Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологические аспекты бережливых производств. Учебно-методическое пособие
.pdf
Вывод. Общий ущерб здравоохранению и промышленности, нано-
№
Выбросы,
тыс. т/год
h, м
Ч,
тыс. чел.
Ф,
млн руб.
О,
руб.
1
Пыль = 13
SO2 = 5
СО = 28
130
Ч1 = 3
Ч2 = 2
Ч3 = 0
Ч4 = 0
80
43167
2
Пыль = 8
SO2 = 4
СО = 15
90
Ч1 = 4
Ч2 = 3
Ч3= 0
Ч4 = 0
95
40470
3
Пыль = 6
SO2 =2
СО = 11
110
Ч1 = 8
Ч2 = 6
Ч3 = 0
Ч4 = 0
75
40682
4
Пыль = 25
SO2 = 8
СО = 32
18
Ч1 = 2
Ч2 = 3
Ч3 = 3
Ч4 = 0
62
207007
5
Пыль = 21
SO2 = 6
СО = 33
26
Ч1 = 1,5
Ч2 = 2
Ч3= 2
Ч4 = 0
33
100147
6
Пыль = 23
SO2 = 7
СО = 35
200
Ч1 = 2,3
Ч2 = 1,8
Ч3 = 1,5
Ч4 = 0
21
5527
7
Пыль = 23
SO2 = 7
СО = 35
200
Ч1 = 2,3
Ч2 = 1,8
Ч3 = 1,5
Ч4 = 0
21
5527
симый отдельным предприятием при выбросе пыли 10 тыс. т, SO2 –
3 тыс. т, СО – 25 тыс. т составил 17 738,8 руб./ год.
Варианты заданий приведены в табл. 2.10.
Таблица 2.10
Исходные данные к задаче
21
Продолжение табл. 2.10
№
Выбросы,
тыс. т/год
h, м
Ч,
тыс. чел.
Ф,
млн руб.
О,
руб.
8
Пыль = 42
SO2 = 9
СО = 47
230
Ч1 = 3
Ч2 = 4
Ч3 = 2
Ч4 = 0
42
8157
9
Пыль = 55
SO2 = 12
СО = 74
180
Ч1 = 2
Ч2 = 3
Ч3 = 1,5
Ч4 = 2
38
11736
10
Пыль = 62
SO2 = 18
СО = 80
240
Ч1 = 2,5
Ч2 = 3,5
Ч3 = 2,1
Ч4 = 1,8
25
13726
11
Пыль = 58
SO2 = 16
СО = 91
169
Ч1 = 1,2
Ч2 = 2,7
Ч3 = 3,6
Ч4 = 2,2
17
30089
12
Пыль = 65
SO2 = 20
СО = 110
250
Ч1 = 1,8
Ч2 = 2,2
Ч3 = 1,6
Ч4 = 1,3
20
50071
13
Пыль = 15
SO2 = 2,3
СО = 15
120
Ч1 = 1
Ч2 = 2
Ч3 = 0
Ч4 = 0
50
15215
14
Пыль = 110
SO2 = 5
СО = 3
200
Ч1 = 0
Ч2 = 6
Ч3 = 7
Ч4 = 8
20
7000
15
Пыль = 81
SO2 = 8
СО = 7
18
Ч1 = 0
Ч2 = 5,5
Ч3 = 3,3
Ч4 = 4
150
150000
22
Окончание табл. 2.10
№
Выбросы,
тыс. т/год
h, м
Ч,
тыс. чел.
Ф,
млн руб.
О,
руб.
16
Пыль = 5
SO2 =28
СО = 105
250
Ч1 = 0
Ч2 = 3
Ч3 = 8
Ч4 = 9
100
81200
17
Пыль = 6
SO2 =7
СО = 0
180
Ч1 = 2
Ч2 = 0
Ч3 = 6
Ч4 = 7
105
7558
18
Пыль = 41
SO2 = 0
СО = 250
300
Ч1 = 2
Ч2 = 0
Ч3= 1,5
Ч4 = 3,5
0
3555
19
Пыль = 11
SO2 = 0
СО = 202
280
Ч1= 5
Ч2= 6
Ч3= 0
Ч4= 7,5
0
1055
20
Пыль = 48
SO2 = 0
СО = 198
278
Ч1= 7
Ч2= 0
Ч3= 0
Ч4= 7,5
0
2000
21
Пыль = 40
SO2 = 0
СО = 168
250
Ч1= 10
Ч2= 10
Ч3= 11
Ч4= 12
108
1080
22
Пыль = 22
SO2 = 25
СО = 38
200
Ч1= 10
Ч2= 12
Ч3= 11
Ч4= 13
200
3680
23
Пыль = 10
SO2 = 3
СО = 25
160
Ч1= 3
Ч2= 5
Ч3= 0
Ч4= 0
60
15739
24
Пыль = 13
SO2 = 5
СО = 28
130
Ч1= 2
Ч2= 5,5
Ч3= 0
Ч4= 0
80
43167
25
Пыль = 8
SO2 = 4
СО = 15
90
Ч1= 2
Ч2= 7
Ч3= 0
Ч4= 0
95
40470
23
2 . 2 . М е р о п р и я т и я по з а щ и т е в о з д у ш н о г о б а с с е й н а ,
п р о в о д и м ы е на х и м и ч е с к и х п р е д п р и я т и я х
Одним из основных способов снижения воздействия химического
предприятия на воздушную среду является повышение эффективности
очистки и обезвреживания воздушных выбросов. Существуют различные схемы классификации процессов очистки:
– пылеулавливание;
– газоочистка.
Пылеулавливанием называют операции улавливания пыли в местах ее выделения и скопления посредством местных отсосов вытяжной
вентиляционной системы (зондов, рукавов, вытяжных шкафов и т. д.)
с последующей очисткой запыленного воздуха (газов) в аппаратах-пылеуловителях. Очищенный от пыли воздух выбрасывается в атмосферу,
подвергается дальнейшей очистке от газовых составляющих либо снова
направляется полностью или частично в технологический процесс для
повторного использования.
Существует две основные системы пылеулавливания – технологи-
ческая и санитарная. Первая предназначена для очистки воздуха или
газов, используемых для технологических целей (пневмотранспорт),
вторая – для защиты воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами.
Эффективность пылеулавливания характеризуют общим и фракционным показателями степени очистки воздуха от пыли. Общий пока-
затель эффективности пылеулавливания характеризует этот процесс
без учета крупности улавливаемой пыли. Фракционный показатель эф-
фективности пылеулавливания характеризует процесс улавливания
пыли заданной крупности.
Современные аппараты обеспыливания воздуха можно подразделить на четыре группы:
– механические обеспыливающие устройства, в которых пыль отделяется под воздействием сил тяжести, инерции или центробежной силы;
– мокрые, или гидравлические, аппараты, в которых твердые частицы улавливаются жидкостью;
– пористые фильтры, на которых оседают частицы пыли;
– электрофильтры, в которых частицы осаждаются в неоднород-
ном электрическом поле высокой напряженности.
24
Основным достоинством большинства аппаратов сухой механи-
ческой очистки является простота конструкции, что позволяет изготавливать их непосредственно на предприятии по типовым чертежам.
В зависимости от размера частиц пыли, требуемой степени
очистки, конкретных технологических условий используют различные
аппараты. Для обеспыливания воздуха используют пылеосадительные
камеры, циклоны, скрубберы, фильтры. Фильтрующие материалы могут
быть тканевые или волокнистые. Циклоны – наиболее распространенные из аппаратов этой группы. Они очень компактны, что обусловливает
значительное снижение стоимости пылеулавливающих установок.
Аппараты механической сухой очистки нельзя применять для
очистки сильно увлажненных пылегазовых смесей, поскольку образуется влажная слипающаяся пыль, плохо удаляемая из аппаратов. В этом
случае используют аппараты мокрой механической очистки, которые
можно использовать одновременно для охлаждения газов, пылеулавливания и поглощения (адсорбции) некоторых газов. Их использование
позволяет сократить число очистного оборудования и снизить стоимость пылегазоочистки. В качестве орошающей жидкости применяют
воду, которую можно использовать многократно без предварительного
осветления.
К аппаратам фильтрационной очистки относятся тканевые, зернистые, волокнистые и другие типы фильтров. Основным достоинством
аппаратов этой группы является возможность достижения 99 %
очистки отходящих газов.
Электрофильтры широко используются для очистки газов
с улавливанием высокодисперсных пылей, аэрозолей и туманов. Эти
агрегаты легко автоматизировать, очистка газов в них при этом не
требует больших энергозатрат. Их целесообразно использовать при
расходе газов более 100 тыс. м3/ч, так как с увеличением производительности удельные капитальные затраты на электрическую очистку
снижаются.
Циклон – аппарат, используемый в промышленности для
очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип
очистки – инерционный (с использованием центробежной силы),
а также гравитационный. Циклонные пылеуловители составляют
наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности.
25
Циклонные пылеуловители имеют следующие преимущества
перед другими аппаратами:
– отсутствие движущихся частей;
– надежная работа при температуре до 500 °С без конструктивных
изменений;
– пыль улавливается в сухом виде;
– возможность улавливания абразивных пылей, для чего активные
поверхности циклонов покрываются специальными материалами;
– возможность работы циклонов при высоких давлениях;
– стабильная величина гидравлического сопротивления; простота
изготовления и возможность ремонта;
– повышение концентрации пыли не приводит к снижению фракционной эффективности аппарата.
К недостаткам можно отнести:
– высокое гидравлическое сопротивление, достигающее
1250–1500 Па;
– низкую эффективность при улавливании частиц размером < 5 мкм.
Работа циклона основана на использовании центробежных сил,
возникающих при вращении газопылевого потока внутри корпуса аппарата. В результате действия циклона центробежных сил частицы
пыли, взвешенные в потоке, отбрасываются на стенки корпуса и выпадают из потока.
Чистый газ, продолжая вращаться, совершает поворот на 180°
и выходит из циклона через расположенную по оси выхлопную
трубу (рис. 2.1). Частицы пыли, достигшие стенок корпуса, под действием перемещающегося в осевом направлении потока и сил тяжести движутся по направлению к выходному отверстию корпуса и выводятся из циклона.
В цилиндрическом циклоне (рис. 2.2) циклонный вихрь опирается
на пылевой слой в бункере аппарата. При этом частицы вторично уносятся из бункера, т. е. происходит явление, аналогичное действию атмосферных вихрей на предметы, находящиеся на поверхности земли.
Вторичный унос частиц возникает и тогда, когда выбран чрезмерно
большой угол конусности нижнего патрубка циклона. Циклон состоит
из конической части, цилиндрической части 1, выхлопной трубы 3, газохода очищенных газов 2, бункера 4.
26
Рис. 2.1. Схема работы
циклона
Рис. 2.2. Цилиндрический
циклон конструкций НИИОгаза
Отвод очищенного газа в циклонах может осуществляться несколькими способами:
– с помощью улитки, служащей для преобразования вращательного
движения газов в поступательное движение (рис. 2.3);
– колена, общего сборника для группы циклонов или через выхлопную трубу.
В группах циклоны компонуются в два ряда или имеют круговую
компоновку (рис. 2.4).
Диаметр циклических циклонов обычно не превышает 2000 мм, а конических – 3000 мм. С увеличением диаметра циклона при постоянной
тангенциальной скорости потока центробежная сила, воздействующая на
пылевые частицы, уменьшается, и эффективность пылеулавливания
27
снижается. Кроме того, установка одного высокопроизводительного цик-
Рис. 2.3. Спирально-конический
циклон ЦН
Рис. 2.4. Групповые циклоны:
а – ступенчатая компоновка;
б – круговая компоновка
лона вызывает затруднения из-за его большой высоты.
Циклоны Крейзеля применяют в основном для очистки газов после
вращающихся печей при обжиге извести, в цементной промышленности и др. Характерной особенностью их конструкции является полый
конус с отверстием в вершине, установленный в нижней части корпуса.
Между корпусом циклона и конусом имеется кольцевая щель шириной
4,5 мм, предусмотренная для спуска в бункер уловленной пыли. Бункер
является неотъемлемой частью циклона (рис. 2.5а).
Циклоны Крейзеля рекомендуется устанавливать после сушильных барабанов, дробилок известняка, в качестве первой ступени при обеспылевании вентиляционного воздуха.
На рис. 2.6 представлена новая конструкция циклона.
28
Рис. 2.6. Циклон
конструкции СИОТа:
1 – корпус;
2, 7 – раскручиватель;
3, 4 – входной
и выходной
патрубки;
5 – крышка корпуса;
6 – пылеотводящий
патрубок;
8 – колпак
а
б
Рис. 2.5. а – Циклон Крейзеля: 1 – выхлопная труба; 2 – входной патрубок;
3 – цилиндрическая часть циклона; 4 – отверстие для газа;
5 – полый конус; 6 – кольцевая щель для спуска пыли; б – Циклон
конструкции ВЦНИИОТа: 1 – входной патрубок; 2 – выхлопная труба;
3 – корпус; 4 – внутренний конус; 5 – камера пылесборника;
6 – кольцевая щель
29
2.2.1. Расчет гидравлического сопротивления
и размеров циклона
Гидравлическое сопротивление циклона ΔP, Па, можно опреде-
лить по широко известной формуле механики газов:
ц
г
(2.5)
где ζ – коэффициент сопротивления циклона;
Wц – условная скорость газа, отнесенная к полному сечению цик-
лона в плане, м/с;
– плотность газа при рабочих условиях, кг/м3.
г
Коэффициент сопротивления циклона ζ зависит от ряда факторов:
диаметра циклона, концентрации пыли, компоновки циклонов в группе,
организации выхода газа из выхлопной трубы и некоторых других и исчисляется по формуле
ζ =
(2.6)
где
– поправочный коэффициент на влияние диаметра циклона;
– поправочный коэффициент на влияние запыленности газа;
– коэффициент сопротивления циклона диаметром 500 мм;
К3 – поправочный коэффициент на влияние групповой компоновки циклонов, равный 35 при двухрядной компоновке и 60 при круговой компоновке. Для одиночного циклона К3=0.
В групповых компоновках применяются цилиндрические циклоны
типа ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24. При двухрядной компоновке их
устанавливают попарно с общим числом 2; 4; 6 и 8. При круговой компоновке число циклонов колеблется от 10 до 14. Конические циклоны
в групповых компоновках обычно не применяются.
При включении циклона в сеть, значение
немного меньше по
сравнению с выбросом газа непосредственно в атмосферу или в большой
объем, так как в последнем случае теряется энергия выходящего газа. При
наличии на выходе раскручивателя коэффициент сопротивления снижа-
ется на 20–25 %. Численные значения коэффициентов ′
с выходом в сеть),
(для циклона с выходом в атмосферу), К1, К2
(для циклона
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]