Таблица 9.1

Сравнительная характеристика трубопроводов

Материал трубопровода	Относительная стоимость 1 м смонтированного трубопровода	Срок службы трубопровода по сравнению со стеклянным	Стоимость 1 м трубопровода с учетом срока эксплуатации
Стекло	1,0	1,0	1,0
Фаолит	1,2	0,2	5,8
Винипласт	0,7	0,2	3,5
Полиэтилен	1,0	0,2	5,1
Сталь коррозионно-стойкая	1,7	0,4	4,3
Свинец	2,3	0,4	5,6

Таблица 9.2

Классификация лакокрасочных покрытий, стойких в особых средах

Покрытие	Среда или воздействующий фактор	Обозначения условий эксплуатации
Химические стойкое	Различные химические реагенты Агрессивные газы, пары и жидкости Растворы кислот Растворы щелочей	7 7/1 7/2 7/3
Термостойкое	Повышенная температура (60…5000С)	8

Если эти меры не могут быть реализованы, то участки, наиболее подверженные износу защищают износостойкими покрытиями: керамикой, каменным литьем, монолитным покрытием из армированного бетона.

Глава 10 проектирование технологических процессов очистки промышленных выбросов

Технологический процесс очистки промышленных выбросов, в общем случае, включает следующие стадии:

1. Отбор газов или воздуха от источника выделения вредных веществ. Эта стадия определяет количество выбросов, содержание в них вредных веществ и, в определенной мере, приведен­ные затраты на очистку выбросов. Действительно, если на стадии отбора удается эффективно отобрать образующиеся вредные вещества пыли от источника выделения, т. е. локализовать выбросы, с одновременным обеспечением установленных значений ПДК в рабочей зоне, то приведенные затраты па очистку будут, как правило, меньшими. И, наоборот, если отбор производится неэффективно, выбросы, разбавленные воздухом, поступают на очистку в большем количестве, то для их очистки потребуется применение аппаратов больших размеров и, как следствие, приведенные затраты будут выше. Эффективность отбора (отсоса) газов и воздуха зависит от степени конструктивного совершенства применяемых для этой цели укрытий открытого, полузакрытого и закрытого типов (см. гл. 3.1) и скоростей отбора.

2. Подготовка промышленных выбросов к очистке. Обычно газообразные выбросы имеют различные физико-химический состав и технологические параметры в зависимости от реализуемого процесса. Газоочистные же аппараты рассчитаны на работу в строго определенных технологических режимах (температура и влажность газов, концентрация, дисперсность, физико-химические свойства вредных веществ и др.), которые колеблются в довольно узком диапазоне. Поэтому, для обеспечения эффективной очистки газов желательно в каждом конкретном случае осуществить подготовку газов к очистке путем их предварительной обработки с таким расчетом, чтобы технологические параметры газов соответствовали оптимальным характеристикам газоочистных аппаратов, в которых они будут подвергаться очистке. Только в том случае, когда каждый аппарат, входящий в состав системы очистки газов, будет работать в оптимальном режиме, на который он рассчитан, можно добиться высокой эффективности, надежности и рентабельности газоочистки.

Подготовка газов к очистке от взвешенных частиц обычно производится в следующих направлениях: объединение выбросов от группы оборудования, с подключением отдельных ответвлений к сборнику-кол­лектору; подвод очищаемых газов или воздуха к газоочистному аппарату с обеспечением равномерного их распределения по сечению; охлаждение газов; укрупнение частиц пыли с помощью различных механизмов коагуляции; снижение концентрации взвешенных частиц посредством предварительной очистки газов в простых неэнергоемких аппаратах; увлажнение газов (см. гл. 5.6).

3. Газоочистка. При выборе газоочистного оборудования учитываются большое количество показателей, наиболее важным из которых является требуемая эффективность очистки газа. От нее во многом будет зависеть стоимость очистки газа, ведь каждый последующий процент повышения степени очистки газа достигается все более дорогой ценой.

В общем виде, возрастание стоимости очистки газов от пыли в зависимости от степени очистки газа характеризуется следующим уравнением:

1 —  = е^Р, (10.1)

где Р — стоимость пылеулавливающей установки.

Отсюда следует, что для улавливания, например, 90 г пыли из содержащихся в исходном газе 100 г ( = 0,9), нужна установка стоимостью Р рублей, для доулавливания следующих 9 г пыли ( = 0,99) нужна установка стоимостью 4Р, следующих 0,09 г ( = 0,999) — установка стоимостью 40Р и т. д.

Таким образом, для улавливания 1 г пыли на конечной стадии пылеулавливания требуется затрат в раз больше, чем для улавливания 1 г пыли в начальной стадии.

Требуемая степень очистки выбросов _тр должна определяться по формуле:

, (10.2)

где M — массовый поток выброса, г/с.

Если для источника выбросов ПДВ не установлено, то требуемая степень очистки может быть установлена:

для источников, загрязняющих воздух в жилой застройке

, (10.3)

для источников, загрязняющих воздух на территории промышленной площадки

, (10.4)

где С_m — максимальная приземная концентрация, рассчитываемая в соответствии с ОНД-86 (уравнения (2.4), (2.5) для высоких источников).

Если для расчета _тр по вышеуказанным формулам нет необходимых данных, то ее величина может быть определена лишь ориентировочно и только для источников, загрязняющих, в основном, воздух на территории промышленной площадки. При этом определяется допустимое содержание вредных веществ С_доп в выбросах, мг/м³:

С_доп = 100 k, (10.5)

где k — коэффициент, принимаемый в зависимости от ПДК_р.з.:

ПДКр.з	 2	2–4	4–6	 6
k	0,3	0,6	0,8	1

Если объем выбросов менее 15 000 м³/ч, то концентрацию допускается принимать несколько большей:

С_доп = (160 — 4V) k, мг/м³, (10.6)

где V — объем выброса, тыс. м³/ч.

После нахождения С_доп можно ориентировочно определить _тр:

, (10.7)

где С — концентрация загрязняющего вещества в выбросах.

Эффективность очистки воздуха, возвращаемого для рециркуляции, должна быть выбрана из такого расчета, чтобы концентрация вредных веществ в воздухе, поступающем в помещение, не превышала 30% ПДК тех же вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Схемы с рециркуляцией, на первый взгляд, требуют больших приве­денных затрат, чем схемы с направлением очищенных выбросов в атмос­феру. Однако, следует учитывать возможную, при внедрении схем с рецир­куляцией, экономию энергии, расходуемую на подогрев наружного приточ­ного воздуха в холодные периоды года, что может быть весьма важным для крупных по объемам производственных помещений. В настоящее время схемы газоочистки с рециркуляцией очищенного воздуха получили некоторое распространение в системах местной вентиляции только в виде индивидуальных пылеулавливающих установок (агрегатов) малой производительности, в таких процессах и операциях, как обработка металлов и неметаллических материалов режущим и абразивным инстру­ментом, автоматическая электросварка.

При решении следующего после определения требуемой степени очист­ки важнейшего вопроса технологии газоочистки — выбора числа ступеней очистки и типов газоочистных аппаратов — следует ориен­тироваться, главных образом, на выбор унифицированных аппаратов, на которые имеются отработанные типовые чертежи. Особенно это важно при необходимости и возможности изготовления аппаратов непосредственно на предприятиях.

Выбор газоочистного устройства обусловлен, кроме требуемой степени очистки, размером улавливаемых частиц (для пылеулавливающих устройств), физическими и химическими свойствами вредных веществ. Так, при улавливании пылей из выбросов, содержащих взрывоопасные газообразные смеси, приходится, в ряде случаев, отдавать предпочтение мокрым способам очистки, а при улавливании пылей, склонных к электри­зации, требуется устанавливать предохранительные мембраны на газо­ходах и воздуховодах, ограничивать объем бункеров — сборников улов­ленной пыли. При возможности использования уловленной золы в качест­ве добавки при производстве вяжущих следует применять сухие способы золоулавливания и транспортировки золы, так как при применении мокрых способов происходит выщелачивание и зола теряет вяжущие.

Важнейшим критерием выбора является стоимость очистки. Аппаратурно-технологическая схема очистки газов должна компоноваться из таких аппаратов, которые, при работе в оптимальных условиях, обеспечивают необходимую степень очистки при минимальных затратах на очистку 1000 м³ газа (удельная стоимость очистки). Удельная стоимость складывается из стоимости оборудования и стоимости помещения, занимаемых установкой, стоимости электроэнергии, стоимости воды и расходов на ее очистку (при мокрой газоочистки), зарплаты, расходов, связанных с удалением уловленного материала, стоимости затрачиваемых материалов и др.

Ниже приведены данные о расходах энергетических ресурсов (электроэнергии и воды) на очистку 1000 м³ технологических выбросов от пыли.

Вид пылеулавливающего оборудования	Электроэнергия, кВтч	Вода, м3
Электрофильтры сухие	0,5–1,0	—
Электрофильтры мокрые	0,3–0,5	4–6
Скрубберы Вентури	1–4	0,5–1,2
Форсуночные скрубберы	0,15–0,2	3 –6
Циклоны	0,2–0,25	—
Батарейные циклоны	0,2–0,25	—
Тканевые фильтры	0,4 –0,6	—
Центробежные скрубберы ВТИ	0,3–0,4	0,1–0,14
Пенные аппараты: с провальными решетками с переливными решетками	0,2–0,25 0,2–0,25	0,8–0,9 0,2–0,3

Сравнительная характеристика пылеулавливающих аппаратов, в том числе и ориентировочная стоимость очистки, дана в табл. 10.1.

Более подробные рекомендации по применению конкретных газоочистных аппаратов и вспомогательных устройств в конкретных условиях были даны в главах 5, 6, 9.

4. Выгрузка пыли, удаление и транспортирование уловленного продукта. От этой стадии зависит обеспечение нормальной работы газоочистного оборудования. Например, если устройства для сухой выгрузки пыли (см. гл. 9) негерметичны или ненадежны в работе, то степень очистки выбросов, в правильно рассчитанной циклонной установке, будет ниже расчетной, а в некоторых случаях она может снизиться практически до нуля. На степень очистки отрицательное влияние могут оказывать неправильный выбор и эксплуата­ция устройств для удаления шламов и золы.

Другим важнейшим условием осуществления этой стадии является исключение вторичного загрязнения воздуха и водных объектов улов­ленными продуктами. Вторичное заг­рязнение воздуха может происходить как при выгрузке, так и при транспортировке уловленного продукта.

Основные виды устройств, применяемых на этой стадии приведены в гл. 9.

5. Утилизация уловленного продукта. От этой стадии зависит, будет ли газоочистка комплекс­ным технологическим процессом или в результате улавливания вредных веществ возникнет новый источник загрязнения окружающей среды. Причем, для охраны окружающей среды, в конечном счете, не имеет особого значения, где будут использован уловлен­ный продукт — на этом же предприятии или на предприятиях других отраслей промышленности, в строительстве или в сельском хозяйстве.

На этой стадии часто возникают непреодолимые трудности. Они обусловлены следующими факторами:

— эта задача часто выступает как межотраслевая, а в региональном масштабе отсутствуют межотраслевые связи в отношении возможности использования отходов;