Пономарёв В.Б., Замураев А.Е. - Аспирация и очистка промышленных выбросов и сбросов, страница 2

На территории СНГ значения А для различных районов изменяются в диапазоне 140 –250 с2/3 мг/К1/3г;М – интенсивность источника примеси, г/с;7pD 02 w 0– объемный расход газовоздушной смеси, м3/с;V=4w0 – скорость истечения, м/с;ΔТ = Т0 – Тат – разность температур газовоздушной смеси на выходе из трубыи атмосферного воздуха, К;D0 – диаметр устья трубы, м;H – высота трубы, м.F – безразмерный множитель, учитывающий оседание загрязнителя в атмосфере. Для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей, скорость оседаниякоторых практически равна нулю, F = l; для иных аэрозолей F = 2 при степениочистки выбросов ε не менее 90%; F = 2,5 при ε = 75 – 90% и F = 3 приε < 75%.;η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа.

В случае ровнойместности или местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км,η =1 ;m и n – коэффициенты, значения которых зависят от параметровVM = 0,65VDT, м/с,Hw 20 D 0, м/с2К,f = 1000 2H DTхарактеризующих условия истечения газовоздушной смеси, и находятсяпо графикам на рис.1.1, 1.2.Для маломощных слабо нагретых (холодных) выбросов, к которым относится большинство вентиляционных выбросов, расчет максимальной приземной концентрации при "опасной" скорости ветра ведется по формуле8CM =AMFnhD 04,(1.2)38H Vгде m – параметр, определяемый по графику (рис. 1.1).Значение безразмерного множителя n также определяется по рис.1.2, нопараметр VМ вычисляется по формуле VM = 1,3w 0D0HРис.

1.1 Определение коэффициента mn2100,51Vm, м/сРис. 1.2 Определение коэффициента n9В конечном итоге можно определить высоту выброса Н, если известны интенсивность источника примеси и условия истечения газовоздушной смеси. Полагая См = ПДК, получаем: для ΔТ > 0 – нагретые выбросыH=AMFmnh1ПДК × V 3 DT1,(1.3)3для ΔТ < 0 – холодные выбросы3æ AMFD 0 nh ö 4H=ç÷ .8VПДК×øè(1.4)Поскольку значения коэффициентов m и n зависят от Н, задача решаетсяпутем последовательных приближений, то есть подбором ищутся значения Н,при которых уравнения (1.3), (1.4) будут удовлетворяться.Предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу также могут быть рассчитаны с помощью уравнений (1.1), (1.2).

Полагая в них См = ПДК,М = ПДВ, находим для нагретых выбросовПДК × H 2 3VDT ,ПДВ =AFmnhдля холодных выбросовПДК × HПДВ =AFnh438V.D0Напомним, что в формулах фигурирует максимально разовое значениеПДК.Метод достижения ПДК с помощью «высоких труб» не предохраняет ат10мосферу, а лишь переносит загрязнения из одного района в другие. Поэтомуочистка выбросов источников загрязнения атмосферы, является наиболее актуальным методом защиты окружающей среды.Современные промышленные выбросы состоят на 90% из газообразныхвеществ и на 10% из аэрозолей. Таким образом, они подвергаются очистке отпыли, а затем от газов.

В первом случае применяются пылеулавливающие аппараты, а во втором случае – довольно сложные газоулавливающие установки,в которых используются соответствующие методы очистки.В настоящее время в мире в атмосферу ежегодно попадает около25 млрд.т только двуокиси углерода (в том числе в России – 1,6 млрд.т).Снижение выбросов до предельно допустимых норм (ПДВ) можно осуществить путем внедрения новых и интенсификации существующих технологических процессов очистки.2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЫЛЕЙСвойства пылегазового потока зависят от метода переработки сырьевыхматериалов. Например, пыли механических процессов состоят из частиц размеров 5 – 50 мкм и более, взвеси, образующиеся от термических и химическихпроцессов, состоят из частиц размером до 3 мкм.

Очень мелкие частицы вомногих случаях могут соединяться в более крупные хлопьевидные частицы. Такое явление укрупнения частиц называется коагуляцией.Химический состав. По химическому составу пыли судят о ее токсичности, выбирают сухой или мокрый способ очистки. Если пыль содержит компоненты, способные образовывать с водой или другой жидкостью соединения, которые при оседании на стенках аппаратов и газоходов трудно удалить, применять мокрый способ очистки нельзя.

При наличии в составе пыли оксидовкремния и аналогичных им соединений принимают меры по защите аппаратови газоходов от механического истирания.11Абразивность. Сыпучие материалы, истирающие стенки аппаратов ибункеров, называют абразивными. К ним относятся апатитовый концентрат,боксит, бура, зола, кокс, окиси алюминия и кремния, руда, формовочная земля,цемент и др. Умеренно абразивными являются каменный уголь, зерно.С учетом абразивности частиц выбирают скорости движения дисперсныхпотоков в каналах, материалы, толщину стенок, формы конструктивных элементов и фасонных частей очистного оборудования и газоходов, типы тягодутьевых установок.Хрупкость.

К хрупким относятся сыпучие материалы, частицы которыхлегко подвергаются разрушению (дроблению) в процессе перемещения, погрузки и выгрузки. Хрупкими материалами являются кокс, антрацит, семенноезерно и т. п.Коррозийность. Влажные порошки (зола, песок), а также некоторые сухие, химически взаимодействующие с материалом стенок аппаратов и бункеров(селитра аммиачная, солод, соль поваренная и т. п.), вызывающие коррозию ихстенок, называют коррозийными.Воспламеняемость и взрывоопасность. Чем меньше размеры и пористее структура частиц, тем больше их удельная поверхность и выше физическаяи химическая активность пыли. Окисление частиц пыли сопровождается повышением температуры. Поэтому в местах скопления пыли возможны ее самовоспламенение и взрыв.

По степени пожаро – и взрывоопасности пыли делят надве группы и четыре класса:· группа А – взрывоопасные пыли с нижним концентрационным пределомвзрываемости до 65 г/м3:· I класс пыли – нижний предел взрываемости до 15 г/м3;· II класс – предел взрываемости от 15 г/м3 до 65 г/м3;· группа Б – нижний концентрационный предел взрываемости выше 65 г/м3;· III класс – температура воспламенения до 250 0С;· IV класс – температура воспламенения выше 250 0С.Взрыв взвешенной в воздухе пыли – это резкое увеличение давления в ре12зультате очень быстрого сгорания ее частиц.

Первичный взрыв возникает принебольших скоплениях пыли вблизи источников воспламенения. Взрывнаяволна и вибрация от первичного взрыва могут поднять в воздух крупные скопления пыли и тем самым вызвать вторичный взрыв значительно большей силы.Минимальные взрывоопасные концентрации взвешенной в воздухе пыли20 – 500 г/м3 , максимальные около 700 – 8000 г/м3.Самовозгораемость – свойство некоторых насыпных материалов загораться под действием тепла, выделяющегося при протекании в них химическихпроцессов. К самовозгорающимся материалам относятся влажный уголь, опилки, стружки и щепки древесные, карбид кальция, сера, промасленные металлические опилки и т. п.В свою очередь промышленные производства по степени взрывопожароопасности разделены на 6 категорий.1. Производства, использующие вещества и материалы в виде газов снижним концентрационным пределом взрываемости 10 % и менее от объемавоздуха в газовоздушной смеси, жидкости с температурой вспышки паров до280 С включительно, если количества указанных газов и (или) жидкостей достаточно для образования взрывоопасных смесей в объеме, превышающем 5 %объема воздуха в помещении, а также вещества, способные взрываться и (или)гopeть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и(или) одно с другим,относят к катеrории А – взрывопожароопасной.2.

Производства, использующие в качестве веществ и материалов газы снижним концентрационным пределом взрываемости более 10 %, жидкости стемпературой вспышки паров от 280 С до 610 С включительно, жидкости, нагретые по условиям технологии до температуры вспышки и выше, пыли и волокнас нижним концентрационным пределом взрываемости 65 г/м3 и менее, если количества перечисленных веществ достаточно для образования взрывоопасныхсмесей в объеме, превышающем 5 % объема воздуха в помещении, относят ккатегории Б – взрывоопасной.3.

Производства, использующие в качестве веществ и материалов жидко13сти с температурой вспышки паров выше 610 С, пыли или волокна с нижнимконцентрационным пределом взрываемости более 65 г/м3 , твердые cгopaeмыeвещества и материалы, а также вещества, способные гopeть, не взрываясь, привзаимодействии с водой, кислородом и (или) одно с другим, относят к категории В – пожароопасной.4. Производства, использующие в качестве веществ и материалов несгораемые вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистоготепла, искр и (или) пламени, а также твердые вещества, жидкости и газы, которые используются или утилизируются в качестве топлива, относят к категории Г.5.

Производства, имеющие несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии относят к категории Д.6. Производства, имеющие в качестве веществ и материалов горючие газы, не имеющие жидкой фазы, и (или) взрывоопасные пыли в количестве, достаточном для образования взрывоопасных смесей в объеме, превышающем 5%объема воздуха в помещении, если в нем по условиям технологического процесса возможен только взрыв без последующего горения, а также вещества,способные взрываться без последующего горения при взаимодействии с водой,кислородом воздуха и (или) одно с другим, относят к категории Е –взрывоопасной.Смачиваемость пыли. Характеризует ее способность смачиваться водой.Чем меньше размер частиц пыли, тем меньше их способность смачиваться.Смачиваемость пыли зависит и от ее химического состава.

Смоченные частицылучше отделяются от газа в аппаратах газоочистки. Смачиваемость определяютпутем измерения доли смоченного и погрузившегося на дно сосуда порошка,насыпанного тонким слоем на поверхность воды. Разделяют на три группы:· гидрофобная (плохо смачиваемая менее 30 %);· умеренно смачиваемая (30 – 80 %);· гидрофильная (хорошо смачиваемая).14Гигроскопичность.

Пыли, склонные впитывать атмосферную влагу (сольповаренная, селитра аммиачная, опилки сухие древесный, сульфат натрия технический, суперфосфат и др.), носят название гигроскопических.Влажность порошка определяется просушиванием при температуре около 1050 С с периодическим взвешиванием пробы Просушивание продолжаетсядо тех пор, пока не наступит постоянство массы.Влажность w находят по формулеw = (М1 – М2) / М2,где М1, М2 – масса порции до просушивания и после просушивания.Влага, удаляемая при просушивании, состоит из внутренней, впитываемой частицами пыли из окружающей атмосферы (гигроскопическая влага), ивнешней, покрывающей частицы в виде пленок (пленочная или молекулярнаявлага) и заполняющей поры между частицами (гравитационная, или свободная,влага).Объемной массой (плотностью) сыпучего материала называется массавещества, содержащегося в единице объема, занимаемого этим материалом.При свободной насыпке объемную массу определяют с помощью мерного сосуда 1 (рис.