автореферат диссертации по энергетике, 05.14.16, диссертация на тему:Совершенствование схем компоновки многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами

Министерство образования РФ Волгоградская государственная архитектурно-строительная акадйлиЗ

СЕРГИНА НАТАЛИЯ МИХАИЛОВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СХЕМ КОМПОНОВКИ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ СИСТЕМ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ С ВИХРЕВЫМИ АППАРАТАМИ

Специальность 05.14.16-Технические средства и методы защиты окружающей среды (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 -а ш

На правах рукописи

Волгоград, 2000

Работа выполнена на кафедре отопления, вентиляции и охраны воздушной среды Волгоградской государственной архитектурно - строительной академии

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор БОГУСЛАВСКИЙ Е.И.

Научный консультант:

кандидат технических наук АЗАРОВ В.Н.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

ГОЛОВАНЧИКОВ А.Б.

кандидат технических наук, доцент ШИБИТОВ Н.С.

Ведущая организация:

ПКБ «Волгоградстройхлебопродукт»

Запита диссертации состоится «. » 2000

г. в

/У

часов на заседании

диссертационного совета К 064.63.04 при Волгоградской государственной архитектурно — строительной академии по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1 (ауд. 806, корп. В)

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Волгоградской государственной архитектурно - строительной академии.

Автореферат разослан « ¿У» 2ооог.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

к.х.н., доцент

ОСТРОУХОВ С.Б.

М'И.бЧ^о

Л О о и г\П Г^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Значительная часть современных технологических процессов связана с изготовлением, переработкой, транспортированием и применением порошкообразных материалов, и сопровождается интенсивным выделением и поступлением в атмосферный воздух значительных количеств пыли. В сложившейся экологической обстановке даже при относительно низких начальных концентрациях это повышает техногенное воздействие на окружающую природную среду, а также влечет за собой потери ценных компонентов и возрастание затрат на обработку воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

В сложившейся практике проектирования инженерно-экологических систем наибольшее распространение получили многоступенчатые установки очистки промышленных выбросов от взвешенных веществ. При этом для многих производств с целыо достижения нормативов ПДВ требуется устройство трех, а иногда и более, ступеней пылеочистки, либо применение капитало- и энергоемкою экологоохранного оборудования.

Установка дополнительных ступеней инженерно - экологических систем сопровождается возрастанием капитальных вложений и эксплуатационных затрат, а также сокращением производственных площадей. Кроме того, к недостаткам существующих систем пылеочистки следует отнести интенсивное. пьшевыделение, наблюдаемое при выгрузке уловленного продукта из бункеров'пылеулавливающих аппаратов. Это приводит к загрязнению прилегающих территорий (при размещении инженерно - экологического оборудования на промплощадке или на кровле производственного здания) или к выносу пыли в атмосферный воздух системами общеобменной вытяжкой вентиляции (при расположении пылеуловителей в производственных помещениях).

Таким образом, является актуальным решение задачи разработки

схем компоновки многоступенчатых инженерно-экологических систем, позволяющих: обеспечить высокую эффективность пылеулавливания при минимальных числе ступеней и затратах материальных ресурсов, сократить накапливание пыли в бункерах пылеулавливающих аппаратов, организовать возврат уловленного материала в технологический процесс.

Цель работы. Защита окружающей среды от загрязнения пылевыми выбросами посредством совершенствования схем компоновки многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- оценка технологического оборудования как источника пылевыде-лений, определяющего мощность пылевых выбросов в атмосферу;

- анализ существующих схем компоновки систем пылеулавливания и оценка эффективности экологоохранного оборудования;

- исследование дисперсного состава и основных физико-химических свойств пылей, образующихся в процессе производства комбикормов;

- составление физико-математической модели, описывающей закономерности процесса пылеулавливания в инерционном аппарате со встречными закрученными потоками при организации отсоса из бункерной зоны;

- теоретическая и экспериментальная оценка эффективности пылеулавливания многоступенчатой инженерно-экологической системы с вихревыми инерционными пылеуловителями на встречных закрученных потоках с отсосом из бункерной зоны;

- разработка элементов теории расчета и оптимизации режимов работы многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны.

Основная идея работы состоит в использовании при компоновке многоступенчатых систем пылеочистки организации отсоса из

бункерной зоны аппарата второй ступени и возврата уловлен ного продукта.

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, математическое и физическое моделирование, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована планированием необходимого объема экспериментов, доказана применением классических положений механики аэрозолий и аэродинамики при моделировании изучаемых процессов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и промышленных условиях, с результатами других авторов, патентной чистотой разработанного технического решения.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- разработана физико-математическая модель и получены аналитические зависимости, описывающие процесс пылеулавливания в аппарате со встречными закрученными потоками при организации отсоса из бункерной зоны;

- получены аналитические зависимости, характеризующие эффективность многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны;

- установлены экспериментальные зависимости, характеризующие эффективность и аэродинамическое сопротивление вихревых аппаратов в многоступенчатых системах пылеулавливания с учетом режимов их работы;

- разработаны элементы теории расчета и оптимизации режимов работы многоступенчатых инженерно-экологических систем с вихревыми инерционными пылеуловителями с отсосом из бункерной зоны;

- определены и систематизированы данные о дисперсном составе и физико-химических свойствах пылей, образующихся в процессе производства комбикормов.

Практическое значение работы:

- выполнена принципиальная разработка многоступенчатых систем ' пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны, новизна которой подтверждена патентом на изобретение (№ 2137528);

- разработаны рекомендации по проектированию инженерно-экологических систем с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны;

- разработана методика расчета систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны;

- разработана методика дисперсионного анализа методом микроскопии с применением ПЭВМ.

Реализация результатов работы:

- рекомендации по проектированию, выводы и научные результаты работы внедрены ПТБ ПСО «Волгоградгражданстрой» при разработке проектной документации для предприятий различных отраслей промышленности;

- разработаны, прошли промышленные испытания и внедрены в эксплуатацию системы пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны на Себряковском заводе асбестоце-ментных изделий, Суровикинском элеваторе, Карповском КХП, на Качалинском комбикормовом заводе, на комбикормовом заводе ОАО "Афины-Волга";

- разработанная "Методика проведения дисперсионного анализа методом микроскопии с применением ПЭВМ" использована НИИ ГТК МНВхим для изучения дисперсного состава пылей в выбросах Волгоградских заводов ЖБИ-1 и «Спецнефтематериалы»;

- материалы диссертационной работы использованы кафедрой ОВ и ОВС ВолгГАСА в курсах лекций, лабораторном практикуме по

дисциплинам специализаций 2907.01, 2907.03, а также в дипломном проектировании при подготовке инженеров специальности 2907 "Теплогазоснабжение и вентиляция".

На защиту выносятся:

- физико-математическая модель и аналитические зависимости, описывающие процесс пылеулавливания в аппарате со встречными закрученными потоками при организации отсоса из бункерной зоны;

- аналитические и экспериментальные зависимости, характеризующие эффективность многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны;

- элементы теории расчета и оптимизации режимов работы многоступенчатых инженерно-экологических систем с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны;

- данные исследований состава и основных физико-химических свойств нылей, образующихся при производстве комбикормов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: Международной научно-технической конференции "Проблемы охраны производственной и окружающей среды" (Волгоград, 1997); Международной конференции по интенсификации нефтехимических процессов "Нефтехимия -99" (Нижнекамск, 1999); Международной научно-практической конференции "Экологическая безопасность и экономика городских и теплоэнергетических комплексов" (Волгоград, 1999); Международной научно-практической конференции "Экология и жизнь" (Пенза, 1999); Международной научно-технической конференции "Проблемы охраны производственной и окружающей среды" (Волгоград, 1999); ежегодных научно-технических конференциях Волгоградской государственной архитектурно-строительной академии.

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 12 работах, в том числе: в 10 статьях, в патенте на изобретение, в обзоре изобретений.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы - 171 страница, в том числе: 136 страниц - основной текст, содержащий 24 таблицы на 34 страницах, 34 рисунка на 30 страницах; список литературы из 117 наименований на 13 страницах, 4 приложения на 22 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Для повышения эффективности очистки промышленных выбросов с целью снижения техногенного воздействия на окружающую природную среду на большинстве предприятий различных отраслей промышленности применяются многоступенчатые системы пылеулавливания. Основываясь на результатах анализа накопленного в стране и за рубежом опыта проектирования и эксплуатации таких систем, можно выделить следующие основные схемы их компоновки - разомкнутые (в которых воздух последовательно проходит через пылеулавливающие аппараты всех ступеней и после очистки выбрасывается в атмосферу) и частично замкнутые (в которых часть удаляемого воздуха после обеспыливания возвращается либо в технологический процесс, либо на одну из ступеней очистки).

С точки зрения эколого-экономической целесообразности и создания технологий с замкнутым циклом наиболее приемлемыми и перспективными являются частично замкнутые системы обеспыливания. Вместе с тем, существующие схемы компоновки инженерно-экологических систем, как разомкнутых, так и частично замкнутых, характеризуются существенными недостатками, к числу которых следует отнести: установка трех и более ступеней очистки или использование капитало- и энергоемкого экологоохранного оборудования для обеспечения соответствующей эффективности пылеулавливания, сопровождающаяся сокращением производственных площадей и возрастанием капитальных и эксплуатационных затрат; наличие

значительных подсосов воздуха и выбивание пыли через неплотности и разгрузочные устройства в пылеуловителях, работающих под разрежением и на нагнетательной части сети соответственно; интенсивное пылевыделение при выгрузке уловленного материала из бункеров пылеулавливающих аппаратов.

Перечисленные выше факторы обусловили выбор направления исследований: разработка (с учетом указанных недостатков) и обоснование схем компоновки многоступенчатых частично замкнутых инженерно-экологических систем с вихревыми аппаратами, позволяющих обеспечить высокую эффективность пылеулавливания при минимальном числе ступеней; изучение и оптимизация режимов работы, разработка достоверной методики расчета предлагаемых систем.

Вопросы совершенствования схем компоновки многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратам!} решались на примере предприятий по производству комбикормов.

Технологический процесс производства комбикормов включает в себя множество операций (сепарирование, измельчение, взвешивание, транспортирование, перемешивание и т.д.), сопровождающихся выделением значительных количеств пыли. Результаты натурных исследований, проведенных на предприятиях отрасли Волгоградской области, позволили оценить мощность пылевыделения основного технологического оборудования.

Для снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, а также для улавливания ценных продуктов,' обогащенных белком и питательными веществами, на комбикормовых предприятиях чаще всего применяются двухступенчатые системы пылеочистки с циклонами и рукавными фильтрами. При компоновке инженерно-экологических систем по традиционным схемам отмечается значительное разрежение, возникающее в бункерах пылеулавливающих аппаратов и обуславливающее подсосы воздуха через разгрузочные устройства, что, в свою очередь приводит к снижению

эффективности пылеулавливания. Установлено, что разрежение в бункерах инженерно-экологического оборудования первой и второй ступени достигает 900 - 2100 Па и 1300 - 4500 Па соответственно, и фактическая величина подсосов в 1,2 - 2,3 раза превышает пределы, определенные нормами проектирования.

Обработка результатов обследования аспирационных систем с пылеуловителями, снабженными шлюзовыми затворами, позволила получить зависимость, характеризующую величину подсосов с учетом срока службы аппарата и массы уловленного продукта, и имеющую вид

Полученные по результатам натурных обследований данные о фактической эффективности пылеулавливающих аппаратов и величине пылевых выбросов в атмосферу показали, что рекомендуемые для комбикормовых производств циклоны и рукавные фильтры, а также схемы компоновки инженерно-экологических систем не в полной мере удовлетворяют требованиям практики. В результате - в большинстве случаев наблюдаемое превышение нормативов ПДВ выбросами пыли достигает 90-150 %.

Для решения вопросов совершенствования систем пылеулавливания были исследованы основные физико-химические свойства пы-лей и исходных продуктов в производстве комбикормов.

Для получения последних используются множество компонентов, имеющих полидисперсный состав и разные характеристики. Однако, с точки зрения образования пыли и наибольшего влияния на запыленность воздушной среды производственных помещений, можно отметить группы, содержащие зерновое, мучнистое и минеральное сырье.

Проведенные морфологические исследования показали, что пыли, выделяющиеся при производстве комбикормов, - полидисперсные, чаще всего многокомпонентные, и представляют собой смесь

(1)

частиц, образующихся при измельчении вводимых в состав корма ингредиентов. При этом форма частиц близка к шарообразной или вытянутая, продолговатая, и характеризуется значениями геометрического фактора формы Фг и коэффициента сферичности (коэффициента формы) ¥^от 1,063 до 1.584 и от 0,939 до 0,631 соответственно.

Определение степени дисперсности исследуемых пылей, как одного из важнейших физико-химических свойств порошкообразного материала, обуславливающих эффективность инженерно-экологических систем, было проведено с использованием специально разработанной методики дисперсионного анализа методом микроскопии с применением ПЭВМ. Полученные результаты показали, что пыли, выделяющиеся при производстве комбикормов, состоят в основном из частиц мелких фракций с размерами до 50 мкм. Основная доля массы приходится ка частицы, имеющие размеры от 20 до зи мкм (рис. 1). При этом, как показал анализ результатов исследований, распределение массы материала по размерам пылевых частиц в первом приближении описывается функцией Годэна-Андреева-Шумана.

По результатам исследований также определено, что кажущаяся и насыпная плотности пылей, выделяющихся при производстве комбикормов, колеблются в пределах 200 - 1710 кг/.м3 и 80 - 1100 кг/м" соответственно.

С целью оценки комплексных реологических свойств пыли, к числу которых относятся сыпучесть, аэрироемость и аркообразова-ние,. были исследованы диспергируемость (пылеобразующая способность) и углы естественного откоса, как показатели, косвенно определяющие указанные характеристики дисперсного материала.

По полученным данным значения углов естественного откоса -динамического и статического - для исследуемых пылей изменяются в пределах 39 - 53 град и 44 - 73 град соответственно. Установлено также, что образующиеся в производстве комбикормов пыли обладают высокой пылеобразующей способностью (от 45 % до

П(с1ч), %

100__

ь

№

3 г/ 1

■2 А и

Ж

ъ

у / /

1 V Г,

< > 1 г/ /

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 80 ¿„,МКМ

Рис. 1. Интегральные кривые распределения массы по диаметрам частиц 0{с1ч) в логарифмической координатной сетке для пылей комбикормового производства, отобранных: 1 - в системе аспирации; 2 - после пылеуловителя первой ступени; 3 - после пылеуловителя второй ступени.

88 %), и характеризуются хорошей сыпучестью, большой аэрироемо-стью и слабым аркообразованнем.

На основе проведенного анализа традиционных схем компоновки инженерно-экологических систем, с учетом результатов оценки фактической эффективности существующих пылеочистных установок с циклонами и рукавными фильтрами, выполнена принципиальная разработка многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами. Существенной отличительной особенностью предлагаемых систем является организация отсоса воздуха из бункерной зоны пылеуловителя второй ступени с возвратом уловленного продукта в технологическое оборудование, в инженерно-экологическую систему или инженерно-экологическое оборудование.

Для оценки фракционной эффективности вихревого инерционного пылеуловителя со встречными закрученными потеками с отсосом из бункерной зоны использован вероятностно-стохастический подход, разработанный Е.И. Богуславским. Для этого использовано понятие о вероятности сложного процесса обеспыливания.

Считается, что процесс массопереноса происходит из двух как бы параллельных входных зон - зоны А и В (рис. 2). Вероятность данного сложного процесса зависит от вероятностей простых событий РА и Рв, заключающихся в попадании пылевой частицы в бункерную золну соответственно из зоны А и зоны В.

р = р«тш + рв™ш ^ (2)

тш + ть,а

В качестве исходного выбрано уравнение вероятности массопе-реноса в локальном объеме в виде

дР дР № дР д2Р

= + + 0,5Ь (3)

дт дг г дер ' дг~

С учетом рассмотрения уравнений движения пылегазового потока в вихревом аппарате получены аналитические зависимости, харак теризующие вероятности попадания в бункерную зону частиц из зоны А и зоны В соответственно:

Рис. 2. Вихревой инерционный пылеуловитель со встречными закрученными потоками с отсосом из бункерной зоны

1-

ехр(- Л(I - IV,л /Уы )Х,)-ехр(-Л(1 - IV, л ¡УгЛ)Кн)

(I-к./кЖ,-*„)

ег/

2мгЬ{гл -г.)

' (4)

1 ехр(~ Я(| - IV,в/У„ )КЙТ) - ехр(- Я(1 - IV, /К , )ЯИ )

(Ли -0,5Л,У

" (5)

I 2/7Щгв -г0)

Отношения радиальных скоростей частиц к скорости потока воздуха №'/Уг для зон А и В определяются по формулам:

К

К*

V..

ЗЦ, F2 •( У 2яг2 соз2^ -Я, -Г2

зц, У

Л «В V от<- /

; (6) . (?)

где

Полученные аналитические выражения характеризуют фракционную эффективность пылеулавливающего аппарата со встречными закрученными потоками с отсосом из бункерной зоны с учетом основных конструктивных параметров аппарата (/<!#; ЯА; Яд; Яцъ

режима его работы, относительного объема отсасываемого из бункера воздуха £ = 1атс/(1л+Ьв), массы частиц, поступающих в зону А и зону В, и свойств поступающего дисперсного потока (р, д рп> Фл ПКА, АОп с).

Для определения суммарной эффективности пылеулавливания при организации возврата уловленного материала на вход в инженерно-экологическую систему в соответствии с расчетной схемой (рис.3) составим балансовые уравнения потоков и образуем из них сис тему уравнений.

Решая систему (8) по методу Крамера относительно и проведя необходимые математические преобразования, получим, что при возврате уловленной пыли из второго пылеуловителя на вход в инженерно-экологическую систему эффективность последней составит

При возврате уловленного продукта на вход в инженерно-экологическое оборудование (например, на нижний ввод вихревого инерционного пылеуловителя со встречными закрученными потоками) система балансовых уравнений пылевых и воздушных потоков будет иметь вид (рис. 3).

( бул.'"1 Сймл/^Оас+^ + С,,^;

! пАСос+ку/Зу^У,

<

! с>у„2--т)1свыХ1\

(8)

(1-я)-1 +

(9)

Свых!» L выXÍ

-> -

с ас> L с,

i¡. v)

'вых 1

1 вых2

гул1

Y

7 уд2

с ото L

отс * отс

' вых2>

П2

кул @ул2

Рис. 3. Расчетная схема для определения суммарной эффективности пылеулавливания системы с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны

(10)

G ,+с ,-L ~ с • L +с -L ;

>'.» t «btti акт ас ас отс отс7

Gy,2 ~ Wi' с«,," ; G + с L —с L

уя2 амх2 «ш2 сых! oiím '

с -L =k G ■

отс отс уя уя27

L -L +L +L-

сист ас отс идее!'

L ,-L -L .

«их 2 cuent отс

Решая систему относительно параметра 1/(1-7//), пренебрегая при этом величиной подсосов Lnodc¡ , принимая tj2* за постоянную величину, и применяя разложение функции 1/(1 -tj¡*) в степенной ряд с коэффициентами Ai, А2, получим

1-й_

(И)

77* =1-

i cíicm

i.

М.)

+

__2(1-Ü)__

+ 2 4)+U2 - й2 + %.

— При переменном 7/ решение находится методом последовательных приближений не позднее третьего цикла расчетов.

При экспериментальных исследованиях эффективности предлагаемых инженерно-экологических систем на основе результатов теоретического анализа закономерностей процесса пылеулавливания в вихревых инерционных аппаратах со встречными закрученными потоками с отсосом из бункерной зоны в качестве определяющих факторов были приняты", условная скорость (7У) в среднем сечении пылеуловителя (определяемая по выражению (Уу=Ш600( тг02т /4)) и отнесенная к 1 м/с); соотношение расходов воздуха (Ки), подаваемого в аппарат через нижний ввод (£„), и общего (X), подаваемого на очистку (КН-ЬНИУ, соотношение расходов воздуха Котс, отсасываемого из бункерной зоны пылеуловителя (Х^Л, и поступающего в аппарат (Кот,-[.„т,/'Ь): соотношение концентрации пыли (КЛ в потоках, подаваемых в пылеуловитель через нижний (сн) и верхний вводы (св) соответственно (Кс~с,/се).

Обработка результатов экспериментального изучения работы инженерно-экологической системы при возврате уловленного материала на вход в систему позволила получить регрессионные зависимости 77=77 (Уу,Кн, Котс) и £=£(7у,Кю Котс), имеющие вид: для пылеуловителя ВИП без отсоса из бункерной зоны (первая ступень)

77=0,9 +0,028 ЙД 1-0,1 Уу)+0М #„( 1-2,16*;,), (12)

¿=417,4-9,67^(11,1-Г )-647 Л,,(0,58-/<„); (13)

для пылеуловителя ВИП с отсосом из бункерной зоны (вторая ступень)

т/>0,9+0,028ГД 1-0,1 7у )+0,14 К„{ 1-2,16КН)+

+0,148 Котс(0,5-КотсУ=т12+0,148 Котс{Ъ,5-Кож\ ^=244,8-9,01 ГД8,41-К>388 ЛГн(0,36-^н)-113 Котс(0,П-Котс). (15)

1

0,99 0,98 0,97 0,96 0,95

0 0,1 ОД 0,3 0,4 0,5 0,6 Кк

Рис. 4. Зависимость эффективности пылеулавливания от отношения расхода, подаваемого в аппарат через нижний ввод, к общему при: 1 - V =3,3; 2 - Г=4,3; 3 - Г=5,3.

Полученные результаты проведенных экспериментальных исследований показали, что при снижении параметра #„<0,15 и возрастании К„>0,35 уменьшается эффективность пылеулавливания (рис. 4, 6) и возрастают потери давления (рис. 5 ,7), что приводит к неприемлемому режиму работы как отдельных аппаратов, так и системы пылеулавливания в целом.

Осуществление отсоса воздуха из бункерной зоны пылеуловителя второй ступени в объеме Котс= 0,15-0,25 повышает степень очистки (рис. б) и приводит к снижению аэродинамического сопротивления аппарата (рис. 7).

Рис. 5. Зависимость коэффициента £ от условной скорости Г для

пылеуловителя ВИП без отсоса из бункерной зоны при: 1 -К„=0; 2 - #„=0,1 ; 3 - К =0,2; 4 - К=0,3; 5 - К= 0,4.

Увеличение величины скорости воздушного потока в среднем сечении пылеуловителя при повышении улавливающей способности-аппарата (рис. 4, 6) сопровождается существенным возрастанием аэродинамических потерь (рис. 5, 7).

С учетом изложенного выше решение задачи оптимизации режима работы инженерно-экологической системы при возврате уловленного продукта на вход системы по максимуму степени очистки Л*сист и ограничению потерь давления требует балансирования определяющих факторов по отношению друг к другу.

Л 1

0,995 0,99 0,985 0,98 0,975 0,97 0,965 0,96

11 у 10,12 6,8

9 5

Г

\ 1 ...

1 1 1 ]

и

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Ки

0,6

Рис. 6. Зависимость эффективности пылеулавливания аппарата ВИЛ от отношения расхода, подаваемого в аппарат через нижний ввод, к общему при организации отсоса из бункерной зоны: 1, 2, 3, 4 - при К =3,3 и Котс=0,1, Котс=0,2, Котс=0,25, Котс-0,Ъ соответственно; 5, 6, 7, 8 - при К =4,3 и Котс=0,1,Котг0,2, Котс=0,25, Котс=0,3 соответственно; 9,10, 11,12- при V;=5,3 и 1^=0,1, Котс=0,2, 0,25, #отс=0,3 соответственно.

Рис. 7. Зависимость коэффициента £ от условной скорости F для

пылеуловителя ВИП с отсосом из бункерной зоны: 1, 2, 3 -при Кн~0 и Котс-0,1, Котс=0,2, Котс=0,3 соответственно; 4, 5,

6 - при Кн=0,2 и /¡fomc=0,l, icomc=0,2, i<Comc=0,3 соответственно;

7 я Q - ппч Я и =Л 1 V 1 тг =п -г лпптпвт,^.

венно.

Максимум суммарной эффективности пылеулавливания при фиксированном значении суммарных потерь давления искался в областях

V-V К-К К -К

_ 1 < < J • - 1 < —--; — 1 < —¡if-

AV0 AK„ AK

V * omc

По результатам экспериментального изучения режимов работы системы с возвратом уловленного продукта в инженерно-экологическое оборудование установлено, что при поступлении разноза-пыленных потоков в вихревой аппарат со встречными закрученными потоками эффективность последнего характеризуется уравнением регрессии вида

т]\ = 0,907 + 0,028Г(1-0,1К)+0,14# (1-2,16А",)- (16)

- 0,101^(1-3,35#); 0<#с<0,3.

Рис. 8. Эффективность пылеулавливания аппарата ВИП при подаче на верхний и нижний входы разнозапыленных потоков 1, 2, 3 - при Г =3,3 и Л", =0,3 соответствен-

но; 4, 5, 6 - при V=4,3 и /4=0,1, Кг0,1. Кг^Х ^„=0,3 соответственно; 7, 8,9 - при 7= 5,3 и /С,=0,1, #„=0,1, Кн~0,2, К,¡=0,3 соответственно.

Полученные результаты показывают, что при уменьшении параметра Кс<0,3 эффективность пылеулавливания аппарата ВИП увеличивается (рис.8). Возрастание запыленности потока, подаваемого на нижний ввод пылеуловителя первой ступени из бункера аппарата второй ступени, до уровня Кс>0,30 не оказывает влияния на изменение эффективности пылеулавливания (рис.8).

С учетом влияния определяющих факторов максимум величины 7™, Для системы с возвратом уловленного продукта в пылеуловитель первой ступени искался в областях

7-7 К-К К -К

_ 1 <. ^ < 1- -1 <- ' < 1- -1 < ——-— < 1-

АК АК ' АК

О м отс

К -К АК

е

Результаты выполненных исследований внедрены при проектировании и реконструкции инженерно-экологических систем на предприятиях Волгоградской области (табл.1). Опытно-промышленные испытания многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами, скомпонованных по разработанным схемам, подтвердили достоверность полученных теоретических и экспериментальных результатов.

Результаты внедрения схем компоновки многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом

из бункерной зоны на предприятиях Волгоградской области

Таблица I,

й Расход воздуха, м3/ч Запыленность, г/м3 Эффективность, %

и -¡8 Й Й Е 05 3 8 к е а в- о. га поступающего в пылеуловитель, Ь поступающего в пылеуловитель через нижний ввод, отсасываемого из | бункерной зоны, {к=ьотЛ) | на входе в аппарат на выходе из аппарата пылеуловителей системы

Я В. 1 Б >1 с* X с и >л я <и с О а, <о 5 а о с £ • и 8- я « ® я О « после внедрения Л |§ се * О Ч после внедрения V § X И ю * о « после вне-[ дрения (!) & £! со ж § после внедрения 1 и & § § а я о « после внедрения

I 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Серебряков-ский завод асбестоце-ментных изделий I СЦН-40 24700 24700 - 3717(0,15) 4,210 4,210 1,920 0,510 54,48 87,9 54,4 87,9

Суровикин-ский элева- I II разгрузитель ВИП-800 4700 5200 5900 6000 1200(0,20) 4,100 1,148 4,100 1,066 1,148 0,069 1,066 0,058 72,0 94,0 74,0 94,6 98,3 99,95

тора III 1 ВИП-800 6100 1200(0,20) 1200(0,20) 0,058 0,002 96,7

Качалинский комбикормовый завод I II ВИП-600 ВИП-600 4600 4900 5150 5150 1800(0,35) 1800(0,35) 550(0,11) 3,550 0,195 3,200 0,096 0,195 0,055 0,096 0,009 94,5 72,0 97,0 90,6 98,4 99,7

I II ВИП-600 ВИП-600 4000 4000 4000 4000 1050(0,26) 1050(0,26) 1200(0,3) 2,450 0,159 2,450 0,064 0,159 0,030 0,064 0,005 93,5 81,1 • 97,4 91,1 98,8 99,8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Получены аналитические и экспериментальные зависимости, характеризующие суммарную эффективность многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны при возврате уловленного материала на вход в систему и в инженерно-экологическое оборудование.

2. На основе вероятностно-стохастического подхода разработана физико-математическая модель процесса пылеулавливания в вихревом аппарате со встречными закрученными потоками с отсосом из бункерной зоны.

3. Разработаны, экспериментально исследованы и внедрены многоступенчатые инженерно-экологические системы с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны.

4. Исследованы физико-химические свойства и дисперсным состав пылей, образующихся в процессах производства комбикормов. Установлено, что пыли являются многокомпонентными, полидисперсными, распределение частиц пыли по размерам в первом приближении описывается функцией Годэна-Андреева-Шумана. По результатам оценки комплексных реологических характеристик выявлено, что исследуемые пыли обладают высокой диспергируе-мостью, и характеризуются большой аэрироемостью и слабым преобразованием.

5. Получена экспериментальная зависимость, характеризующая величину подсосов воздуха в пылеуловителях^ снабженных шлюзовыми затворами, с учетом срока службы аппарата и массы уловленного продукта.

6. Разработаны и внедрены:

- методика инженерного расчета многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны;

- рекомендации по проектированию многоступенчатых инженерно-экологических систем с вихревыми аппаратами с отсосом из

бункерной зоны;

- методика дисперсионного анализа состава пылей методом микроскопии с применением ПЭВМ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

d4,dn - размер частиц пыли; Р - вероятность массопереноса; т - масса твердых частиц; с - концентрация пыли в газовом потоке; Са - коэффициент аэродинамического сопротивления твердых частиц; Re4 -число Рейнольдса твердых частиц; Пк - поправка Каннингэма; р„ -плотность частиц пыли; р - плотность воздуха; ¡л - коэффициент динамической вязкости газового потока; А — параметр учитывающий ударное взаимодействие частиц пыли; Ъ - коэффициент диффузии; Ня

— высота; Я - постоянная интегрирования; Jr - степень увлечения частиц газовым потоком; - геометрический фактор формы; г- время; D„ - массовая доля частиц пыли с размером d„\ G - масса пыли; L

- объемный расход воздуха; - эффективность пылеулавливания; £ - коэффициент аэродинамического сопротивления; ксл -коэффициент, учитывающий срок службы аппарата; кмр - коэффициент, зависящий от массы уловленной пыли; кул - коэффициент, учитывающий долю возврата уловленной пыли.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Сергина Н.М. Экспериментальные исследования характеристик пылеуловителя ВИП с отсосом из бункерной зоны // Междунар. науч. - техн. конф. «Проблемы охраны производственной и окружающей среды»: - Волгоград, 1999

2. Азаров В.Н., Волынцева Л.Н., Сергина Н.М. и др. Пылеуловители со встречными закрученными потоками / Под ред. В.Н. Азарова (обзор изобретений). - 48с.; ил.

3: Азаров В.Н., Сергина Н.М. Оценка суммарной эффективности пылеулавливания при частичном возврате уловленного материала в инженерно - экологическую систему // V Междунар. конф. по интенсификации нефтехимических производств «Нефтехимия — 99». -Нижнекамск, 1999, - т.1. - с.251 - 253.

4. Азаров В.Н., Ковалева Л.В., Сергина Н.М. Дисперсный анализ методом микроскопии с применением ПЭВМ /7 Междуняп. науч. -практ. конф. «Экологическая безопасность и экономика городских и теплоэнергетических комплексов»: - Волгоград, 1999, - с. 76.

5. Богуславский Е.И., А.заров В.Н., Сергина Н.М. Математическая модель процесса улавливания в пылеуловителях со встречными закрученными потоками с отсосом из нижней зоны аппарата // Междунар. науч. - практ. конф. «Экологическая безопасность и экономика городских и теплоэнергетических комплексов»: - Волгоград, 1999,-с. 79-31.

6. Азаров В.Н., Сергина Н.М., Грушко A.B. Проблемы обеспыливания воздушной среды па зерноперерабатывагощих предприятиях /У И Междунар. науч. - практ. конф. «Экология и жизнь»: - Пенза, 1999, - Секция 4: Антропогенная деятельность и экология. - с.47 -48.

7. Азаров В.Н., Сергина Н.М., Даузе F..B., Черевиченко Е.О. Экспериментальные исследования аэродинамических характеристик вихревых пылеуловителей // Междунар. науч. - практ. конф. «Экологическая безопасность и экономика городских и теплоэнергетических комплексов»: - Волгоград, 1999, - с. 67 - 68.

8. Азаров В.Н., Сергина Н.М. Оценка оборудования комбикормовых заводов как источника запыленности воздушной среды рабочей зоны // Актуальные проблемы гигиены, токсикологии и экологии. -Волгоград: Перемена, 1998, - с.9 - 11.

9. Сергина Н.М. Оценка эффективности пылеулавливающих аппаратов, применяемых на комбикормовых предприятиях // Междунар. науч. - практ. конф. «Проблемы охраны производственной и окру-

жающей среды»: - Волгоград, 1997, - Секция II: Проблемы пыле- и газоулавливания. - с. 78.

10. Азаров В.Н., Сергина Н.М. Оценка эффективности пылеулавливания в двухступенчатых системах очистки воздуха при рециркуляции запыленного потока // Междунар. науч. - практ. конф. «Проблемы охраны производственной и окружающей среды»: -Волгоград, 1997, - Секция II: Проблемы пыле- и газоулавливания. -с. 50 - 53.

11. Пат. 2137528 Россия, МКИ В 01 Д 45/12, В 04 С 5/26. Двухступенчатый пылеуловитель / Азаров В.Н., Богуславский Е.И., Сергина Н.М. - № 98116113/25: Заявлено 20.08.98; Опубл. 20.09.99. Бюл. №26

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ существующих схем компоновки инженерно-экологических систем.

1.2. Анализ методов расчёта суммарной эффективности разомкнутых и частично замкнутых систем.

1.3. Выбор направления исследований.

1.4. Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА МОЩНОСТИ ПЫЛЕВЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ НА КОМБИКОРМОВЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

2.1. Основные источники и интенсивность пылевыделений.

2.2. Оценка запылённости воздушной среды рабочей зоны производственных помещений.

2.3. Анализ существующих схем компоновки систем пылеулавливания.

2.4. Оценка эффективности пылеулавливающих аппаратов и мощности выбросов в атмосферу.

2.5. Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ПЫЛЕЙ КОМБИКОРМОВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

3.1. Характеристика исходного дисперсного продукта.

3.2. Подготовка к анализу проб пыл ей, отобранных на производстве.

3.3. Определение дисперсного состава пылей.

3.4. Определение морфологического состава пылей и фактора формы частиц.

3.5. Определение плотностей пылей.

3.6. Определение углов естественного откоса.

3.7. Определение пылящей способности пылей.

3.8. Оценка комплексных свойств пылей.

3.9. Оценка пожаро-взрывоопасных свойств пылей.

3.10. Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ В МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ СИСТЕМАХ С ВИХРЕВЫМИ АППАРАТАМИ С ОТСОСОМ ИЗ БУНКЕРНОЙ ЗОНЫ

4.1. Анализ разработанных схем компоновки многоступенчатых инженерно-экологических систем.

4.2. Теоретический анализ процесса пылеулавливания в вихревом аппарате с отсосом из бункерной зоны.

4.3. Расчёт суммарной эффективности пылеулавливания при возврате уловленного материала в инженерно-экологическую систему.

4.4. Расчёт суммарной эффективности пылеулавливания при возврате уловленного материала в инженерно-экологическое оборудование.

4.5. Выводы по четвёртой главе.

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ В МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ СИСТЕМАХ С ВИХРЕВЫМИ АППАРАТАМИ С ОТСОСОМ ИЗ БУНКЕРНОЙ ЗОНЫ

5.1. Описание экспериментального стенда.

5.2. Методика проведения экспериментальных замеров.

5.3. Оптимизация режима работы многоступенчатых систем пылеулавливания при возврате уловленного материала в инженерно-экологическую систему.

Оптимизация режима работы многоступенчатых систем пылеулавливания при возврате уловленного материала в инженерно-экологическое оборудование.

Выводы по пятой главе.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Внедрение схем компоновки многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны.

Характеристика запылённости в рабочей зоне производственных помещений после внедрения разработанных систем пылеулавливания.

Экономическая и экологическая эффективность применения разработанных систем пылеулавливания.

Выводы по шестой главе.

Актуальность проблемы. Значительная часть современных технологических процессов связана с изготовлением, переработкой, транспортированием и применением порошкообразных материалов, и сопровождается интенсивным выделением и поступлением в атмосферный воздух значительных количеств пыли. В сложившейся экологической обстановке даже при относительно низких начальных концентрациях это повышает техногенное воздействие на окружающую природную среду, а также влечет за собой потери ценных компонентов и возрастание затрат на обработку воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

В сложившейся практике проектирования инженерно-экологических систем наибольшее распространение получили многоступенчатые установки очистки промышленных выбросов от взвешенных веществ. При этом для многих производств с целью достижения нормативов ПДВ требуется устройство трех, а иногда и более, ступеней пылеочистки, либо применение капитало- и энергоемкого экологоохранного оборудования.

Установка дополнительных ступеней инженерно - экологических систем сопровождается возрастанием капитальных вложений и эксплуатационных затрат, а также сокращением производственных площадей. Кроме того, к недостаткам существующих систем пылеочистки следует отнести интенсивное пыле-выделение, наблюдаемое при выгрузке уловленного продукта из бункеров пылеулавливающих аппаратов. Это приводит к загрязнению прилегающих территорий (при размещении инженерно - экологического оборудования на пром-площадке или на кровле производственного здания) или к выносу пыли в атмосферный воздух системами общеобменной вытяжной вентиляции (при расположении пылеуловителей в производственных помещениях).

Таким образом, является актуальным решение задачи разработки схем компоновки многоступенчатых инженерно - экологических систем, позволяющих: обеспечить высокую эффективность пылеулавливания при минимальных числе ступеней и затратах материальных ресурсов, сократить накапливание 6 пыли в бункерах пылеулавливающих аппаратов; организовать возврат уловленного материала в технологический процесс.

Цель работы. Защита окружающей среды от загрязнения пылевыми выбросами посредством совершенствования схем компоновки многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- оценка технологического оборудования как источника пылевыделений, определяющего мощность пылевых выбросов в атмосферу;

- анализ существующих схем компоновки систем пылеулавливания и оценка эффективности экологоохранного оборудования;

- исследование дисперсного состава и основных физико-химических свойств пылей, образующихся в процессе производства комбикормов;

- составление физико-математической модели, описывающей закономерности процесса пылеулавливания в инерционном аппарате со встречными закрученными потоками при организации отсоса из бункерной зоны;

- теоретическая и экспериментальная оценка эффективности пылеулавливания многоступенчатой инженерно-экологической системы с вихревыми инерционными пылеуловителями на встречных закрученных потоках с отсосом из бункерной зоны;

- разработка элементов теории расчета и оптимизации режимов работы многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны.

Основная идея работы состоит в использовании при компоновке многоступенчатых систем пылеочистки организации отсоса из бункерной зоны аппарата второй ступени и возврата уловленного продукта.

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, математическое и физическое моделирование, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ. 7

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована планированием необходимого объема экспериментов, доказана применением классических положений механики аэрозолей и аэродинамики при моделировании изучаемых процессов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и промышленных условиях, с результатами других авторов, патентной чистотой разработанного технического решения.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- разработана физико-математическая модель и получены аналитические зависимости, описывающие процесс пылеулавливания в аппарате со встречными закрученными потоками при организации отсоса из бункерной зоны;

- получены аналитические зависимости, характеризующие эффективность многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны;

- установлены экспериментальные зависимости, характеризующие эффективность и аэродинамическое сопротивление вихревых аппаратов в многоступенчатых системах пылеулавливания с учетом режимов их работы;

- разработаны элементы теории расчета и оптимизации режимов работы многоступенчатых инженерно-экологических систем с вихревыми инерционными пылеуловителями с отсосом из бункерной зоны;

- определены и систематизированы данные о дисперсном составе и физико-химических свойствах пылей, образующихся в процессе производства комбикормов.

Практическое значение работы:

- выполнена принципиальная разработка многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны, новизна которой подтверждена патентом на изобретение (№ 2137528);

- разработаны рекомендации по проектированию инженерно - экологических систем с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны; 8 разработана методика расчета систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны; разработана методика дисперсионного анализа методом микроскопии с применением ПЭВМ.

Реализация результатов работы: рекомендации по проектированию, выводы и научные результаты работы внедрены ПТБ ПСО «Волгоградгражданстрой» при разработке проектной документации для предприятий различных отраслей промышленности; разработаны, прошли промышленные испытания и внедрены в эксплуатацию системы пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны на Себряковском заводе асбестоцементных изделий, Сурови-кинском элеваторе, Карповском КХП, на Качалинском комбикормовом заводе, на комбикормовом заводе ОАО "Афины-Волга"; разработанная "Методика проведения дисперсионного анализа методом микроскопии с применением ПЭВМ" использована НИИ ПК МНВхим для изучения дисперсного состава пылей в выбросах Волгоградских заводов ЖБИ-1 и «Спецнефтематериалы»; материалы диссертационной работы использованы кафедрой ОВ и ОВС ВолгГАСА в курсах лекций, лабораторном практикуме по дисциплинам специализаций 2907.01, 2907.03, а также в дипломном проектировании при подготовке инженеров специальности 2907 "Теплогазоснабжение и вентиляция".

На защиту выносятся: физико-математическая модель и аналитические зависимости, описывающие процесс пылеулавливания в аппарате со встречными закрученными потоками при организации отсоса из бункерной зоны; аналитические и экспериментальные зависимости, характеризующие эффективность многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны; 9

- элементы теории расчета и оптимизации режимов работы многоступенчатых инженерно-экологических систем с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны;

- данные исследований состава и основных физико-химических свойств пы-лей, образующихся при производстве комбикормов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: Международной научно-технической конференции "Проблемы охраны производственной и окружающей среды" (Волгоград, 1997); Международной конференции по интенсификации нефтехимических процессов "Нефтехимия - 99" (Нижнекамск, 1999); Международной научно - практической конференции "Экологическая безопасность и экономика городских и теплоэнергетических комплексов" (Волгоград, 1999); Международной научно-практической конференции "Экология и жизнь" (Пенза, 1999); Международной научно-технической конференции "Проблемы охраны производственной и окружающей среды" (Волгоград, 1999); ежегодных научно-технических конференциях Волгоградской государственной архитектурно-строительной академии.

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 12 работах, в том числе: в 10 статьях, в патенте на изобретение, в обзоре изобретений.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы - 171 страница, в том числе: 136 страниц - основной текст, содержащий 24 таблицы на 34 страницах, 34 рисунка на 30 страницах; список литературы из 117 наименований на 13 страницах, 4 приложения на 22 страницах.

6.4. Выводы по шестой главе

1. Опытно-промышленные испытания разработанных схем компоновки многоступенчатых систем пылеулавливания подтвердили достоверность результатов проведенных теоретических и экспериментальных лабораторных исследований.

2. Компоновка систем пылеочистки по предлагаемым схемам позволила повысить суммарную эффективность улавливания и снизить содержание взвешенных частиц в выбросах в атмосферу с 58-390 мг/м до 2-46 мг/м .

3. Внедрение разработанных систем пылеулавливания на предприятиях Волгоградской области позволило в 5-8 раз снизить число отказов систем аспирации, обусловленных забиванием пылеулавливающих аппаратов.

135

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Получены аналитические и экспериментальные зависимости, характеризующие суммарную эффективность многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны при возврате уловленного материала на вход в систему и в инженерно-экологическое оборудование.

2. На основе вероятностно-стохастического подхода разработана физико-математическая модель процесса пылеулавливания в вихревом аппарате со встречными закрученными потоками с отсосом из бункерной зоны.

3. Разработаны, экспериментально исследованы и внедрены многоступенчатые инженерно-экологические системы с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны.

4. Исследованы физико-химические свойства и дисперсный состав пыл ей, образующихся в процессах производства комбикормов. Установлено, что пыли являются многокомпонентными, полидисперсными, распределение частиц пыли по размерам в первом приближении описывается функцией Годэна-Андреева-Шумана. По результатам оценки комплексных реологических характеристик выявлено, что исследуемые пыли обладают высокой диспергируемостью, и характеризуются большой аэрироемостью и слабым аркообразованием.

5. Получена экспериментальная зависимость, характеризующая величину подсосов воздуха в пылеуловителях, снабженных шлюзовыми затворами, с учетом срока службы аппарата и массы уловленного продукта.

6. Разработаны и внедрены:

- методика инженерного расчета многоступенчатых систем пылеулавливания с вихревыми аппаратами с отсосом из бункерной зоны;

137

1. Абрамович Т.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1976. - 308с.: ил.

2. Азаров В.Н., Ковалева A.B., Сергина Н.М. Дисперсный анализ методом микроскопии с применением ПЭВМ // Междунар. науч.-практ. конф. "Экологическая безопасность и экономика городских и теплоэнергетических комплексов". Волгоград, 1999. - с. 76.

3. Азаров В.Н., Волынцева Л.Н., Сергина Н.М., Юркьян О.В., Донченко Б.Т., Мартьянов В.Н. Пылеуловители со встречными закрученными потоками / Под. ред. В.Н. Азарова. Волгоград, ООО "Ассоциация Волгоградэкотех-зерно", 1999 - (Обзор изобретений). - 48 е.: ил.

4. Азаров В.Н., Кошкарёв С.А., Кавеева О.Т. Улавливание мелкодисперсной пыли с использованием вихревых пылеуловителей // III Межреспубликанская научн.-техн. конф. "Процессы и оборудование экологических производств." Волгоград, 1995. - с. 107-108.

5. Азаров В.Н., Сергина Н.М. Оценка оборудования комбикормовых заводов как источника запылённости воздушной среды рабочей зоны//Актуальные проблемы гигиены, токсикологии и экологии. Волгоград: Перемена, 1998.-c.9-ll.

6. Азаров В.H., Сергина Н.М., Грушко A.B. Проблемы обеспыливания воздушной среды на зерноперерабатывающих предприятиях// II Междунар. науч-практ. конф. «Экология и жизнь». г.Пенза, 1999г. - Секция 4: Антропогенная деятельность и экология. - с. 47-48.

7. Алиев Г.М. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов. -М.: Металлургия, 1986. 543с.: ил.

8. Алиев Г.М. Устройство и обслуживание газоочистных и пылеулавливающих установок. М. Металлургия, 1988. - 368 е.: ил.

9. Ахмедов Б.В. Аэродинамика закрученных струй. М.: Энергия, 1977. -240 е.: ил.

10. Ахназарова C.JL, Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. пособие / 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1985. - 327с.: ил.

11. Балтеренас П.С. Обеспыливание воздуха на предприятиях строительных материалов. М.: Стройиздат, 1990. - 180с.: ил.

12. Банит Ф.Г., Мальгин А.Д. Пылеулавливание и очистка газов в промышленности строительных материалов. М.: Стройиздат, 1979. - 352 е.: ил.

13. Бараховский JI.A. Проектирование предприятий по хранению и переработке сырья. М.: Колос,. 1971. - 383 е.: ил.

14. Баренблат Г.И. Движение взвешенных частиц в турбулентном потоке. -М.: Металлургиздат, 1970. 89с.: ил.

15. Белов C.B., Переездчиков И.В., Строков A.A. Оздоровление воздушной среды. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1987.

16. Богуславский Е.И. Жизнеобеспечение в окружающей среде: Учеб. пособие / Ростовская-на-Дону гос. академия стр-ва. Ростов-на-Дону, 1992. - 111 е.: ил.

17. Богуславский Е.И. и др. Рекомендации по приведению санитарно-гигиенических условий труда предприятий стройиндустрии в соответствие с требованиями ССБТ. Кн.2/М.: Госагропром РСФСР, 1987. 97с.: ил.

18. Богуславский Е.И. и др. Рекомендации по приведению технологического оборудования и санитарно-гигиенических условий труда предприятий стройиндустрии в соответствие с требованиями ССБТ. Кн. 8 / М.: Госагропром РСФСР, 1987. 130с.: ил.

19. Богуславский Е.И. и др. Рекомендации по приведению технологического оборудования и санитарно-гигиенических условий труда предприятий стройиндустрии в соответствие с требованиями ССБТ. Кн. 9 / М.: Госагропром РСФСР, 1991. 121с.: ил.

20. Богуславский Е.И. Эффективность массопереноса в центробежном поле пылеулавливающих аппаратов с учётом ударных взаимодействий частиц // Изв. ВУЗов. Серия "Строительство". 1996. - №5. - с. 76-80.

21. Богуславский Е.И., Азаров В.Н. Оценка процесса выделения и накопления пыли в производственных помещениях // Междунар. науч.- практ. конф. -Ростов-на-Дону, РИЦ РГСУ, 1997. с. 49-50.

22. Богуславский Е.И., Пушенко С.Л., Азаров В.Н. Аппараты со встречными закрученными потоками в производственных помещениях // Между-нар.науч.-практ.конф. — Ростов-на-Дону, РИЦ РГСУ, 1997. с. 49.

23. Бондарь А.Г., Статюха Г.А. Планирование эксперимента в химической технологии: Учеб. пособие / Киев, Вища школа, 1976. 184с.: ил.

24. Вентиляция и отопление цехов машиностроительных предприятий / Гри-митлин М.И., Позин Г.М., Тимофеева О.Н. и др. 2-е изд.; перераб. и доп.- М.; Машиностроение, 1993. 288 е.: ил.

25. Вероятностно-стохастический подход к проблемам охраны окружающей среды. Книга 1. Основы подхода/Богуславский Е.И. Ростов-на-Дону, 1997.-207с.: ил.

26. Гидравлика и аэродинамика: Учеб. для ВУЗов / Альтшуль А.Д., Животов-ский JI.C., Иванов Л.П. М.: Стройиздат, 1987. - 414 е.: ил.

27. Голованчиков А.Б., Попов М.В., Сиволобов М.М. Сравнение эффективности локальных и общих систем очистки // Поволжский экологический вестник / Рос. экологическая академия, Волгоград, отд. Волгоград, 1996.- вып.З. с. 125-128.

28. Градус Л.Я. Руководство по дисперсионному анализу методом микроскопии. М.: Химия, 1979. - 232 е.: ил.

29. Гудим Л.И., Журавлёва Т.Ю., Марков В.В. Подсистема расчёта потерь давления в аппаратах со встречными закрученными потоками // Изв. ВУЗов. Сер. "Технология текстильной промышленности". М., 1985. - № 1. -с. 117-119.

30. Гудим Л.И., Сажин Б.С., Маков Ю.Н. Методы определения общей и фракционной эффективности пылеуловителей // Химическая промышленность.- 1987. №34.- с. 40-42.142

31. Даниленко H.B. Повышение эффективности пылеулавливания вихревого пылеуловителя // Расчет и конструирование биотехнической аппаратуры. -М., 1988.

32. Диденко В.Г. Основы очистки и утилизации вентиляционных выбросов: Учеб. пособие / Волгоград, инж. строит, ин-т. - Волгоград, 1992. - 103 е.: ил.

33. Диденко В.Г., Богуславский Е.И., Малахова Т.В. Локализация и очистка вентиляционных выбросов вихревыми устройствами: Учеб. пособие/Волгоград. гос. арх.-строит. академия. Волгоград, 1998. - 112 с:ил.

34. Дмитрук Е.А. Борьба с пылью на комбикормовых заводах. М.: Агро-промиздат, 1987. - 85 е.: ил.

35. Дмитрук Е.А., Володин Н.П. Аспирация комбикормовых заводов. М.: Колос 1976. - 172 е.: ил.

36. Зажигаев Л.С., Кишьян A.A., Романиков Ю.И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М.: Атомиздат, 1978. -232с.: ил.

37. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: В 2 т. / Под ред. Кал-верта C.B., Инглунда Г.М.: Металлургия, 1980.

38. Карпова О.И., Голованчиков А.Б., Дулькин В.Б. Сравнение эффективности очистки в циклоне и центриклоне // IV науч.-техн. конф. стран СНГ «Процессы и оборудование экологических производств». Волгоград, 1998. - с. 156-158.

39. Коптев Д.В. Обеспыливание на электродных и электроугольных заводах. -М.: Металлургия, 1980. 128с.: ил.

40. Коптев Д.В., Юлдашев О.Р., Паршутова О.Д. Обеспыливание воздуха в производствах вискозного полотна. // М.: МДН ТП, 1991. Совершенствование систем обеспыливающей вентиляции. - с. 31-34.

41. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельчённых материалов / 3-е изд., перераб. Л.: Химия, 1987. - 264 е.: ил.

42. Коузов П.А., Скрябина Л.Я. Методы определения физико-химических свойств промышленных пылей. Л.: Химия, 1983. - 138 е.: ил.

43. Коузов П.А., Мальгин Д.А., Скрябин Г.М. Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности. Л.: Химия, 1982. - 256с.: ил.

44. Кривошеин А.И. Наладка пневматических устройств на зерноперерабаты-вающих предприятиях. М.: Колос, 1972. - 176 е.: ил.

45. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. - 736 е.: ил.

46. Леончик Б.И., Маякин В.П. Измерения в дисперсных потоках. М.: Энергия, 1971. - 248с.: ил.

47. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа /5-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1987. - 840с.: ил.

48. Лукин В.Д., Курочкина М.И. Очистка вентиляционных выбросов в химической промышленности. Л. Химия, 1980. - 232 е.: ил.

49. Лукьянов П.И. Аппараты с движущимся зернистым слоем. М.: Машиностроение, 1974. - 184 е.: ил.

50. Медников Е.П. Вихревые пылеуловители. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, серия ХМ-14,1975.-44 е.: ил.

51. Методика определения концентрации пыли в промышленных выбросах (Эмиссия). М.: НИИОГАЗ, 1970. - 32с.: ил.

52. Минко В.А., Кулешов М.И., Плотникова Л.В. и др. Обеспыливание в литейных цехах машиностроительных предприятий. М.: Машиностроение, 1987.-224 е.: ил.144

53. Островский Г.М. Пневматический транспорт сыпучих материалов в химической промышленности / Л.: Изд-во научн.-техн. пропаганды, 1978. 102 с.

54. Охрана окружающей среды / Белов C.B., Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. и др. М.: Высш.шк., 1991.-319 с.

55. Панченко A.B., Дзядзио A.M. и др. Вентиляционные установки в зернопе-рерабатывающих предприятиях/3-е изд., доп. и перераб. М.: Колос, 1974. - 206 е.: ил.

56. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат, 1981. - 207 е.: ил.

57. Планирование эксперимента / Ю.П. Адлер, Ю.В. Грановский, Е.В. Маркова и др.; Отв.ред.: Г.К. Круг; Моск. Энергетический ин-т. М.: Наука, 1966.-423с.: ил.

58. Пылеуловители со встречными закрученными потоками/НИИ ТЭХИМ; Сост. Сажин Б.С., Гудим Л.И. М., 1982. - (Сер. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: Обзор, информ.) -47 е.: ил.

59. Расчёты аппаратов кипящего слоя: Справочник / А.П. Баскаков, Б.П Лука-чевский, И.П. Мухленов и др.; Под ред. И.П. Мухленова, Б.С. Сажина, В.Ф. Фролова. Л.: Химия,. 1986. - 352 е.: ил.

60. Руденко К.Г., Калмыков A.B. Обеспыливание и пылеулавливание при обработке полезных ископаемых. М.: Недра, 1973. - 193 е.: ил.

61. Сажин Б.С., Гудим Л.И. Пылеуловители со встречными закрученными потоками // Химическая промышленность. 1985. - №8. - с. 50-54

62. Сажин Б.С., Гудим Л.И., Чумаков А.Г., Векуа Т.Ю. Испытание пылеуловителей ВЗП-800 // Изв. ВУЗов. Сер. "Технология текстильной промышленности". -М., 1985. №6. - с. 75-78.

63. Сажин Б.С., Лукачевский Б.П., Джунисбеков М.Ш., Гудим Л.И., Коротчен-ко С.И. Моделирование движения газа в аппаратах со встречными закрученными потоками // Теоретические основы химической технологии. -1985. Т. XIX, №5. - с. 637-690.

64. Сергина Н.М. Экспериментальные исследования характеристик пылеуловителя ВИП с отсосом из бункерной зоны // Междунар.науч.-техн.конф. "Проблемы охраны производственной и окружающей среды", Волгоград, 1999.

65. Соколов А .Я. Комбикормовые заводы. М.: Колос, 1970

66. Сорокин Н.С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях / М.: Газлегпром, 1978. 148 е.: ил.

67. Справочник мукомола, крупянщика, мукомолыцика/2-е изд., перераб. М.: Колос, 1973.-249 е.: ил.

68. Справочник по аспирационным и пневмотранспортным установкам /Н.П.Володин, М.Г. Касторных, А.И.Кривошеин. М.: Колос, 1984. -288 е.: ил.

69. Справочник по пыле- и золоулавливанию/Под общ. ред. А.А.Русанова. 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 312 е.: ил.

70. Старк С.Б. Пылеулавливание и очистка газов в металлургии. М.: Металлургия, 1977. - 328 е.: ил.

71. Техника защиты окружающей среды: Учебник для ВУЗов по спец. "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" /146

72. А.И. Родионов, В.Н. Клушин, Н.М. Торошечников. 2-е изд., доп. и пере-раб. —М.: Химия, 1989. - 512 е.: ил.

73. Ужов В.Н. и др. Очистка промышленных газов от пыли. М. : Химия, 1981.-390 е.: ил.

74. Финни Д. Введение в теорию планирования эксперимента. Пер. с англ. / Под ред. Ю.В. Линника. М.: Наука, 1970. - 287с.: ил.

75. Черняев Н.П. Производство комбикормов. М.: Агропромиздат, 1989 - 98 е.: ил.

76. Штокман Е.А. Очистка воздуха от пыли // Тр./Ростовский инж.-строит. инт. Ростов-на-Дону, 1977. - с. 107.

77. Штокман Е.А. Очистка воздуха от пыли на предприятиях пищевой промышленности. М.: Агропромиздат, 1983. - 311 е.: ил.

78. Штокман Е.А., Харитон М.Ш. Вентиляция, аспирация и пневмотранспорт на табачно-ферментационных предприятиях. М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1983. - 160 е.: ил.

79. Шургальский Э.Ф., Еникеев Н.Х. О сепарации частиц в вихревых пылеулавливающих аппаратах // Процессы и аппараты для микробиологических производств. / Биотехника 86. - Грозный, 1986.

80. Шургальский Э.Ф., Коленков В.Л., Еникеев Н.Х Исследование и методика расчета аппаратов со встречными закрученными потоками. // Всесоюзн. науч. техн. семинар «Унификация и перспективы разработки и освоения сухих пылеуловителей - циклонов : - М., 1986.

81. Эльтерман В.М. Вентиляция химических производств. М.: Химия, 1980. - 288 е.: ил.

82. Юдашкин М.Я. Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии. -М.: Металлургия. 1984. -320 с.:ил.

83. Азаров В.Н. Обеспыливание воздушной среды производственных помещений при производстве и использовании технического углерода: Авто-реф.дис.канд.техн.наук: 05.26.01. Защищена 17.06.97; Утв. 16.01.98; -Ростов-на-Дону, 1997.

84. Богуславский Е.И. Теория и расчёт эффективности технических средств обеспыливания и разработка на их основе конструкций с вихревым режимом работы: Автореф.дис.докт.техн.наук. Ростов-на-Дону, 1991.

85. Еникеев И.Х. Разработка газодинамических методов расчета сепарации дисперсных частиц в пылеуловителях вихревого и инерционного типа: Автореф.дис.докт.техн.наук: 05.17.08.- М., 1993.

86. Запара A.JI. Разработка двухступенчатых систем очистки промышленных газов с применением вихревых пылеуловителей: Автореф.дис.канд. техн. наук. М., 1989.

87. Иванков H.A. Влияние геометрических и режимных параметров пылеуловителей со встречными закрученными потоками на их эффективность: Ав-тореф.дис.канд.техн.наук: 05.17.08. Ташкент, 1985.

88. Лангава З.В. Разработка высокоэффективных пылеуловителей со встречными закрученными потоками для очистки от пыли промышленных газовых выбросов: Автореф.дис.канд.техн.наук: 05.17.08. Ташкент, 1985.

89. Сажин Б.С. Исследование гидродинамики в процессах сушки дисперсных материалов с активными гидродинамическими режимами: Автореф.дис. докт.техн.наук. М., 1971.

90. Чумаков А.Г. Разработка одно- и двухступенчатых систем пылеулавливания со встречными закрученными струями для очистки атмосферных выбросов хлопкозаводов: Автореф.дис.канд.техн.наук. М., 1986.148

91. Базовые нормативы платы за выбросы (сбросы) загрязняющих веществ в окружающую природную среду и размещение отходов.: Утв. Мин. охраны окр. среды и природных ресурсов РФ. М., 27.11.99г.

92. Нормы технологического проектирования межхозяйственных, колхозных и совхозных предприятий по производству комбикормов: ВНТП 19-86/Госагропром СССР: Введ. 01.04.86г.: Взамен ВНТП 19-78. М., 1986. -44 с.

93. Об индексации базовых нормативов платы за выбросы (сбросы) загрязняющих веществ в окружающую природную среду и размещение отходов по Волгоградской области: Постановление главы Администрации Волгоградской области № 16 от 13.01.99г.

94. Сборник законодательных, нормативных и методических документов для экспертизы воздухоохранных мероприятий/Госкомгидромет: Сост.: Р.Н.Кузнецов, Н.С.Филимонова, А.М.Шишкин, В.В.Храмович. Л.: Гид-рометеоиздат, 1986. - 317.е.: ил.

95. Указания по проектированию аспирационных установок комбикормовых заводов / Мин-во заготовок СССР: Введ. 01.01.85 г. М., 1985.-129 с.

96. A.c. 887004 СССР, МКИ В 04 С 5/30. Пылеуловитель / Булаткин В.И., Быдриевский Ю.В., Шишкин Н.В. №2909246/23-26; Заявлено 11.04.80; Опубл. 07.12.81, Бюл. №45. - 4с.: ил.

97. A.c. 1101277 СССР, МКИ В 01 Д 47/00. Обеспыливающая аспирационная установка / Гермони Ф.А., Гермони В.Ф. №3453797/23-26; Заявлено 18.06.82; Опубл. 07.07.84, Бюл. №25.

98. Пат. 2070440 Россия, МКИ В04С5/103. Устройство для пылеулавливания / Друцкий A.B. №94032118/26; Заявлено 01.09.94; Опубл. 20.12.96. Бюл. №44. - 4с.: ил.

99. Пат. 21244384 Россия, МКИ В 01 Д 45/12, В 04 С 3/06. Вихревой пылеуловитель / Азаров В.Н., Донченко Б.Т., Кошкарев С.А., Мартьянов В.Н. -№96119220/25 (025656); Заявлено 26.06.96.149

100. Пат. №2137528, Россия МКИ В 01Д 45/12, В 04 С 5/26. Двухступенчатый пылеуловитель/Азаров В.Н., Богуславский Е.И., Сергина Н.М. -№ 98116113/25 (017667). Заявлено 20.08.98; Опубл. 20.09.99. Бюл. № 26

101. Карепанов С.К., Шургальский Э.Ф., Еникеев И.Х. Анализ групповых систем пылеочистки для различных способов компоновки единичных пылеуловителей / Моск. институт хим. машиностр. М., 1987. - Деп. в ВИНИТИ,№ 1765

102. М- коэффициент Буссинеска;г, Я- радиус, м;