническим требованиям, с учетом важности проблемы сокращения потерь продукта в качественно новых рыночных условиях развития перерабатывающих производств, необходимо, в первую очередь, исследовать и реализовать возможности существенного повышения эффективности и стабильности основных способов улавливания пылей - сухих и мокрых инерционных методов, а также обосновать и регламентировать необходимый уровень очистки отработанного воздуха с учетом возросших экологических требований.

Однако решение данной проблемы осложняется отсутствием полноценных сведений о физико-химических и структурно-механических свойствах пылевидных пищевых продуктов, режимных параметрах запыленных воздушных выбросов, данных об оптимальных типах пылеуловителей для конкретных условий производства. Практика показала, что механический перенос неплохо зарекомендовавшего себя в определенных условиях очистного оборудования в совершенно новые уело-

- 4 -

вия может дать отрицательный результат.

Необходимостью исследования специфических свойств ряда пищевых пылей, параметров соответствующих воздушных выбросов и разработки более эффективных пылеочистных устройств определяется актуальность проблемы.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы состоит в изучении комплекса физико-химических и структурно-механических свойств ряда пылевидных пищевых продуктов, содержащихся в отработанных технологических выбросах, разработке высокоэффективных способов центробежно-инерционного пылеулавливания применительно к специфике производства пищевых порошков.

В рамках поставленной цели решались задачи:

- экспериментальное определение дисперсного состава пылевидных продуктов, их концентрации в выбросах, адгезии, физико-химических свойств пыли в промышленных условиях (при производстве комбикормов, хранении и переработке зерна, производстве пищевых порошков методом распылительной сушки);

- экспериментальные исследования в производственных условиях эффективности очистки запыленных выбросов при эксплуатации циклонов;

- обоснование и разработка (на основе проведенных исследований особенностей улавливания из отработанного воздуха пищевых пылей) путей повышения эффективности очистки выбросов;

- теоретическое обоснование и экспериментальные исследования эффективности пылеулавливания, гидравлического сопротивления, закономерностей самоорошения разработанной установки;

- апробация в опытно-промышленных условиях результатов исследований и их технико-экономическая оценка;

Научная новизна. Впервые осуществлено комплексное изучение

факторов (дисперсный состав, плотность, адгезия пыли, концентрация ее в воздухе), влияющих на эффективность очистки воздушных выбросов от пыли, образующейся производстве пищевых порошков (цикорий, концентрат квасного сусла, чайный порошок, фруктовые концентраты), переработке верна и производстве комбикормов.

На базе исследованных физико-химических и структурно-механических свойств пылевидных пищевых продуктов, содержащихся в выбросах, режимных параметров отработанного воздуха и специфики соответствующих производств обоснованы пути совершенствования очистного оборудования и выполнены на уровне изобретений конструктивные решения инерционно-центробежных аппаратов.

Установлены основные закономерности процесса улавливания пылевидных пищевых продуктов в разработанном инерционно-центробежном пылеотделителе. Получена математическая модель и создана методика расчета фракционного отделения пылевидного продукта в разработанном аппарате с учетом скорости подачи воздуха, дисперсности пыли, ее плотности, температуры несущей среды и конструктивных параметров пылеотделителя.

Установлено, что гидравлическое сопротивление аппарата с самоорошением возрастает с увеличением скорости воздушного потока и уменьшением расстояния между поверхностью жидкости и выхлопной трубой аппарата. Выявлены численные показатели, свидетельствующие о зависимости чисел Эйлера от соответствующих параметров, характеризующих гидродинамику аппарата. Определен общий характер изменения брызгоуноса ив аппарата в зависимости от скорости воздушного потока и уровня жидкости, получены соответствующие расчетные уравнения в безразмерном виде.

Определено, что для мелкодисперсных фракций пыли увеличение эффективности очистки связано с увеличением поверхности контакта

фаз аа счет уплотнения структуры газоашдкостной среды в активном объеме аппарата при определенном гидродинамическом режиме работы аппарата, получены соответствующее зависимости в безразмерном виде.

На основе математического описания процессов, происходящих в очищающей жидкости при поглощении ею пылевидного продукта (сушка цикория, концентрата квасного сусла), получена математическая модель изменения концентрации сухих веществ в воде аппарата очистки в зависимости от расхода подлиточной жидкости и времени его работы с момента пуска, установлены закономерности процесса изменения кинематической вязкости и поверхностного натяжения очищающей жидкости.

Практическая значимость работы. На основании результатов экспериментальных исследований впервые определены основные физико-химические и структурно-механические свойства пылевидных пищевых продуктов, содержащихся в отработанных технологических выбросах при переработке зерна, производстве комбикормов, в процессе производства пищевых порошков методом распылительной сушки, изучены в промышленных условиях режишше параметры соответствующих технологических выбросов, что позволило получить исходные данные для обоснования и проектирования более совершенных средств очистки отработанного воздуха.

Предложены на уровне изобретений установки для очистки воздушных выбросов (положительное решение о выдаче патента Российской Федерации на изобретение по заявке N 95120345/25 (035499)

30.05.96, (приоритет от 29.11.95), N 96111318/25 (017276)

17.03.97, (приоритет от 5.06.96), N 96117569/25 (023849) 20.05.97, (приоритет от 2.09.96), N 96117570/25 (023848) 25.04.97, (приоритет от 2.09.96).

На основании материалов исследований разработана техническая документация на ряд типоразмеров установки для мокрого пылеулавливания. Результаты исследований, связанных с совершенствованием схемы мокрой очистки отработанного теплоносителя при производстве пищевых порошков внедрены на Воронежском ПО " Маяк", что позволило получить значительный экономический и социальный эффект.

Материалы диссертации используются в лекционных курсах и лабораторном практикуме по дисциплинам "Экология", "Безопасность жизнедеятельности" Воронежской государственной технологической академии.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XXXIII, XXXIV, XXXV (Воронеж, 1993-1997 г) внут-ривузовских научных конференциях; научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Воронеж, 1995 г); Международной конференции "Процессы и оборудование экологических производств" (Волгоград, 1995 г); Международном симпозиуме "Экология, жизнь, здоровье" (Волгоград, 1996 г); Всероссийской научно-практической конференции "Физико-химические основы лицевых и химических производств" (Воронеж, 1996 г); научной конференции "Теоретические и практические аспекты основных положений расчета процессов и аппаратов пищевых производств" (Москва, 1996 г); Международном аэрозольном симпозиуме ГАБ-З (Москва, 1996 г).

Автором опубликованы 6 статей (в соавторстве), материалы 17 тезисов докладов, получены решения о выдаче патентов на 4 изобретения .

Структура и объем диссертации. Общий объем диссертации 249 страниц, она состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы (228 источников, из них 40 - зарубежных авторов) и приложений. Работа содержит 49 рисун-

ков, 15 таблиц, приложения представлены на 55 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы, кратко сформулированы основные вопросы, рассматриваемые в диссертационной работе.

Проблема инерционного пылеулавливания применительно к пищевой технологии. В главе проанализированы основные схемы сухой циклонной очистки воздушных выбросов применяющиеся в перерабатывающих отраслях агропромышленного комплекса (АПК). Из имеющегося материала можно сделать вывод о том, что в связи с особенностями физико-химических и структурно-механических свойств пищевой пыли эффективность одних и тех же типов аппаратов очистки оказывается различной при их применении в той или иной отрасли пищевой промышленности. В ряде технологических процессов недостаточная эффективность работы пылеуловителей может привести к потерям ценного продукта, загрязнению окружающей среды и неблагоприятному воздействию технологических выбросов на организм человека. Некоторые особенности пищевой пыли (такие кал смачиваемость и слшаемость) могут приводить к ухудшению работы сухих пылеуловителей в связи с их забиванием сыпучим продуктом. Широкое применение мокрого пылеулавливания также ограничивается в ряде случаев недостаточно высокой эффективностью очистки или значительными гидравлическими сопротивлениями, а также большим расходом очищающей жидкости. Поэтому данную проблему можно свести к задаче разработки качественно нового типа аппаратов, отвечающих специфике пищевой технологии, а вопросы проектирования необходимо решать с учетом конкретных условий соответствующих производств.

Методика исследований и разработка экспериментального стенда. В главе дано описание разработанного стенда для исследований про-

цессов пылеулавливания, а также применявшихся методов исследования и обработки полученных результатов.

Для анализа дисперсного состава пылевидных продуктов были использованы ситовый и микроскопический методы, а также импактор НШОГаз с плоскими сопловыми решетками. Отбор проб из пылегазово-го потока в промышленных условиях производился по стандартным методикам (с учетом изокинегичносги отбора).

Отдельно по стандартным методикам определялись структурно-механические свойства соответствующих пылевидных пищевых продуктов (плотность, объемная масса, текучесть, угол откоса).

Значительное влияние на эффективность работы пылеулавливающего оборудования оказывает адгезионное взаимодействие частиц пищевых пылей со стенками циклонов. Опыты по определению сил взаимодействия макрочастиц проводились маятниковым методом, с использованием двух сферических частиц, диаметром порядка нескольких миллиметров или одной частицы и плоскости на специальном лабораторном стенде.

Характеристика пылевидного продукта, содержащегося в воздушных выбросах. Одним из главных параметров, определяющих эффективность очистки выбросов, является дисперсность аэрозольных частиц. В главе приводятся результаты многочисленных экспериментальных исследований дисперсного состава пылей, содержащихся в технологических выбросах при производстве ряда порошкообразных пищевых продуктов (сушка концентрата квасного сусла, свекольно-паточного полуфабриката, цикория, чайного порошка), хранение и переработка зерна, производство комбикормов).

На рис. 1 и 2 показаны кривые, соответствующие дисперсному составу некоторых исследованных пищевых продуктов, содержащихся в выбросах до и после очистки соответственно. В работе анализируют-

"О

V

(Ь

ал

а п Й Си

3 2

а" к

Е-'

О

ей

ЬС о о

99 98 95

90

70

60

50

40

30

20

10

5 4

: ! ! ! / 1

/ ; 1 ! \ \ I ]/•з 1 1 1

1 : 1; 1 ) / 2 у

! ! / хул

1 1/1

1л 7 \

г 1 //

1

;

1 !

1 \

! ! I

1.2 2 3 5 6 10 15 20 30 50 80 Размер частиц с1, мкм

Рис. 1 Дисперсный'состав исследованных пы-пей до очистки (сушилка РС-250)' 1-яблочно-паточная пиль; 2-свекольно-паточная пыль; 3-чайная пыль; 4-пыль цикория; 5-концентрат квасного сусла

о

99 98 95

90

ТО 60 50 40 30 20 10

5 4

2

1.2 2 3 5 6 10 15 20 30 50 80 Размер частиц (1, мкм

Рис. 2 Дисперсный состав исследованных пылен после очистки в циклоне: .¡-яблочно-паточная пыль; 2-свеколто-паточная пыль; 3-чайная пыль, 4-пыль цикория-. 5-концентрат квасного сусла

-Ilea результаты экспериментальных исследований дисперсного состава пылей, делаются выводы о работе пылеуловителей.

Отдельно представлены результаты экспериментальных исследований структурно-механических свойств указанных выше порошков и их пылей (объемная масса, текучесть, угол естественного откоса).

Исследования коэффициента текучести Кт, скорости истечения V и угла естественного откоса а порошка концентрата квасного сусла приведены на рис. 3. Исследования показали, что в широком диапазоне размеров частиц (включая пылевидные фракции) увеличение размера частиц порошка ведет к уменьшению значений Кт и увеличению V. Для пылевидных фракций с размерами частиц менее 60 мкм высыпание пыли из воронки наблюдается только при W = 1,0 X. При большей влажности пылевидные фракции не высыпались из воронки без вибрации. Средние значения а для частиц размером менее 400 мкм, составляющих основную массу порошка после сушки (при W = 2,5 %), составляет 33 - 35°.

В работе приведено описание лабораторного стенда, позволяющего определить силы адгезии между частицами различной пищевой пыли, а также между частицами пыли и поверхностью металла, имеющего различную степень чистоты обработки.

Установлено, что силы адгезии на поверхности стали 12Х18Н10Т лежат в интервале (0,5 - 2,5)х10'4 н в зависимости от чистоты обработки поверхности стали. Общий характер изменения сил адгезии для исследованных сухих пылевидных продуктов показан на рис. 4. Максимальная адгезия наблюдается при 7-8 классе чистоты обработки металла. По нашему мнению это связано с тем, что микропрофиль поверхности стали при данном классе чистоты обработки соизмерим с размером частиц исследованных пищевых порошков. Это приводит к тому, что площадь контакта частицы пыли и поверхности

4,0

^ 3,5 ь-

о

» з,о

и)

ф ?,5 н

?,0

т ф

3 151

88- 1,0 <о

О

115

* 70

V 55

§ 25

О-О V

•<-> П

г, \ ч Ч

\ Чг \

\\ >

3___

Гч 4 ч

"" -о—о-

с),мкм

Рис. 3. Зависимость скорости истечения из воронки и коэффициента

текучести от гранулометрического состава порошка концентрата

квасного сусла 1 - №=1%; 2 - №=2,5%; 3 - ¥=4,5%.

ГадН-10"6 2,5 |

15 1,0

------ ------ -----------

I /

4

5 ^^-

5 / 5/ 1,25/ 063/ 0,3?/ 0,16/ V V V V V V обработки

Рис.4. Зависимость силы адгезии от чистоты обработки поверхности стали: 1 - концентрат квасного сусла; 2 - сахарная пыль; 3 - яблочно-паточная пыль; 4 - цикорий; 5 - чайная пыль.

стали большая, чем при других классах чистоты обработки.

Исследование процесса улавливания пылевидных пищевых продуктов. Учитывая, что при проведении целого ряда технологических процессов основным путем повышения эффективности очистки выбросов является совершенствование сухого центробежно-инерционного спосо-5а улавливания пылевидного продукта, а в настоящее время в пищевой промышленности наиболее многочисленным представителем данного метода очистки являются установки циклонного типа, определенный штерес представлял расчет эффективности применяющихся циклонов.

Экспериментальным путем установлено (рис. 5), что для зерно-юй и мучной пыли различного дисперсного состава имеются общие »акономерности процессов изменения эффективности улавливания в 1ависимосги от величины входной скорости воздуха V и его началь-юй запыленности С (п увеличивается с увеличением V и С).

Обоснование учета физико-химических свойств пылевидного про-;укта и режимных параметров несущей среды при исследовании цент-обежного улавливания частиц выявило необходимость моделирования роцесса отделения пыли в аппарате разработанной конструкции.

При этом рассматривалось влияние на траекторию движения час-ицы различных параметров несущей среды, физико-химических войств пыли и конструктивных особенностей аппарата.

Из уравнений Навье-Стокса в проекциях на оси координат с четом граничных условий для произвольной точки потока (рис. 6) олучены следующие уравнения: '

Г1-Г2-СОЗ «о

г

х

Го-з1П01о-(Г22 - Га2)

2аШ0

(3)

Л **

I I I

I

9?1

¿у ......«с «■о-

.—0- ■ ~---о

--—с I ----с ---С .__—о Ш0

'Г 5 и

г

уг

<г

л.

гг

<б -•* Ш

32

и.

чг

Рис. 5. Зависимость эффективности улавливания зерновой пыли в одиночном циклоне ЦОЛ и мучной пыли батарейными циклонами от величины входной скорости воздуха и его запыленности:

1 - С = 2 г/м3; 2 - С = 1 г/м3*, 3 - С = 0,5 Г/М3; 4 - V = 18 м/с; 5 - V = 15 м/с; 6 - V = 11 М/с.

Рис. б.

Устройство для очистки газа от примесей.

иг = и2 гв*. (5)

где и^, иГ) иг - составляющие скорости движения частицы по осям

¥• г, г;

При этом для движения частицы в цилиндрической части аппарата Г1 = - а Г2 = !?2(2) 21 < 2 < г', (б) для движения частицы в конической части аппарата

Г1 = 2) г2 = г < г < Ъг , (7)

а уравнения для боковой поверхности конической части аппарата имеют следующий вид:

1?1(г) = % + (г - гоЭ-Ьгп - ДЛЯ внутренней поверхности (8) Яг(2) = Кг + (1 - ЯсО-Ьдгг " для внешней поверхности, (9) где Ъ - величина, определяющая положение частицы относительно вертикальной оси, расположенной соосно выходному патрубку пылеуловителя.

Положение частицы пыли при малых числах Рейнольдса с учетом начальных условий определяется с помощью уравнений Лагранжа следующей системой уравнений движения в обобщенных координатах с тремя степенями свободы;

'9 * ив , '

г = г? + 18 — (иг - г) , ¿г р

. / , > X Ц-в

Ф*Г = -2-9-Г + 18 -5 — (Цц - ф-г) , (10)

сг р

" Рв * Ив '

2 = (1 —>г + 18 -5 — (и2 - г) р 4 р

где г, ф, 2 - проекции ускорения частицы на соответствующие координатные оси;

г, ф, г - проекции скорости частицы на соответствующие оси; Частица считалась условно уловленной в том случае, если она попала на стенку пылеуловителя. Условие попадания имело следующий

вид:

r(t*) = Rz. <P(t*), Z(t*) = Zi'; r(t*) = R2(Z*),<p(t*), Z(t*) < Zi.

(11) (12)

Иа полученных результатов следует, что эффективность улавливания частиц в аппарате уменьшается с уменьшением размера частиц, их плотности, угла наклона входного патрубка, скорости подаваемого воздуха, увеличением температуры несущей среды и коэффициента формы частиц. Причем, в наибольшей степени влияет на траекторию движения частиц их размер. Поскольку, рассматриваемые в диссертации пищевые пыли обладают значительно меньшей плотностью по сравнению с другими пылями это также ухудшает процесс очистки в центробежных пылеотделителях. Увеличение температуры несущей среды (с 20 до 120 °С) изменяет ее плотность и вязкость, что приводит к снижению эффективности улавливания в среднем на 5-10 % в широком диапазоне изменения размеров частиц.

Для экспериментальной проверки полученных теоретическим расчетом данных проведены испытания на различных режимах разработанной установки для очистки газа от примесей (рис. 7).

Установлено, что гидравлическое сопротивление возрастает с увеличением скорости воздушного потока и уменьшением расстояния между поверхностью жидкости и выхлопной трубой аппарата. Установлены численные показатели, свидетельствующие о зависимости чисел Эйлера от соответствующих параметров, характеризующих гидродинамику аппарата.

В результате обработки опытных данных получен явный вид критериального уравнения для расчета гидравлического сопротивления аппарата:

Rio. 7 Установка для очистки газа от примесей. I - корпус, 2 - входной патрубок, 3- выходной патрубок, 4 - к&пяоуловитель, 5 - газо-гидкостный инжектор, б - патрубок для подачи жидкости, 7 - патрубок для регулировки уровня яядкости, 8 - патрубок для отвода жидкости.

Уравнение справедливо при Н/с1 = 0,1-1,4 и 1?е 4,6х104 -15хЮ4. Погрешность не превышает 13

Определен общий характер изменения брызгоуноса из аппарата в зависимости от скорости воздушного потока и величины Н/с1. Математическая обработка опытных данных позволила получить следующее уравнение:

Уравнение справедливо при Н/с] = 0,3-1,2; Уг3/(уг-£) =

ется в основном погрешностью измерения каплеуноса. Брызгоунос увеличивается при уменьшении комплекса Н/с1. Причем, интенсивность его при этом значительно возрастает с увеличением 1?е.

Эксперименты по определению эффективности очистки выбросов проводились с использованием пыли сухого обезжиренного молока. Установлено, что для мелкодисперсных фракций пыли увеличение эффективности очистки связано с увеличением поверхности контакта фаз за счет уплотнения структуры газожидкостной среды в активном объеме аппарата при определенном гидродинамическом режиме работы аппарата, получены соответствующе зависимости.

Исследование влияния конструктивных и режимных параметров аппарата на эффективность очистки проводилось в соответствии с расширенной матрицей планирования. Независимыми переменными в данном случае были: Х1 - входная скорость (м/с); Хг - угол наклона патрубка выходного патрубка (рад); Хз - величина комплекса

и/а.

Уравнение регрессии, адекватно описывающее эксперимент, имеет следующий вид (после исключения незначимых коэффициентов):

у = 84,87 ■)- 6,83X1 + 1,182X2 - 5,33хз - 1,034X1X3 (15)

(14)

5хЮ3 - юб. Погрешность уравнения (14) не более 15 % и объясни-

Проверка адекватности модели с помощью критерия Фишера (для р = 0,05, ^ = 4, Гг = 2, Р1-Р(Г1Г2> = 19,3) показала, что модель адекватна (Г = 5,168).

Процесс поглощения пылевидных продуктов в разработанном ап-шрате с внутренней циркуляцией жидкости связан с переходом частиц пыли из воздушного потока в жидкую фазу. Очевидно, что увели-1ение концентрации веществ в очищающей жидкости с увеличением ¡ремени работы аппарата с момента пуска ведет к изменению поверх-юстного натяжения б и вязкости этой жидкости дж, что оказывает ишяние на эффективность очистки.

На основе математического описания процессов, происходящих в 'Чищающей жидкости при поглощении ею пылевидного продукта, полу-ена формула для расчета концентрации сухих веществ Сь в воде пы-еотделителя с внутренней циркуляцией жидкости на момент времени (рис. 8):

СЬ= (С + К/М)•(1 - е~м*ь/ч*) + С0-е-МжЬ/Ув, (16) В работе в качестве примера рассматривается процесс мокрого лавливания из выбросов сушилки сухого цикория и лактозы, приво-ятся уравнения, по которым на основе рассчитанных по формуле 13) значений определяется соответствующее изменение кинематически вязкости и поверхностного натяжения раствора, образующегося в эшеотделителе с внутренней циркуляцией жидкости.

Установленные теоретически и экспериментально закономерности эгут быть использованы при расчете оптимального удельного расхо-а жидкости, обеспечивающего эффективную очистку выбросов и возв-ащение уловленного продукта в технологический цикл.

В работе рассмотрены основные вопросы модернизации схемы 1истки отработанного теплоносителя сушилок, даны описания выпол-?нных на уровне изобретений конструктивных решений аппаратов

очистки выбросов.

Показано, что наиболее перспективным путем модернизации действующих распылительных сушильных установок для отечественных предприятий на ближайшее десятилетие является совершенствование вспомогательного оборудования сушилок (в частности пылеотделите-лей), позволяющее непосредственно решать вопросы повышения их производительности, сокращения потерь сухого продукта, снижения расхода энергии.

На основе проведенных исследований разработана техническая документация и проект модернизации схемы мокрой очистки отработанного теплоносителя распылительной сушилки.

Мокрый пылеотделитель внедрен в качестве средства улавливания пылевидных фракций, содержащихся в отработанном воздухе сушилки РС-250 Воронежского ПО "Маяк". При гидравлическом сопротивлении 1500-2000 Па он имеет высокую степень очистки (п = 98 %) вследствие чего потери сухого порошка снижаются (например, при сушке цикория с 5,128 кг/ч до 0,862 кг/ч) и надежно обеспечиваются санитарные нормы. Для сушки цикория, чанного порошка и концентрата квасного сусла экономический эффект составляет 2920263 руб. на тонну продукта (в ценах 1996 г). Кроме того обеспечивается значительный экономический и социальный эффект, связанный с охраной окружающей среды. Установка принята в эксплуатацию.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Впервые на базе исследованных нами основных свойств пыли (дисперсный состав, адгезия, текучесть, угол откоса, объемная масса и др.), а также режимных параметров запыленных технологических выбросов осуществлено комплексное изучение факторов, влияющих на эффективность пылеулавливания применительно к ряду про-

изводств (производство комбикормов, хранение и переработка зерна, производство пищевых порошков методом распылительной сушки).

2. Показано, что выявить и реализовать имеющиеся возможности сокращения выбросов пылевидных пищевых продуктов при любом способе пылеулавливания можно на основе более полного учета всей технологической специфики соответствующих производств (даны соответствующие расчеты эффективности очистки промышленных выбросов).

3. С использованием положений механики аэрозолей получена математическая модель и создана методика расчета фракционного отделения частиц пыли в разработанном ценгробежно-инерционном пылеуловителе с учетом скорости подачи воздуха, дисперсности пыли, ее плотности, температуры несущей среды и конструктивных параметров аппарата.

4. Теоретические и экспериментальные исследования центробеж-ю-инерционного пылеотделителя позволяют сделать вывод о том, что разработанное техническое решение существенно повышает эффектив-юсть очистки.

5. Применительно к процессу мокрой очистки за счет самооро-гения при тангенциальном вводе газа, установлены закономерности [зменения гидравлического сопротивления, каплеуноса и эффектив-юсти пылеулавливания в зависимости от режимных и конструктивных :араметров аппарата. Получены соответствующие расчетные уравнения.

6. Впервые для аппаратов с внутренней циркуляцией очищающей ддкости экспериментально установлены закономерности процессов асыщения воды пылевидным продуктом; на основе математического писания процессов, происходящих в очищающей жидкости при погло-,ении ею пылевидного продукта, получена формула для расчета кон-ентрации сухих веществ в воде аппарата.

7. Разработанная схема мокрого пылеулавливания внедрена в

качества второй ступени очистки отработанного теплоносителя распылительной сушилки РС-250 (Воронежское ПО "Маяк")- Экономический эффект от использования аппарата при производстве порошка концентрата квасного сусла, цикория, чайного порошка составляет 2 920 263 р (в ценах 1996 г) на каждую тонну готового продукта. Установка надежно обеспечивает санитарные нормы, что связано со значительным социальным эффектом.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а, Ь - размеры входного патрубка пылеуловителя, м; * - угол наклона патрубка к оси 13, рад; 11о - скорость подаваемого воздуха м/с; 1?2 - радиус цилиндрической части корпуса пылеуловителя и радиус выходного патрубка пылеуловителя, м; «. Г2 ~ угол наклона конических поверхностей выходного патрубка и корпуса пылеуловителя соответственно, рад; р - плотность частицы пыли, кг/м3; с1 -размер частицы пыли, мкм-, (1в ~ динамическая вязкость воздуха, Па-с; С - концентрация сухих веществ в подпиточной воде пылеуловителя мг/м3; Со - начальная концентрация сухих веществ в воде иг/и3-, М - количество воды, поступающей в пылеуловитель м3/ч; К -количество пыли, поступающей в жидкость мг/м3; Ув - объем воды в аппарате в момент пуска м3; V/ - относительная влажность, %; Т -температура несущей среды К; Л - коэффициент формы частиц, Н -уровень жидкости, о - эффективность очистки,

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ

РАБОТАХ:

1. Варваров В.В., Рудыка Е.А. Характеристика пылевидной фракции, содержащейся в технологических выбросах пищевых предпрй-

ятий // Тезисы докладов XXXIV научной конференции. - Воронеж: ВГТА, 1994. - С. 66.

2. Варваров В.В., Рудыка Е.А., Паршинцев В.Н. Высокоэффективный циклонный аппарат для улавливания пылевидных пищевых продуктов // Изв.вузов. Пищ.технология. - 1994.- N 5-6. - С. 44-45.

3. Рудыка Е.А. , Кирсанов В.И. Современные тенденции высокоэффективного пылеулавливающего оборудования // Тезисы докладов XXXIV научной конференции. - Воронеж: ВГТА, 1994. - С.7.

4. Варваров В.В., Рудыка Е.А., Паршинцев В.Н. Влияние параметров отработанного теплоносителя сушилок на процесс очистки // Тезисы докладов XXXIV научной конференции. - Воронеж: ВГТА, 1994. - С. 79.

5. Варваров В.В., Рудыка Е.А. Основные физико-химические свойства сухих молочных продуктов, содержащихся в выбросах сушилок // Биотехнологические аспекты переработки животного сырья: Межвуз. сб. научных тр. - Воронеж: ВГТА, 1995. - С. 87-92.

6. Варваров В.В., Рудыка Е.А., Колесников Ю.Н. Исследование пылеобразования на зерноперерабатываших предприятиях и элеваторах // Материалы научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. - Воронеж: ВГТА, 1995. - С. 215-216.

7. Варваров В.В., Паршинцев В.Н., Рудыка Е.А.Исследование гранулометрического состава комбикормов // Материалы научной кон-феции молодых ученых,аспирантов и студентов. - Воронеж: ВГТА, 1995. - С. 211-212.

8. Варваров В.В., Рудыка Е.А. Выбор типа скруббера, обеспечивающего необходимую степень очистки // Процессы и оборудование экологических производств: Тезисы докладов мевдунар. конференции. - Волгоград, 1995. - С. 20.

9. Варваров В.В., Рудыка Е.А., Дятлов В.А. Эффективность /лавливания зерновой и мучной пыли батарейными циклонами // Изв. зузов. Пищ. технология. - 1996. - N 5-6. - С. 78-79.

10. Варваров В.В., Рудыка Е.А., Добромиров В.Е. Сравнительное испытания циклонов типа ЦОЛ и батарейных циклонов // Экология 1 безопасность жизнедеятельности: Межвуз. сб. научн. тр. Вып.1 -Воронеж, 1996. - С. 31-34.

11. Варваров В.В., Рудыка Е.А., Добромиров В.Е. Характеристика пылевидного продукта, содержащегося в выбросах распылитель-шх сушилок // Экология и безопасность жизнедеятельности: Межвуз.

сб. научн. тр. Вып.1 - Воронеж, 1996. - С. 49-54.

12. Varvarov V., Donets V., Kolesnikov Y., Rudyka E. The problem of ecology manufacturing of bylk food products // Intena-tional ecdogical congress¡Proceedings and abstracts section: Technology and the environment - Kansas state vniversity, Manhattan, Kansas, USA. - 1996. - P. 79-80.

13. Варваров В.В., Колесников Ю.H., Рудыка Е.А., Брындина Л.В. Проблема пылеулавливания при производстве пищевых порошков // Междунар. аэрозольный симпозиум, IAS-3. - Москва, 1996. - С. 6-7.

14. Варваров В.В., Рудыка е.А., Кирсанов В.И. Эффективность очистки воздушных выбросов при сушке фруктово-овощных концентратов // Экология, жизнь, здоровье: Тезисы докл. междунар. симпозиума Волгоград, 1996. - С. 35-36.

15. Варваров В.В., Рудыка Е.А. Повышение точности пылегазо-вых замеров // Экология, жизнь, здоровье: Тезисы докл. междунар. симпозиума. - Волгоград, 1996. - С. 101-102.

16. Варваров В.В., Рудыка Е.А., Колесников Ю.Н., Глотова Е.В. Особенности расчета эффективности улавливания пылевидных фракций после распылительной сушки // Физико-химические основы пищевых и химических производств: Тезисы докл. Всерос. научн. пр. конф. - Воронеж, 1996. - С. 141.

17. Варваров В.В., Рудыка Е.А. Текучесть и угол естественного откоса ныли комбикормов // Физико-химические основы пищевых и химических производств: Тезисы докл. Всерос. научн. пр. конф. -Воронеж, 1996. - С. 145.

18. Варваров В.В., Рудыка Е.А. Влияние гранулометрического состава комбикормов на их объемную массу // Физико-химические основы пищевых и химических производств: Тезисы докл. Всерос. научн. пр. конф. - Воронеж, 1996. - С. 157.

19.Варваров В.В., Рудыка Е.А., Колесников Ю.Н., Глотова Е.В. Расчет эффективности очистки выбросов при сушке фруктово-овощных концентратов // Теоретические и практические аспекты основных положений расчета процессов и аппаратов пищевых производств: Тезисы докл.научн. конф. - Москва: МГУПБ, 1996. - С. 89.

20. Варваров В.В., Рудыка Е.А., Колесников Ю.Н., Глотова Е.В. Совершенствование расчета степени очистки отработанного теплоносителя после распылительной сушки // Теоретические и практи-

ческие аспекты основных положений расчета процессов и аппаратов пищевых производств: Тезисы докл. научн. конф. - Москва: МГУПБ, 1996. - С. 90.

21. Варваров В.В., Колесников Ю.Н., Рудыка Е.А. Совершенствование конструктивного исполнения аппаратов для очистки газа // Тезисы докл. XXXV научн. конф. - Воронеж: ВГТА, 1997. - С. 104.

22. Варваров В.В., Рудыка Е.А., Кирсанов В.И. Промышленные испытания системы очистки воздушных выбросов в ПО "Маяк" // Тезисы докл. XXXV научн. конф. - Воронеж: ВГТА, 1997. - С. 105.

23. Варваров В.В., Рудыка Е.А., Дятлов В.А. Дисперсный состав пыли, содержащейся в выбросах зерноперерабатывающих предприятий // Изв. вузов. Пищ. технология. - 1997. - N 4-5. - С. 76-77.

24. В.В.Варваров, Е.А.Рудыка, В.Н.Паршинцев. Пылеуловитель. Положительное решение о выдаче патента Российской Федерации на изобретение по заявке N 95120345/25 (035499) от 30.05.96 (приоритет от 29. 11.95).

25. В.В.Варваров, ю.Н.Колесников, Е.А.Рудыка. Устройство для очистки газа. Положительное решение о выдаче патента Российской Федерации на изобретение по заявке N 96111318/25 (017276) 17.03.97 (приоритет от 5.06.96).

26. В.В.Варваров, Е.А.Рудыка, В.А.Донец, Ю.Н.Колесников. Устройство для очистки газа. Положительное решение о выдаче патента Российской Федераций на изобретение по заявке N 96117569/25 (023849) от 20.05.97 (приоритет от 2. 09.96).

27. В.В.Варваров, В.А.Донец, Е.А.Рудыка, Ю.Н.Колесников. Установка для очистки газа от примесей. Положительное решение о выдаче патента Российской Федерации на изобретение по заявке N 96117570/25 (023848) от 25.04.97 (приоритет от 2.09.96).

'■■'>. ^ / Г ,

... /

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

Ч/Ч

/

нудыка Елена Александровна

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ УЛАВЛИВАНИЯ ИЗ ОТРАБОТАННОГО ВОЗДУХА ПИЩЕВОЙ ПЕЛИ С ЦЕЛЬЮ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ АППАРАТОВ ОЧИСТКИ

Специальность иь. 18 Лй - Процессы и аппараты пищевых

производств

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор В,В,Варваров

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. Общая характеристика работы....................... 4

Глава 1. Проблемы инерционного пылеулавливания применительно к пищевой технологии........................... 9

1.1. Анализ основных схем очистки воздушных выбросов в перерабатывающих отраслях АПК.......... 9

1.2. Анализ устройств для мокрой очистки отработанного воздуха от пылевидных пищевых продуктов ....................................... £6

1.3. Выводы и задачи исследования................. 37

Глава 11. Методика исследований и разработка экспериментального стенда....................................... 39

ЕЛ. Методика исследований основных физико-химических свойств пыли............................. 39

2.1.1. Определение гранулометрического состава пылевидных продуктов............... 39

2.1.2. Определение плотности, объемной массы, текучести и угла откоса сухих порошков 40

2.1.3. Адгезия.............................. 44

2.2. Определение режимных параметров отработанных воздушных выбросов........................... 46

2.2.1. Определение концентрации пыли......... 46

2.2.2. Скорость движения и расход воздуха в воздуховодах.......................... 48

2.3. Описание лабораторного стенда и методика испытания аппарата.............................. 50

Глава 111. Характеристика пылевидного продукта, содержащегося

в воздушных выбросах.............................. 55

3.1 Производство пищевых порошков методом распылительной сушки....................................55

3.1.1. Сушка цикория ........................ 57

3.1.2. Сушка кваса........................... 61

3.1=3. Сушка паточных порошков и чая......... 64

3.2. Хранение и переработка зерна................. 69

3.3. Сравнительная характеристика пылевидного продукта, поступающего на очистку............... 83

Глава IV. Исследование процесса улавливания пылевидных пищевых продуктов...................................... 92

4=1. Расчет эффективности применяющихся пылеотдели-

телей циклонного типа......................... 92

4.2. Моделирование на ЭВМ процесса улавливания пылевидных продуктов в разработанном пылеотде-лителе....................................... 98

4.2.1. Особеннности конструкции пылеотделителя и теоретические исследования движения воздуха в нем......................... 98

4.2.2. Выбор граничных условий движения потока. ................................. 111

4=2.3. Определение уравнений движения частицы

пыли в активном объеме аппарата....... 124

Глава V. Промышленное апробирование результатов исследований. ............................................ 134

5.1. Опытно-производственные испытания мокрого пылеотделителя в условиях сушки пищевых порошков.................................... 134

5=1.1. Описание установки и ее испыта-

ния в ПО "Маяк"....................... 134

5,1=2, Анализ и обработка полученных резуль-

5.1,3, Исследование водного режима пыле-

отделителя............................ 148

5,Е, Особенности конструкций разработанных пылеот-

дйлмтйлйй-153 5,3, Пример технико-экономической оценки эффективности очистки отработанного воздуха при производстве пищевых порошков,............. 163

Общие выводы и рекомендации,................................. 167

Список использованных источников,............................ 169

Приложения........................................'............ 194

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Защита воздушного бассейна от загрязнений промышленными выбросами является в настоящее время одной из важнейших проблем., затрагивающих в той или иной степени все страны мира.

Современные города являются центрами острейших экологических проблем, без решения которых невозможен переход общества к устойчивому развитию, обеспечению достижений социально-экономической стабильности, сохранению благоприятной окружающей среды и природ-но-ресурсного потенциала. В последние десятилетия все отчетливее проявляются негативные последствия прогрессирующей урбанизации: загрязнение городской среды, рост отходов производства, повышение уровня заболеваемости населения.

Большое влияние уделяется решению этой проблемы и в нашей стране. Целый ряд постановлений правительства, принятых в последние годы, предусматривает осуществление необходимых мер по предотвращению вредных выбросов в атмосферу, своевременное строительство очистных сооружений, повышение качества их работы, разработку и освоение производства новых видов пылеулавливающего оборудования.

Так в соответствии с Федеральным законом об охране окружающей природной среды запрещается ввод в эксплуатацию объектов, не обеспеченных современными технологиями, сооружениями и установками по очистке выбросов и сбросов до уровня предельно допустимых нормативов, средствами контроля за загрязнением окружающей среды, без завершения запроектированных работ по охране природы, оздоровлению окружающей природной среды. В решении практических задач рационального природопользования и охраны окружающей среды оказы-

вают помощь ученые и специалисты научных учереждений, участвующие в разработке и реализации комплексных экологических программ и проектных работах,

В перерабатывающей промышленности частицы пыли представляют собой летучие продукты соответствующих производств, Выброс таких пылевидных продуктов в окружающую воздушную среду не только ухудшает санитарно-гигиеническое состояние производственных помещений, способствует увеличению фактора взрывопожароопасности, но и связан с прямыми потерями готовой продукции. Поэтому внедрение мероприятий по сокращению выбросов пылевидного продукта с отработанным воздухом имеет для предприятий важное экономическое значение, приводит к увеличению товарной продукции и допонительной прибыли,

В решении проблемы обеспыливания технологических выбросов важное место принадлежит усовершенствованию имеющихся и созданию новых конструкций высокоэффективных пылеулавливающих аппаратов. Существующая же практика эксплуатации средств очистки отработанного воздуха в ряде производств пищевой промышленности свидетельствует о несоответствии фактической эффективности улавливания пылевидных продуктов проектным показателям и реальным возможностям очистных установок, что связано о недостаточным учетом при разработке установок очистки специфических условий работы соответствующего технологического оборудования.

Актуальность, Сокращение потерь в технологии производства сыпучих пищевых продуктов за счет совершенствования очистки выбросов от пылевидных фракций, обеспечивающего, в свою очередь, охрану воздушной среды является одной из проблем, приобретающих в последние годы все большую экологическую роль и отраслевую

значимость,

Чтобы удовлетворить санитарно-гигиеническим требованиям, о учетом важности проблемы сокращения потерь продукта в качественно новых рыночных условиях развития перерабатывающих производств, необходимо, в первую очередь, исследовать и реализовать возможности существенного повышения эффективности и стабильности основных способов улавливания пылей - сухих и мокрых инерционных методов, а также обосновать и регламентировать необходимый уровень очистки отработанного воздуха о учетом возросших экологических требований.

Однако решение данной проблемы осложняется отсутствием полноценных сведений о физико-химических и структурно-механических свойствах пылевидных пищевых продуктов, режимных параметрах запыленных воздушных выбросов, данных об оптимальных типах пылеуловителей для конкретных условий производства. Практика показала, что механический перенос неплохо зарекомендовавшего себя в определенных условиях очистного оборудования в совершенно новые условия может дать отрицательный результат.

Проблема исследования специфических свойств ряда пищевых пылей, параметров соответствующих воздушных выбросов и разработки более эффективных пылеочистных устройств является предметом настоящей работы.

Научная новизна работы. В диссертационной работе впервые осуществлено комплексное изучение факторов, влияющих на эффективность очистки воздушных выбросов от пыли, образующейся при переработке зерна и комбикормов, производстве пищевых порошков (цикорий, концентрат квасного сусла, чайный порошок, фруктовые концентраты) .

На базе исследованных физико-химических и структурно-механических свойоте пылевидных пищевых продуктов, содержащихся в выбросах, режимных параметров отработанного воздуха и специфики соответствующих производств обоснованы пути совершенствования очистного оборудования и выполнены на уровне изобретений конструктивные решения ряда инерционно-центробежных аппаратов,

-Установлены основные закономерности процесса улавливания пылевидных пищевых продуктов в разработанном инерционно-центробежном пыжеотделителе. Получена математическая модель и создана методика расчета фракционного отделения пылевидного продукта в разработанном аппарате с учетом скорости подачи воздуха, дисперсности пыли, ее плотности, температуры несущей среды и конструктивных параметров пылеотделителя.

На основе математического описания процессов, происходящих в очищающей жидкости при поглощении ею пылевидного продукта (сушка цикория, концентрата квасного сусла), получена математическая модель изменения концентрации сухих веществ в воде аппарата очистки в зависимости от расхода подпиточной жидкости и времени его работы с момента пуска, установлены закономерности процесса изменения кинематической вязкости и поверхностного натяжения очищающей жидкости,

Практическая значимость работы, На основании результатов экспериментальных исследований определены основные физико-химические и структурно-механические свойства пылевидных пищевых продуктов, содержащихся в отработанных технологических выбросах при переработке зерна и комбикормов, сушке и охлаждении сахара-песка, производстве пищевых порошков методом распылительной сушки,изучены в промышленных условиях режимные параметры соответствующих

— н —

технологических выбросов, что позволило получить исходные данные для обоснования и проектирования более совершенных средств очистки отработанного воздуха.

Предложены на уровне изобретений конструктивные решения высокоэффективных аппаратов центробежно-инерционного улавливания пылевидных продуктов.

На основании материалов исследований разработана техническая документация на ряд типоразмеров установки для мокрого пылеулавливания, Результаты проведенных исследований, связанных о совершенствованием схемы мокрой очистки отработанного теплоносителя при производстве пищевых порошков внедрены на Воронежском ПО " Маяк", что позволило получить значительный экономический и социальный эффект.

Материалы диссертации используются в лекционных курсах и лабораторном практикуме по дисциплинам "Экология", "Безопасность жизнедеятельности" Воронежской государственной технологической академии.

ГЛАВА 1, ПРОБЛЕМА ИНЕРЦИОННОГО ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПИЩЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ

1.1. Анализ основных схем очистки воздушных выбросов в перерабатывающих отраслях АПК

Во многих перерабатывающих отраслях АПК частицы пыли, содержащиеся в воздушных выбросах представляют собой летучие продукты соответствующих производств.

Практика показывает, что в настоящее время для улавливания такой пыли широко применяются установки сухой очистки циклонного типа /104, 177, 199, 210/,

На сахарных заводах для улавливания пыли жома после жомооу-шильного барабана, производственные помещения этого отделения оснащаются аспирационными системами очистки воздуха в циклонах.

Ими оборудуются также все производственные помещения, где находится пылящее оборудование (сахаросушильное, оахароупаковоч-ное, жомооушильное, жомогрануляционное, склады сахара, известковое отделение и т, д,).

Это является необходимой мерой так как, например, по данным Гипросахпрома для завода мощностью 3000 т переработки свеклы в сутки (при длительности сезона 100 суток) имеют место существенные выделения в атмосферу сахарной пыли /177/. После проведения мероприятий по снижению выбросов, содержание вредных веществ в атмосфере значительно снижается. Эти данные представлены в таблицах 1 и 2, Поэтому на многих сахарных заводах (Валуйоком, Чернявском, Скидельском и др.) проводятся реконструкции, в которых предусматриваются мероприятия, дающие значительное снижение выбросов в окружающую среду,

Таблица 1

Содержание вредных веществ, отходящих от сахарного завода (без учета природоохранных мероприятий)

отделение

Выбрасываемое вещество годовое количество, т

жомооушильное сахаросушильное жомогрануляционное оклад неупакованного сахара

пыль жома пыль сахара пыль жома

пыль сахара

Ч

!_<, ¡-_- г

53,20 43,20

58,30

Таблица 2

Содержание вредных веществ в атмосфере после проведения мероприятий по сокращению выбросов

отделение Природоохранное мероприятие

Выбрасываемое Годовое вещество количество, т

жомооушильное аопирационные системы с циклонами для очистки от пыли

сахаросушильное жомогрануляционное оклад неупакованного сахара

пыль жома

0,654

пыль сахара пыль жома

пыль оахара

3,540 4,344

у. . 7 у у

В настоящее время для сушки свекловичного жома применяют барабанные сушилки. На Хохольском сахарном заводе была установлена комбинированная сушилка, которая- позволяет при высоком влагосъеме свободной влаги (и, соответственно, большой удельной производи-

тельности) высушивать термочувствительные материалы о малыми коэффициентами влагопереноса без ухудшения качества конечного продукта (рис, 1 Л) /104/,

В циклоне 9 высушенный жом отделяется от парогазовой смеси и, затем, транспортером 10 подается на узел транспортировки, За циклонами поток парогазовой смеси разветвляется. Часть его, проходящая через вентилятор 7 идет на рециркуляцию, другая же часть, поступающая к вентилятору 8, выбрасывается в атмосферу.

По данным Всероссийского научно-исследовательского института сахарной промышленности (ВНИИОП) эффективность очистки большинства используемых на сахарных заводах пылеуловителей не превышает 80-90 %.

Поэтому создание новых методов и конструктивных решений высокоэффективных пылеуловителей о учетом конкретных условий их применения имеет важное значение /27, 83, 84, 187, 202, 210/,

Большие пылевыделения при транспортировке шрота (в системе пневмотранспорта шрота на Черновицком масло-жировом комбинате) обуславливают значительные его потери, загрязнения помещений и заводской территории, повышение пожаро- и взрывоопаонооти, Для улучшения очистки воздуха на комбинате проведены исследования основных свойств пыли шрота и эффективности действующего пылеулавливающего оборудования.

Были сделаны выводы о недостаточно эффективной работе циклона- разгрузителя системы пневмотранспорта шрота и в результате загрязнения воздушного бассейна промышленной площадки и прилегающей территории. В связи с этим предложена двухступенчатая очистка воздуха о последовательной установкой вслед за технологическим оборудованием группы циклонов ЦКК (циклоны с конусом-коагуляте-

Е

го

I

Рис. 1.1. Комбинированная сушилка свекловичного жома:

А - сырье, В - топливо, С - воздух, Д - рециркулят, Е - отработанные газы,

Г - готовый продукт.

1 - приемный бункер сырья; 2 - питатель; 3 - вертикальная сушилка; 4 - камера смещения; 5 - теплогенератор; 6,7 - вентиляторы; 8 - дымосос; 9 - циклон;

10 - винтовой траспортер; 11 - барабанная сушилка.

_ -1 о

ром), а затем группы циклонов о внутренней рециркуляцией (ЦВР) /186/, В результате суммарная эффективность пылеулавливающей системы пневмотранспорта шрота достигла 98,4 %. Эффективность системы очистки до реконструкции была около 75 что приводило к потерям 57,6 т шрота в год,

Для улавливания пыли из воздуха, выбрасываемого в атмосферу, на предприятиях отрасли хлебопродуктов используют в основном два типа пылеуловителей: рукавные фильтры и циклоны.

Например, на Кулиндоровском комбинате хлебопродуктов Одесской области для очистки выбросов используются циклоны /75/, Схема системы очистки участка приема зерна с автотранспорта показана на рис, 1.2.

На Курганской хлебной базе была проведена опытная сушка пшеницы на зерносушилке А1- УЗМ. Отработанный агент очищался при этом в осадочных камерах о инерционными пылеотделителями /98/, Зерносушилки были рекомендованы к серийному производству.

На Таврическом элеваторе Восточно-Казахстанской области во время заготовок 1990 года проведена реконструкция зерносушилки ДСП-320Т /82/, Фрагмент технологической схемы шторой показан на рис, 1,3,

Из склада сырья семена подсолнечника подаются в нори