книги из ГПНТБ / Энгель Л.К. Вентиляция на заводах цветной металлургии

приятия, метеорологических условий, с учетом декоративных свойств различных пород растений.

Помимо ветро- и пылезащитного действия, зеленый раститель­ ный ковер на территории населенных мест в соединении с воздей­ ствием вышележащих ярусов растительности (кустарников и де­ ревьев) регулирует влажность и температуру воздуха (зимой — в сторону потепления, летом — в сторону охлаждения). Более холод­ ная, чем окружающий воздух, поверхность листвы способствует охлаждению тела в летнюю жару благодаря отдаче избыточного тепла изучением в окружающую среду.

Значительное влияние на снижение концентрации пыли и газа

ватмосфере города и промышленной площадки оказывают также

иводные преграды — реки, озера, искусственные моря, каналы и открытые бассейны. В результате изменения температуры воздуха над водными поверхностями возникают вертикальные и короткие горизонтальные перемещения воздушных масс, способствующие интенсивному перемещению загрязненного газа с чистым воздухом

окружающей атмосферы.' Снижение запыленности воздуха воз­ можно еще и при выпадении пылевых частиц в результате конден­ сации водяных паров на поверхности. На рис. 127, а и б показа­ на схема перемещения воздушных масс над водным пространством и зелеными насаждениями. Наиболее эффективной мерой по

Рис. 127. Схема циркуляции воздуха и газа над зелеными насаждениями защйт-

181

уменьшению загрязнения атмосферного воздуха в настоящее время является увеличение высоты дымовых и вентиляционных труб.

Для определения предельного содержания вредных примесей в выбросах при выходе их из устья трубы, обеспечивающего ПДК этих загрязнений в приземной зоне, существует ряд методик и раз­ работок.

Вредное влияние цылей и газов на организм человека, на зеле­ ные насаждения и на строительные конструкции общеизвестно. Научными исследованиями доказано, что высокодисперсная пыль особенно опасна, так как обладает большой биологической актив­ ностью и проникает глубоко в дыхательные пути. Некоторые пыли

низм человека. К ним относятся свинцовые, мышьяковистые, квар­ цевые и другие пыли металлургических производств.

Таким образом, развитие способов и схем обеспыливания вен­ тиляционного воздуха, как вытяжного, так и приточного, должно идти по пути эффективного улавливания пылей размерам менее 1 мкм.

(При очистке вентиляционного воздуха от газов самостоятель­ ные установки, как правило, не применяются вследствие большой децентрализации выбросов вентиляционных газов, высокой стои­ мости оборудования. Очистка вентиляционных газов производится совместно с технологическими газами. Высокая степень очистки вентиляционного воздуха от пыли обеспечивается лишь при пра­ вильном выборе оборудования с учетом всех свойств улавливае­ мой пыли.

Преимущественное развитие получают высокоэффективные пы­ леуловители, в первую очередь тканевые фильтры, электрофильт­ ры и мокрые пылеуловители. Дальнейшее развитие пылеулавли­ вания направлено на усовершенствование: регенерации фильтро­ вальных материалов для снижения их гидравлического сопротив­ ления; формы фильтрующих элементов; формы и конструкции электродов электрофильтров; механизмов и устройств для встря­ хивания электродов; скрубберов; устройств для орошения потока газов; циклонов с переменным сечением.

Пыль во взвешенном состоянии представляет собой частицы твердого вещества размерами менее 0,1—0,15 мкм, находящиеся в газовой среде. Частицы пыли по физико-химическим свойствам значительно отличаются от того же вещества в нераздробленном состоянии.

Это отличие связано с огромным увеличением суммарной по­ верхности пылевых частиц, вследствие чего вещества более актив­ но вступают в химические реакции, обладают большими объемны­ ми электрическими зарядами, адсорбируют значительное количе­ ство газов.

Пыли, загрязняющие вентиляционный воздух и подлежащие

182

улавливанию, образуются на всех стадиях технологического про­ цесса получения цветных металлов:

1.При перегрузке, дроблении, измельчении и сушке концентра­ тов, руды, извести, кокса, угля, соды, бокситов, глинозема, кар­ наллита и других материалов возникает большое количество пы­ ли, образующейся вследствие ослабления сцепления между части­ цами при повышении температуры, растрескивания кусков и самоистирания. Химический состав этих пылей близок к составу концентратов и других материалов. Величина пылевых частиц чрезвычайно разнообразна. Концентрация пыли в аспирационном воздухе колеблется в больших пределах, достигая нескольких граммов.

2.В процессе агломерации вентиляционный воздух захватыва­ ет пыль при подаче шихты на ленту спекательной машины, сбросе

сленты готового агломерата, дроблении и грохочении горячего оборотного агломерата. Химический состав агломерационной -пыли зависит от состава агломерата. Например, свинцовый агломерат содержит 45% свинца, 9,8% цинка, 0,6% меди; медный — от 3 до 15% меди (в отдельных случаях до 22,5%); 8—20% цинка; свин­

ца до 10%. Однако химический состав пылей меняется в зависимо­ сти от способа улавливания, транспортировки и места отбора ее для анализов.

Физическая характеристика агломерационных пылей свинцово­ го производства приведена в табл. 4.

3. В процессе обжига и плавки концентратов вентиляционный воздух, отсасываемый от желобов и ковшей, загрязняется возго­ нами, тонкодисперсной пылью, образовавшейся в результате кон­ денсации окислов свинца, цинка, меди, никеля и других металлов.

ее менее 1 мкм. Химический состав пылей отличается большим со­ держанием металлов. Так, при плавке свинцового концентрата в пылях содержится свинца до 60,2%, цинка 3,5%, остальных метал­ лов небольшое количество, не влияющее на свойства пылей.

Пыли цинкового производства значительно отличаются от пы­ лей свинцового производства (см. табл. 4).

4. При конвертировании во время слива продуктов плавки и шлаков, при заливке и загрузке конвертеров штейном и флюсами образуется лолидисперсная пыль, включающая разнообразные по размеру частицы различного происхождения.

Физическая характеристика этих пылей на медеплавильных за­ водах в воздухе, отсасываемом от разливочных котлов при сливе из конвертеров, приведена в табл. 4.

Химический состав пылей: меди 28—31%, свинца 20,7—25,8%, цинка около 2,5%, а также сера, железо, мышьяк. В воздухе, от­ сасываемом от горловины конвертера при его загрузке, содержит­ ся пыль механического происхождения и некоторое количество возгонов металла, образующихся при сливе штейна. Размер час­ тиц пыли до 0,4 мкм. Физическая характеристика пылей никеле-

183

Для установления степени обеспыливания вентиляционных га­ зов, выбрасываемых в атмосферу, следует знать предельное содер­ жание пыли в них, при котором в местах приземления этих газов концентрация пыли была бы в пределах санитарных норм.

Предельно допустимая концентрация пыли в холодных вентиля­ ционных газах после очистки на уровне дыхания человека может быть определена по формулам, приведенным в санитарных

нормах.

Вентиляционный воздух вытяжной вентиляции я аспирацион­ ных систем отличается от технологических газов заводов цветной металлургии меньшими концентрациями пыли и газа, меньшей температурой газо-воздушной смеси.

186

В основу метода обеспыливания вентиляционного вытяжного воздуха перед выбросом его в атмосферу положена коллекторная система, объединяющая разбросанные системы с двухступенча­ той очисткой от пыли. Первая ступень очистки осуществляется в непосредственной близости от аспирационных или газоотсасываю­ щих систем до места их объединения. Вторая ступень—коллективная очистка перед выбросом в атмосферу. В некоторых случаях вторая ступень очистки может быть заменена выбросом в атмосферу через высокие вентиляционные или дымовые трубы. Возможность такого решения должна быть подтверждена расчетом рассеива­ ния запыленного воздуха в атмосфере, основанным на предельно допустимых разовых концентрациях в зоне приземления выбросов на расстояние 20 высот вентиляционных (дымовых) труб.

Вторая ступень очистки вентиляционного воздуха может быть объединена с очисткой технологических газов от пыли. Этот воз­ дух используется для охлаждения технологических газов перед фильтрами. Объем вентиляционного воздуха, подлежащего обес­ пыливанию, как правило, в Ъ—2,5 раза больше объема технологи­ ческих газов, выбрасываемых в атмосферу.

Первая ступень обеспыливания может осуществляться в аппа­ ратах, основанных на использовании центробежной силы. В аспи­ рационных системах возможно применение устройств для пред­ варительного осаждения крупной пыли в виде емких зонтов, зонтов с двойными стенками, навески цепей или канатов на пути движе­ ния запыленного воздуха и др. Возможны также устройства для коагуляции пыли путем увеличения турбулентности воздуха, сма­ чивания пыли.

Выбор оборудования зависит от целого ряда факторов:

1)температуры и влажности воздуха, поступающего в пылеу­ ловитель, а также наличия в нем других примесей;

2)физико-химической характеристики пыли, дисперсного сос­ тава, гигроскопичности, склонности к коагуляции' и способности цементироваться, воспламеняемости и взрываемости, смачивае­ мости, электрических и других свойств;

3)запыленности очищаемого воздуха и колебания концентра­ ции пыли по величине и во времени;

4)объема очищаемого воздуха и его изменения;

б) требуемой степени очистки воздуха или предельной оста­ точной концентрации пыли в очищенном воздухе;

6)способов удаления уловленной пыли и периодичности ее удаления;

7)места расположения пылеуловителей по отношению к венти­ лятору и месту отсоса запыленного воздуха;

8)способа очистки запыленного воздуха.

На заводах цветной металлургии для обеспыливания аспираци­ онного воздуха складов концентратов, дробильных и агломераци­ онных цехов, а также вентиляционного газа, отсасываемого от ко­ лошников шахтных печей плавильных цехов, на первой ступени применяют циклоны различных конструкций.

187

Мокрое пылеулавливание целесообразно использовать для тех­ нологических газов в качестве предварительной подготовки газа к основной очистке в рукавных фильтрах или электрофильтрах, для охлаждения газов до температуры, при которой невозможно заго­ рание пыли и материала фильтров. При очистке вентиляционных газов аспирационных систем мокрым способом значительное мес­ то занимает шламовое хозяйство.

Общий вид конических скрубберов с подвижной шаровой на­ садкой и форсуночной или эжекционной .подачей воды для смачи­ вания шаров приводится на рис. 129.

'Принципиальной особенностью подвижной шаровой насадки в коническом слое является создание высокоразвитой поверхности

тому верхние слои шаров, будучи малоподвижными, служат для улавливания брызг, образующихся в большом количестве в под­ вижной части шаровой насадки. В цилиндрической части аппара­ та предусматривается решетка со слоем шаров около 150 мм для более полного улавливания брызг.

Исследования конического кипящего слоя орошаемой насадки из полиэтиленовых шаров диаметром 34—50 мм показали, что его максимальная улавливающая способность достигается при стати­ ческой высоте 500—800 мм. При этом скорость газов на входе в слой составляет в среднем 8 м/с и на выходе 1,5 м/с.

Применение мокрого пылеулавливания необходимо при очист­ ке паро-воздушной смеси. Возможна также установка скрубберов

фициента осаждения пыли. Это — циклоны с регулируемой пло­ щадью поперечного сечения в зависимости от газовой нагрузки (для поддержания постоянной скорости вращения воздушного по­ тока) ; циклоны с внутренними устройствами, способствующими увеличению окружной скорости газового потока; циклоны, в кото­ рых подключаются различные секции в зависимости от крупности пылевых частиц; устройство выхлопной трубы, предотвращающей

торых цилиндрическая часть выполняется из фильтрующих матери­ алов; безнасадочные скрубберы, в которых наряду с промывкой запыленного воздуха, изменяется, направление его движения; ус­ тройство насадки в скрубберах; скрубберы, в которых изменяется направление движения орошаемой жидкости по отношению к пото­ ку воздуха; усовершенствование конструкций для создания равно­

189