ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебное пособие

351

При определении потерь из резервуаров с плавающими крышами диаметром более 46 м необходимо потери, найденные для резервуара Д = = 46 м, умножить на отношение Дрез/46.

Например, если принять исходные данные те же, что и в предыдущей задаче, но диаметр резервуара 60,7 м, то потери при «малых дыханиях» составят, м3/год,

Gмпл.д. 63,1 60,7 / 46 83,3.

Gмпл.д. 63,1 60,7 / 46 83,3.

Задача 4.5

Исходные данные: на крыше резервуара РВС – 5000 установлен не примерзающий дыхательный клапан типа НДКМ – 150, технические характеристики которого приведены в табл. 4.18. Высота стенки резервуара Н = 14,9 м. Скорость ветра VВ = 0,5 м/с. Концентрация паров бензина в выбрасываемой смеси из клапана С0 = 400 г/м3, нижний концентрационный предел

воспламенения Cнкпв = 40 г/м3.

Таблица 4.18 Технические характеристики не примерзающих дыхательных клапанов

Решение

1. Скорость выхода паров бензина из выхлопного отверстия дыхательного клапана НДКМ – 150, м/с,

2. Возвышение струи паров бензина, м,

1,9 0,15 7,9 4,5 . 0,5

3. Максимальная приземная концентрация паров бензина вблизи резервуара, мг/м3,

352

Приземная концентрация паров бензина вблизи резервуара не превы-

шает допустимой максимально разовой концентрации – 0,27 5.

4. Горизонтальный размер взрывоопасной наружной зоны у дыхательного клапана, м,

Потери нефти и нефтепродуктов при сливо-наливных операциях

Потери при наливе железнодорожных и автомобильных цистерн бензином определяют по формуле:

Cн K Vн Pн / Ра ,

где Cн – потери при наливе, кг; – плотность паров нефтепродукта, кг/м3;

K – коэффициент, учитывающий степень насыщения газового пространства и увеличение объема вытесняемой паровоздушной смеси вследствие ее до насыщения во время наполнения; Vн – объем налитого бензина, м3; Рн – давление насыщенных паров бензина при температуре, равной температуре окружающего воздуха; Ра – давление в газовом пространстве при наливе, принимаемое равным атмосферному.

Значения коэффициента K для железнодорожных цистерн в зависимости от климатической зоны и периода года приведены в табл. 4.19.

Таблица 4.19

Коэффициент, учитывающий степень насыщения газового пространства и увеличение объема вытесняемой паровоздушной смеси во время наполнения железнодорожных цистерн

Потери при сливе транспортных цистерн рассчитывают по формуле

Gc Po / Ro T V ,

353

где Gc – потери при сливе, кг; V – объем цистерны, из которой сливается

нефтепродукт, м3; Ро – парциальное давление паров в цистерне после слива, Па;

Po у/ у 1 ,

где у – безразмерный параметр, определяющий ход процесса насыщения газового пространства цистерны:

у nFn Rn T / q ,

n – коэффициент испарения, l / ч n 1,2 10 4 l / ч ; Fn – площадь поверхности

нефтепродукта, м2; q – производительность откачки, м3/ч.

Потери нефти и нефтепродуктов при сливо-наливочных операциях происходят из-за недостаточного контроля технического состояния запорной арматуры, сальников насосов, регулирующей аппаратуры, подтекания на- порно-всасывающих шлангов. Количество бензина, выделяющегося через штоковый сальник поршневого насоса, г/ч,

Gn 3,19 10 3 Д Б Р ,

где Д – диаметр штока, мм Р – давление, развиваемое насосом, Па; Б – опытный коэффициент: для бензинов, керосинов Б = 2,5, для агрессивных нефтепродуктов Б = 5.

Количество бензина, выделяющегося через кольцевую щель сальника центробежного насоса, г/ч,

Gn 9,24 P S 3 Дср g 10 7 ,

z

где Р – давление, развиваемое насосом, Па; S – ширина кольцевой щели сальника, см; Дср – средний диаметр кольцевой щели сальника, см; – плотность неф-

тепродукта, кг/м3; – коэффициент динамической вязкости нефтепродукта. Па с; z – длина направляющей втулки, см.

Задача 4.6

Исходные данные: давление, развиваемое поршневым насосом для перекачки бензина Р = 0,68 МПа; диаметр штока 28 мм. Определить потери бензина через штоковый сальник насоса.

Решение Потери бензина, г/ч,

G 3,19 10 3 3,14 28 2,5 680 103 578,4 .

354

Задача 4.7

Исходные данные: диаметр вала Д = 28 мм; давление, развиваемое центробежным насосом для перекачивания бензина Р = 0,68 МПа; длина направляющей втулки z = 50 мм; температура перекачиваемого t = 35 °С. Плотность

бензина = 751 кг/м3. Определить потери бензина через кольцевую щель сальника центробежного насоса.

Решение 1. Ширина кольцевой щели, см,

S Д Вщ 2,8 0б03 /100 0,00084 ,

где Вщ = 0,03 % – допуск на щель (для класса точности). 2. Средний диаметр кольцевой щели, см,

Дср Д S 2,8 0,001 2,801. 3. Площадь щели, см2,

FДср S 3,14 2,801 0,001 0,0088 .

4.Коэффициент динамичности вязкости бензина при температуре t = 35 оС, Па с,

35 0 / 1 0,0368t 0,000221lt2 ,

где 0 = 60,3 10-7 Па с – коэффициент динамической вязкости бензина при t = 0 оС.

Тогда

355

7. Скорость потока бензина в щели, см/с,

следовательно, режим ламинарный.

Расчет количества пыли, выделяющейся со складов

Пылевыделение со складов составляет, г/с,

M A B 277,778K1K2 K3K4 K5 K7TB1 K3K4 K5 K7CП,

где А – выбросы при переработке (ссыпка, перевалка, перемещение материала), г/с; В – выбросы при статическом хранении материала, г/с; K1 – весовая доля пылевой фракции в материале (табл. 4.20); K2 – доля пыли (от всей массы пыли), переходящая в аэрозоль (табл. 4.20); K3 – коэффициент, учитывающий местные метеоусловия (табл. 4.21); K4 – коэффициент, учитывающий местные условия, степень защищенности узла от внешних воздействий и условия пылеобразования (табл. 4.22); K5 – коэффициент, учитывающий влажность материала (табл. 4.23); K6 – коэффициент, учитывающий профиль поверхности складируемого материала и определяемый как соотношение Пфакт/П (значение K6 колеблется в пределах 1,3–1,6, в зависимости от крупности материала и степени заполнения); K7 – коэффициент, учитывающий крупность материала (табл. 4.24); Пфакт – фактическая поверхность материала с учетом рельефа и его сечения, м2 (учитывают только площадь, на которой производятся погрузочно-разгрузочные работы); П –поверхность пыления в плане, м2. С – унос пыли с одного м2, фактической поверхности, г/(м2 с) (табл. 4.25); Т – суммарное количество перерабатываемого материала, т/ч; В1 – коэффициент, учитывающий высоту пересыпки (табл. 4.26).

Интенсивными неорганизованными источниками пылеобразования являются: пересыпка материала, погрузка материала в открытые вагоны и полувагоны, загрузка материала в открытые вагоны грейфером в бункер разгрузка самосвалов в бункер, ссыпка материала открытой струей в склад и др. Пылевыделения от всех этих источников составляют, г/с,

M 277,778K1K2 K3K4 K5 K7 B1T ,

где K1, K2 , K3 , K4 , K5 , K7 , B1 – коэффициенты те же, что в формуле при

расчете пылевыделений со склада; Т – производительность узла пересыпки, т/ч; В1 коэффициент, учитывающий высоту пересыпки (табл. 4.26).

356

Карьеры можно рассматривать как единые источники равномерно распределенных по площади выбросов от автотранспортных, выемочнопогрузочных и буро-взрывных работ.

Движение автотранспорта в карьерах обуславливает выделение пыли в результате взаимодействия колес с полотном дороги и сдува пыли с поверхности материала, груженого в кузов машины. Общее количество пыли, выделяемое автотранспортом в пределах карьера, г/с,

М 2,78 10 4 С1С2С3 NLq1K5C7 C4C5K5q12n0n ,

где С1 – коэффициент, учитывающий среднюю грузоподъемность единицы автотранспорта и определяющийся как частное от деления суммарной грузоподъемности всех действующих в карьере машин на число «n» при условии, что максимальная и минимальная грузоподъемности отличаются не более, чем в 2 раза (табл. 4.27); С2 – коэффициент, учитывающий среднюю скорость передвижения транспорта в карьере (табл. 4.28); С3 – коэффициент, учитывающий состояние дорог (табл. 4.29); С4 – коэффициент, учитывающий профиль поверхности материала на платформе и равный частному от деления

фактической поверхности материала на платформе, м2 ( Пфакт1 ), на среднюю

площадь платформы, м2 (П0) (значение С4 колеблется в пределах 1,3–1,6 в зависимости от крупности материала и степени заполнения платформы); С5 – коэффициент, учитывающий скорость обдува материала, которую определяют как геометрическую сумму скорости ветра и обратного вектора средней скорости движения транспорта (табл. 4.30); K5 – коэффициент, учитывающий влажность поверхностного слоя (табл. 4.31); N – число ходок (туда и обратно) всего транспорта в час; L – средняя протяженность одной ходки в пределах карьера, км; q1 – пылевыделение в атмосферу на 1 км пробега (при С1 =

С2 = С3 ... = 1 принимают равным 1450 г); q12 – пылевыделение с единицы

фактической поверхности материала на платформе, г/(м2 с ( q12 = С, табл.

4.25); П0 – средняя площадь платформы, м2; n – число автомашин, работающих в карьере; С7 = 0,01 – коэффициент, учитывающий долю пыли, уносимой в атмосферу.

При работе экскаваторов пыль выделяется при погрузке материала в самосвалы. Пылевыделение составит, г/с,

M 277,778K1K2 K3K4 K5 K7TB1K4 ,

где K1, K2 , K3 , K4 , K5 , K7 , K4 – коэффициенты, приведенные в табл.

4.20–4.24; Т и В1 – то же, что в формуле при расчете пылевыделений при пересыпке материалов.

4.4. Установки и аппараты очистки газа и их классификация

Установка очистки газа – это комплекс сооружений, оборудования и аппаратуры, предназначенный для отделения от поступающего из промышленного источника газа или превращения в безвредное состояние веществ, загрязняющих атмосферу.

Взависимости от агрегатного состояния улавливаемого или обезвреживаемого вещества установки подразделяют на газоочистные и пылеулавливающие.

Взависимости от технического состояния установки очистки газа подразделяют на неиспользуемые, неисправные и неэффективные.

Установка очистки газа неиспользуемая – это установка:

а) не эксплуатируемая из-за конструктивных недостатков или низкого качества изготовления оборудования;

б) отключенная для проведения ремонта, реконструкции или других целей при работающем технологическом оборудовании;

в) исключенная из процесса очистки обводным газоходом; г) эксплуатируемая с изъятием очистного агента или с использованием

обходного газохода, хотя бы одной из ступеней (аппарата); д) для которой оборудование и аппараты приобретены и находятся на

складе более 1 года.

По установке очистки газа неиспользуемой составляют аварийный акт с указанием виновных лиц и необходимых мероприятий по вводу в эксплуатацию.

Установка очистки газа неисправная – это установка, имеющая по-

вреждения механических, электрических или других узлов, приводящие к повышению остаточной концентрации загрязняющих веществ или снижению надежности работы установки, а также затрудняющие ее эксплуатацию и обслуживание.

360

Установка очистки газа неэффективная – это установка, не обеспе-

чивающая в исправном состоянии очистку газа от загрязняющих веществ или их обезвреживание до концентраций, установленных проектом:

из-за несоблюдения оптимальных параметров газа на входе; конструктивных недостатков или низкого качества изготовления обо-

рудования.

По установке очистки газа неэффективной составляют аварийный акт с указанием виновных лиц и необходимых мероприятий по вводу в эксплуатацию.

Аппарат очистки газа – это элемент установки, в котором непосредственно осуществляется избирательный процесс улавливания или обезвреживания веществ, загрязняющих атмосферу. Различают следующие группы аппаратов по методам очистки газа:

1-я группа (С) – сухие механические пылеуловители (гравитационные, сухие инерционные и ротационные);

2-я группа (М) – мокрые пылеуловители (инерционные, пенные, конденсационные) скрубберы (механические, ударно-инерционные, полые, насадочные, центробежные), скрубберы Вентури и т. п.;

3-я группа (Ф) – промышленные фильтры (рукавные, волокнистые, карманные, зернистые), с регенерацией, импульсной обратной продувкой, ультразвуком, с механическим и вибровстряхиванием и т. п.);

4-я группа (Э) – электрические пылеуловители (сухие, мокрые электрофильтры и т. п.);

5-я группа (X) – аппараты сорбционной (химической) очистки газа от газообразных примесей (адсорберы, абсорберы и т. п.);

6-я группа (Т) – аппараты термической и термокаталитической очистки газа от газообразных примесей (печи сжигания, каталитические реакторы и т.

п.);

7-я группа (Д) – аппараты других методов очистки. Рассмотрим более подробно аппараты очистки газа.

Пылеуловитель – это аппарат для улавливания (отделения) пыли и других механических примесей из воздушных (газовых) потоков; применяют в системах вытяжной вентиляции и в промышленных установках очистки воздуха.

Различают следующие категории пылеуловителей: гравитационные – пылеосадочные камеры; инерционные – пылеуловители ударного действия, циклоны и др.

Пылеосадочная камера – это пылеуловитель (рис. 4.7) для гравитационного осаждения тяжелой пыли размером более 50 мкм; принцип работы основан на резком уменьшении скорости движения загрязненного воздуха при входе в камеру (принимается 0,5 м/с), где пылинки, теряя скорость, осаждаются на дно. Различают пылеосадочные камеры бункерного, лабиринтного типа, многоярусные и др.

Пылеосадочная камера малоэффективна при улавливании взвешенных твердых частиц и поэтому ее используют на первой или предварительной ступени очистки.