Разработка инженерно-экологического обоснования технологии очистки выбросов загрязняющих веществ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аппарат воздушного охлаждения типа 1АВЗ [Рис.1]

Таблица 10

Технические характеристики аппарата

Коэффициент оребрения труб	9; 20
Условное давление, МПа (кгс/см²)	0,6(6); 1,6(16); 2,5(25); 4,0(40); 6,3(63)
Количество теплообменных секций	6
Число рядов труб в секции	4; 6
Длина труб, м	6
Поверхность теплообмена, м²	800 - 6150
Диаметр колеса вентилятора, мм	5000
тип	тихоходный
мощность, кВт	37; 75
количество	1
Материальное исполнение	углеродистая сталь, нержавеющая сталь, латунь

 

 
            Рис.1. Аппарат воздушного охлаждения типа 1АВЗ                        

Циклон ЦБ 56 [Рис.2]

Таблица 11.

Технические характеристики аппарата

Наименование показателя	Значение
Производительность,м3/ч	36000-43000
Коэффициент очистки, %	80
Аэродинамическое сопротивление, кгс/см2	100
Расчетное давление внутри циклона, Па (кгс/м3), не более	4
Применяемость к котлам	КЕ -25-14С
Масса, кг	4951

 

Циклон ЦБ 56 не имеет отключаемых секций, пылевой поток проходит через все циклонные элементы блока, не разделяясь. Очищаемые газы поступают через входной патрубок в среднюю часть циклона, равномерно распределяются по стальным циклонным элементам и движутся в спирально - вращательном режиме. Вследствие инерционных сил частички пыли оседают на стенках аппарата, затем захватываются вторичным потоком воздуха и попадают в нижнюю часть циклона, где отводятся в бункер и очищаются по мере необходимости. Очищенный газ отводится через внутреннюю трубку циклона, проходит вверх и попадает в атмосферу.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2. Циклон БЦ 56         

Электрофильтр  ЭГА1-10-4-6-3 [Рис.3]

Электрофильтры типа ЭГА применяют в  химической промышленности для проведения разных технологических процессов.  
Корпус аппарата стальной теплоизолированный, имеет прямоугольную форму и рассчитан на разрежение до 4 кПа, в аппарате имеется 3 электрических поля, расположенных последовательно по ходу газа. Осадительные электроды представляют собой плоские полотна, набранные из прутков, а коронирующие - проволочные (диаметр проволоки 2,2 мм), натянутые при помощи грузов между осадительными. Уловленная пыль удаляется с электродов механическим встряхиванием посредством ударов молотков по наковальням осадительных и рамам подвеса коронирующих электродов.  
                                    
                                      Рис3. Внешний вид электрофильтра типа ЭГА

                                                                                                      Таблица 12

Технические характеристики

Габаритные размеры, мм				L		L1	L2		L3
13440x4890x12400				13440		4330	4180		2240
B	B1	B2	B3	H	H1	H2	H3	K	M	N
4890	3200	3200	-	12400	2630	6000	5500	1	1	-

 

 

Электрофильтр включает корпус, внутри которого расположены осадительные и коронирующие электроды, механизмы встряхивания коронирующих электродов  с выходным валом, вал-изолятор  редуктор, электродвигатель. На выходном валу  закреплен диск с отогнутым краем, расположенный напротив проходного отверстия, через которое вал  соединен с вал-изолятором. На конце вал-изолятора со стороны проходного отверстия закреплен конусообразный стакан. Конструкция вал-изолятора закрыта кожухом, закрепленным на корпусе  электрофильтра. Механизм встряхивания коронирующих электродов в электрофильтре работает следующим образом. Крутящий момент от электродвигателя   через редуктор  и вал-изолятор  передается на молотковый вал механизма встряхивания, который, вращаясь, поднимает и сбрасывает молотки, которыми встряхиваются коронирующие электроды. При этом запыленный газ из внутренней части электрофильтра может поступать к вал-изолятору  через проходное отверстие. Поскольку механизм встряхивания электрически соединен с коронирующими электродами, диск  находится под высоким напряжением, и между краями диска и корпусом  электрофильтра возникает коронный разряд, в электрическом поле которого заряжается и осаждается пыль, попадающая в пространство между диском и корпусом. Для того чтобы обеспечить максимальный эффект осаждения пыли, диск, который вращается в процессе работы механизма встряхивания, должен быть установлен соосно проходному отверстию. Если через проходное отверстие произойдет проникновение отдельных частиц, эти частицы, имея заряд, попадают в зону электростатического поля между стаканом  и кожухом. Чем дальше в кожух попадают частицы, тем сильнее на них действует электростатическое поле, что обусловлено формой стакана и расположением его в кожухе. При работе электрофильтра под разрежением в кожухе  напротив стакана  выполняются отверстия, через которые всасывается воздух и пыль создаваемым потоком, которые через проходное отверстие  заносятся назад внутрь корпуса. Это дополнительно снижает запыление вал-изолятора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 4    Электрофильтр ЭГА1-10-4-6-3

 

Пылемер ЛПИ-04 [Рис.5]

 

Рис.5. Внешний вид пылемера ЛПИ-04. 
 
Пылемер ЛПИ-04 предназначен для непрерывного измерения массовой концентрации пыли в газах технологических процессов. Пылемер применяется при контроле выбросов промышленных предприятий, контроль за работой пылеочистных фильтров, технологический контроль.

   Таблица 13

Технические характеристики:

Диапазон измеряемых концентраций пыли в газоходе	0,01 - 50 г/м3
Диапазон скоростей пылегазовых потоков	0,1 - 15 м/с
Диапазон измерений оптической плотности	0 - 3
Пределы допускаемой основной относительной погрешности	± 2%
Постоянная времени прибора (устанавливается программно)	1 - 999 сек
Габаритные размеры:   - блока излучателя   - блока приемника    - электронно-измерительного блока   - длина соединительных кабелей	118 х 290 мм  118 х 310 мм  350 х 240 х 190 мм  10 м
Масса, не более:   - блока излучателя   - блока приемника    - электронно-измерительного блока	3,1 кг  3,3 кг  4 кг
Допустимые параметры анализируемой среды:   - температура   - влажность   - диапазон диаметров частиц пыли	+5 ... +300°С  до 90% при 20°С  10 ... 100 мкм
Допустимые параметры окружающей среды:   - температура   - влажность	0 ... +40°С  до 80% при 25°C
Питание	220 В, 50 Гц
Потребляемая мощность	не более 50 ВА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подбор и расчёт оборудования

 

Подбор циклона  производим по расходу 37800 м3/час, выбираем батарейный циклон ЦБ 56 с производительностью 36000-43000 м3/час, что удовлетворяет нужному расходу.

 
Определим скорость осаждения, для этого примем напряженность электрического поля в ходе очистки 30.104 Вт/м, что характерно для электрофильтров сухой очистки:

 

 

 

wд (40) = 0,059 ⋅10−10 ⋅(30 ⋅404 )2 ⋅40 ⋅10−6 2,25 ⋅10−5  = 0,944 м/с.

 

Примем также скорость газа в активном сечении vг = 1 м/с.

 

Определим время τос, необходимое для осаждения частиц размером 40 мкм: 

τос (40) = δ / wд(40) = 0,150 / 0,944 = 0,158 с.

 

Определим необходимую величину активного сечения электрофильтра:

 

S = Vг (3600 ⋅ wг ) = 37800/(3600.1,0) = 10,5 м2.

 

По найденной величине активного сечения из каталога [4] выбираем электрофильтр ЭГА1-10-4-6-3 (1 – количество секций; 10 – количество газовых проходов; 4 – высота электродов, м; 6 – количество элементов в осадительном электроде; 3 – количество электродных полей) с фактической площадью активного сечения 11 м2 и площадью осаждения Fос = 967 м2.

 

 

Удельная поверхность осаждения электрофильтра:

 

f=Foc/(V/3600)=967/(37800/3600)=92,1 м2/м3с

 

 

Степень очистки газа в данном электрофильтре определяем по уравнению:

 

ε = [1 − exp(−wг f )]⋅100% = [1 − exp(−0,944 ⋅92,1)]⋅100% = 99,99% .

 

Полученная величина степени очистки выше заданной, поэтому выбранный тип электрофильтра обеспечит необходимую степень пылеочистки.

 

 

Основное и вспомогательное оборудование

Таблица 14

№	Наименование аппарата и его характеристика	Количество
1	Распылительная сушилка	1
2	Аппарат воздушного охлаждения	1
3	Батарейный циклон БЦ-56	1
4	Электрофильтр ЭГА1-10-4-6-3	1
5	Кальцинатор	1
6	Емкость	1
7	Насос	1
8	Пылемер ЛПИ-04	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

• Разработана принципиальная технологическая схема процесса очистки отходящих газов с дальнейшей рекуперацией пыли.

Схема очистки представляет собой последовательные стадии пылеулавливания с помощью батарейного циклона (с дальнейшей переброской пыли в кальцинатор) и электрофильтра. 
Рассчитан материальный баланс основных операций.

•  Подобрано основное оборудование и разработана принципиальная аппаратурная схема процесса. Блок очистки представлен аппаратом воздушного охлаждения; батарейным циклоном марки ЦБ-56; электрофильтром ЭГА1-10-4-6-3.

• Произведен расчет электрофильтра, предназначенного для очистки отходящего газа от пыли.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. http://www.findpatent.ru Электрофильтр. Патент 2254930

2. http://ogazah.ru/  Очистка газов.

3. http://www.elektrofiltr.ru  Электрофильтры

4. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты пылеочистки. Учебное пособие. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005.

5. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. технологические процессы экологической безопасности. 4-е изд. – Калуга: Издательство Н.Ф. Бочкаревой, 2007. – 800с.

6. Коузов П.А. Очистка газов и воздуха от пыли в химической промышленности. – 2-еизд. – СПб: Химия, 1993. – 320 с.

7. ГН 2.1.7.2041-06. 2.1.7. «Почва, очистка населенных мест, отходы производства и потребления, санитарная охрана почвы. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве».

8. ГН 2.1.7.2511-09. «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве».

9.  ГОСТ 12.1.007-76. «Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» (ред. от 28.03.1990г. № 625).

10.  СанПиН 1.2.2584-10. «Гигиенические требования к безопасности процессов испытаний, хранения, перевозки, реализации, применения, обезвреживания и утилизации пестицидов и агрохимикатов. Санитарные правила и нормативы».

11.  СанПиН 2.3.2.1078-01. 2.3.2. «Продовольственное сырье и пищевые продукты. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы)».

12.  Технические условия  ТУ 2186-689-00209438-09.