Калыгин - Промышленная экология - 2000 (947505), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Рассмотрим в общем виде некоторые варианты применения операторной модели по указанным целям. Производство ПМ состоит из множества процессов, на которые влияет огромное количество факторов. При оптимизации таких процессов с помощью многофакторного эксперимента используют априорное ранжирование факторов и определяют их уровни. Важно правильно выбрать критерий оптимизации (например, качество изделия, экологическую безопасность процесса или материала, комплексность применения сырьевых, вторичных и энергетических ресурсов, стабильность процессов, протекающих в подсистемах и т,д.).
Таких критериев может быть несколько и они определяются конкретными условиями производства. Выбранный критерий связывает существенные факторы в математическую модель (полином). Применяя статистические методы планирования эксперимента, в зависимости от цели работы минимизируют или максимизируют критерий оптимизации. Например, определяют минимум предельно допустимых выбросов (ПД8) по целевому или токсичному компоненту, или максимум ВМР (возвратных или покупных), применяемых как основной ингредиент смеси при сохранении стабильности комплексного показателя качества изделий. Причем в качестве управляющих факторов могут использоваться параметры различных подсистем: влажность порошковой шихты или гранул, плотность и прочность гранул, режимные характеристики оборудования, выбросы (сбросы) е биосферу, здоровье человека и т.д. Остановимся подробнее, с учетом накопленного опыта и последних достижений науки и техники, на реализации принципов формирования и синтеза ХТС рассмотренных уровней иерархии.
В соответствии с предлагаемой методологией далее будут изложены особенности их функционирования. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Арутюнов С.Ю. Системный анализ процессов химической технологии. М: Наука, 1985. 440 с. 2. Бальцер Д., Вайс В,, Вокторов В.К. а др. Химико-технологические системы. Л.: Химия, 1986. 424 с. 3, Попов Ю.П., Брянская Э.А.. Смирнов Л.А. Многовариантный синтез оптимальных химино-технологических схем и аппаратуры00лтимальное проектирование в задачах химического машиностроения.
М.: Изд-во МИХМ, 1983. С, 39-43. 4. Калыгин В.Г. Разработка и совершенствование ресурсосберегающей техники лодготовки и переработки стекольных шихт. Автореф. диссертации д-ра техн. наук. М.. Изд-во МИХМ, 1991. 32 с. 5. Кафаров В.В. Принципы создания безотходных производств. М.: Химия, 1982. 288 с.
Т е м а И. ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ (ТЕХНИКА) ЬЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ Лекция 5. ОЧИСТКА И ПЕРЕРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ГАЗОВ, ДЫМОВЫХ ОТХОДОВ И ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ Защита окружающей среды от загрязнений включает, с одной стороны, специальные методы и оборудование для очистки газовых и жидких сред, переработки отходов и шламов, вторичного использования теплоты и максимального снижения теплового загрязнения. С другой стороны, для этого разрабатывают технологические процессы и оборудование, отвечающие требованиям промышленной экологии, причем технику защиты окружающей среды применяют практически на всех этапах технологий.
Предлагаемые к рассмотрению в лекциях 5, 6 и 7 методы и устройства защиты окружающей среды сгруппированы по типу очищаемой среды (газовая, жидкая, твердая, комбинированная) или вторично используемого отхода в зависимости от его характеристик. Газообразные промышленные отходы включают в себя не вступившие в реакции газы (компоненты) исходного сырья; газообразные продукты; отработанный воздух окислительных процессов; сжатый (компрессорный) воздух для транспортировки порошковых материалов, для сушки, нагрева, охлаждения и регенерации катализаторов; для продувки осадков на фильтровальных тканях и других элементах; индивидуальные газы (аммиак, водород, диоксид серы и др.); смеси нескольких компонентов (азотоводородная смесь, аммиачно-воздушная смесь, смесь диоксида серы и Фосгена); газопылевые потоки различных технологий; отходящие дымовые газы термических реакторов, топок и др., а также отходы газов, образующиеся при вентиляции рабочих мест и помещений.
Кроме этого, все порошковые технологии сопровождаются интенсивным выделением газопылевых отходов. Пылеобразование происходит в процессах измельчения, классификации, смешения, сушки и транспортирования порошковых и гранулированных сыпучих материалов ~1, 21. Для очистки газообразных и газопылевых выбросов с целью их обезвреживания или извлечения из них дорогих и дефицитных компонентов применяют различное очистное оборудование и соответствующие технологические приемы. В настоящее время методы очистки запыленных газов кпассифицируют на следующие группы: !. «Сухие» механические пылеуловители.
60 И. Пористые фильтры. И!. Электрофильтры. 1Ч. «Мокрые» пылеулавливающие аппараты. 5.1. Механические («сухие») пылеуловители Такие пылеуловители условно делятся на т р и г р у и и ы: — пылеосадительные камеры, принцип работы которых основан на действии силы тяжести (гравитационной силы); — инерционные пылеуловители, принцип работы которых основан на действии силы инерции; — циклоны, батарейные циклоны, вращающиеся лылеуловители, принцип работы которых основан на действии центробежной силы. Пылеуловительная камера представляет собой пустотелый или с горизонтальными полками во внутренней полости прямоугольный короб, в нижней части которого имеется отверстие или бункер для сбора пыли (р и с.
5.1.). Р и с. 6Л. Пылеосадительные камеры: а — полая, б — с горизонтальными полками; в, г — с вертикальными перегородками, ! — запыленный газ; 0- очищенный газ; И! — пыль, 1 — корпус; 2- бункер, 3 — штуцер для удаления; 4 — полки, 5 - перегородки. Скорость газа в камерах составляет 0,2-1,5 м/с, гидравлическое сопротивление 50-150 Па. Пылеосадительные камеры пригодны для улавливания крупных частиц размером не менее 50 мкм. Степень очистки газа в камерах не превышает 40-50%.
Продолжительность прохождения т(с) газами осадительной камеры при равномерном распределении газового потока по ее сечению составляет: где К, — объем камеры, м; Уг- объемный расход газов, м 1с; С вЂ” длина камеры, м;  — ширина камеры, м; Н вЂ” высота камеры, м. В инерционных пылеупоеителях для изменения направления движения газов устанавливают перегородки (р и с.
5.2). При этом наряду с силой тяжести действуют и силы инерции. Пылевые частицы, стремясь сохранить направление движения после изменения направления движения потока газов, осаждаются в бункере. Газ в инерционном аппарате поступает со скоростью 5-15 мыс. Эти аппараты отличаются от обычных пылеосадительных камер большим сопротивлением и высокой степенью очистки газа ~3). б Пыл, Р и с. 5.2. Инерционные пылеупоеитепи с различными способами подачи и распределения газового потока: а — камера с перегородкой, б — камера с расширяющимся конусом, в — камера с заглубленным бункером.
Большое внимание при проектировании пневмотранспортных и других устройств пылеочистки необходимо уделять узлам отделения материала от транспортирующего воздуха — разгрузочным и пылеулавливающим устройствам (циклонам, фильтрам и т.п.).
В зависимости от способа отделения материала в системах пневмотранспорта используют объемные разерузочные устроцства и центробежные циклоны. Выбор того или иного типа устройства зависит от конкретных условий работы установок и требований, предъявляемых к его работе: наибольшее значение коэффициента осаждения материала, минимальное сопротивление разгрузочного устройства, надежность в эксплуатации. Предпочтение отдается центробежным циклонам, выполняющим одновременно и роль пылеулавливающего аппарата.
Эффективность улавливания пыли в циклонах повышается с уменьшением диаметра корпуса, но при этом снижается их пропускная способность. Для обеспечения соответ- ствующей производительности пневмотранспортной установки небольшие циклоны группируют в батарею. Коэффициент пылеулавливания батареи циклонов составляет 0,76 — 0,85 и несколько повышается с увеличением входной скорости (с 11 до 23 м/с). Использование вместо циклонов вихревых пылеулавителей обеспечивает улавливание частиц пыли размером 5-7 мкм.
Воздух после разгрузочных устройств или циклонов, насыщенный субмикронными частицами, должен направляться на доочистку в пылеуловители. При выборе типа пылеуловителя в условиях работы таких установок учитывают с и е д у ю щ и е п о к а з а т е л и: — степень пылеулавливания, равную отношению количества пыли, задержанной пылеуловителем, к количеству пыли, содержащейся в воздухе при его поступлении в пылеуловитель„ — сопротивление пылеуловителя, от которого зависит экономичность процесса пылеулавливания; — габаритные размеры и масса пылеуловителя, надежность и простота его обслуживания. Циклоны рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед высокоэффективными аппаратами (например, фильтрами или электрофильтрами) очистки.
Основными элементами цикпонов являются корпус, выхлопная труба и бункер. Газ поступает в верхнюю часть корпуса через входной патрубок, приваренный к корпусу тангенциально. Улавливание пыли происходит под действием центробежной силы, возникающей при движении газа между корпусом и выхлопной трубой. Уловленная пыль ссыпается в бункер, а очищенный газ выбрасывается через выхлопную трубу (р и с. 5.3). В зависимости от производительности циклоны можно устанавливать по одному (одиночные циклоны) или объединять в группы из двух, четырех, шести или восьми циклонов (групповые циклоны). Существуют батарейные циклоны. Конструктивной особенностью последних является то, что закручивание газового потока и улавливание пыли в них обеспечивается размещенными в корпусе аппарата циклонными элементами ~4).
Ниже приведена техническая характеристика наиболее распространенного на производстве циклона ЦН-15: — допустимая запыленность газа, г/м: з. для слабослипающихся пылей — не более 1000; для среднесливающихся пылей — 250; — температура очищаемого газа, С вЂ” не более 400; — давление (разрежение), кПа (кг/см ) — не более 5 (500); — коэффициент гидравлического сопротивления: для одиночных циклонов — 147; для групповых циклонов — 1 75-182; — эффективность очистки (от пыли б = 20 мкм, при скорости газопылевого потока 3,5 м/с и диаметре циклона 100 мм), % — 78.
5.2. Пористые фильтры Для очистки запыленных газов все большее распространение получает на последних ступенях сухая очистка рукавными фильтрами. Степень очистки газов в них при соблюдении правил технической эксплуатации достигает 99,9%. Классификация рукавных фильтров возможна по с л е д у ю щ и м и р и- знакам: — форме фильтровальных элементов (рукавные, плоские, клиновые и др.) и наличию в них опорных устройств (каркасные, рамные); — месту расположения вентилятора относительно фильтра (всасывающие, работающие под разрежением, и нагнетательные, работающие под давлением); — способу регенерации ткани (встряхиваемые, с обратной продувкой, с импульсной продувкой и др.); — наличию и форме корпуса для размещения ткани — прямоугольные, цилиндрические, открытые (бескамерные); — числу секций в установке (однокамерные и многокамерные); — виду используемой ткани (например, стеклотканевые).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
