МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМ БОРЬБЫ С ЗАГРЯЗНЯЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Разработанные модели физических процессов связывания, задержания, улавливания, очистки и рассеивания загрязняющих веществ позволяют оценивать, прогнозировать работу и рассчитывать оптимальные рабочие параметры систем борьбы с загрязняющими веществами (СБЗВ). С целью использования комплекса моделей для выбора способов и расчета функциональных элементов СБЗВ, а в конечном счете – формирования СБЗВ при проектировании, реконструкции и эксплуатации различного рода промышленных предприятий, разработана методика формирования СБЗВ, позволяющая кроме ряда других технологических параметров и физико-химических характеристик производственного процесса учитывать условия обеспечения ПДК в рабочей зоне помещения и приземном слое атмосферы.

Основные этапы методики заключаются в следующем.

1. Сбор информации о реально возможных в условиях данного производства технологических параметрах реализации каждого функционального элемента СБЗВ (характеристики вентиляторов, насосов, компрессоров; типы и характеристики оросителей, пеногенераторов, электрофильтров и т.д.) исходя из наличия соответствующего оборудования на предприятии или возможности его приобретения.

2. Для каждого функционального элемента формирование групп методов, способов и видов реализации на основе заданного по п.1 технологического оборудования и соответствующих ему параметров.

3. Сопоставление технологических свойств подобранных групп методов, способов и видов с реальными технологическими характеристиками, рассматриваемого производства и особенностями местности (недопустимость переувлажнения сырья и воздуха, превышения температуры, подвижности воздуха, взрыво-пожароопасность и т.д.). Отбор наиболее приемлемых по требуемому соответствию параметров.

4. В рамках каждого функционального элемента по каждому методу расчет эффективности снижения загрязнения (Е_эф) и отбор только тех групп, которые обеспечивают соблюдение ПДК (для функционального элемента пылегазоулавливания – в рабочей зоне помещения, для пылегазоочистки и пылегазорассеивания – в приземном слое атмосферы). Если условие соблюдения ПДК не выполняется ни по какой группе, то осуществляется выбор (для каждого функционального элемента) только той группы, у которой максимальная эффективность.

5. Предварительная оценка выбранных в п.4 методов по энергетическому критерию K_Б э.

6. Расчет энергоёмкостного показателя Е^Э для каждой группы методов, способов и видов, выбранной по п.5.

7. В рамках каждого функционального элемента СБЗВ осуществляется выбор только той группы (метод–способ–вид), для которой энергоемкостный показатель Е^Э максимален. Если для нескольких групп значения энергоемкостного показателя окажутся равными, выбор осуществляют по минимальному из соответствующих значений затраченной энергии.

8. Формирование СБЗВ - (по элементам) с оптимальными рабочими параметрами, соответствующими максимальному значению Е^Э, для заданных внутренних и внешних условий. Подбор соответствующих технических средств реализации каждого элемента и обвязка системы.

Рассмотренная комплексная методика формирования СБЗВ базируется на элементарных последовательностях выбора функциональных элементов (ПГУ, ПГО, ПГР), технических способов и средств их реализации (способов и устройств), а также способов и технологических узлов их реализации (форсунок, каплеуловителей, способов распыливания жидкости и т.п.).

 

Последовательность выбора способов и видов гидродинамического метода обеспыливания.

1.Ввод информации о реально возможных в условиях данного производства технологических параметрах гидродинамического метода (характеристики насосов, компрессоров, типы оросителей и системы орошающей жидкости и т.п.).

2.Подбор группы способов и видов реализации гидродинамического метода на основе заданного по п.1 технологического оборудования.

3.Сопоставление возможностей подобранных способов гидродинамического метода с реальными условиями рассматриваемого производства (недопустимость переувлажнения сырьевого материала, взрыво-пожароопасность и т.п.). Отбор наиболее приемлемых способов и видов.

4.В рамках каждого по п.3 вида, по рассчитанным значениям эффективности пылеулавливания и пылеочистки Е_эф (табл.)выбор реальных значений параметров оборудования систем гидродинамического метода, обеспечивающих условие:

С_к / ПДК<1; (1)

C_к = С_н (1- Е_эф) (2)

В зависимостях (1) и (2) при выборе способов и видов ПГУ:

С_н - концентрация пыли в воздухе рабочей зоны без применения каких-либо средств обеспыливания, мг/м³; С_к — концентрация пыли в воздухе рабочей зоны с применением соответствующих средств обеспыливания, мг/м³; ПДК - предельно допустимая концентрация пыли в воздухе рабочей зоны, мг/м³.

При выборе способов и видов ПГО: С_н – концентрация пыли в транспортируемом воздухе до зоны пылеочистки, мг/м³; С_к – концентрация пыли в воздухе приземного слоя атмосферы в зоне выброса непосредственно после пылеочистки с учетом эффектов естественного рассеивания, мг/м³; ПДК – максимально-разовая предельно допустимая концентрация пыли в приземном слое атмосферы, мг/м³.

При выборе способов и видов ПГР: С_н - концентрация пыли в транспортируемом воздухе до зоны принудительного рассеивания пыли, мг/м³; С_к – концентрация пыли в воздухе приземного слоя атмосферы в зоне выброса с учетом эффектов естественного и принудительного рассеивания, мг/м³.

Если условие (1) не выполняется во всем диапазоне рабочих параметров, то рассматриваемый вид исключается из дальнейшего анализа. По выбранным реальным значениям параметров метода (по п.1) определяют группы (способ–вид), для которых рассчитывают энергоемкостный показатель Е^э и выделяют его максимальные значения.

5. Выбор оптимальной группы по наибольшему из максимальных значений энергоемкостного показателя . В случае если = const, то выбор группы осуществляется по минимальному из соответствующих значений затраченной энергии N_imin.

6. В случае, когда для всех групп нарушается условие (1), выбор наиболее приемлемого из них и соответствующих технологических параметров осуществляется из условия обеспечения максимальной эффективности пылеподавления.

После выбора способа и вида гидродинамического метода необходимо реализовать последовательность выбора системы орошающей жидкости, которая включает следующие этапы.

1.Определение недопустимости переувлажнения сырьевого материала и атмосферы рабочей зоны. В этом случае расход жидкости определяют технологические и санитарно-технические нормативы.

2.Определение степени перекрытия пылевого потока факелом (зоной) орошения, которое ограничено, с одной стороны, максимальным корневым углом раствора факела, свыше которого для данной конструкции средств орошения дальнейшее увеличение расхода нецелесообразно, а с другой стороны, сокращением энергозатрат на орошение.

3. Определение максимально допустимого расхода орошающей жидкости исходя из вышеперечисленных условий, по минимальному из соответствующих расходов.

4. Сбор информации о реально применимых в условиях данного производства оросительных устройствах и системах орошающей жидкости (имеющиеся типы оросителей, их расходные характеристики, наличие компонентов орошающей жидкости - воды, ПАВ, ВМС и т.п.).

5. Для отобранных типов оросителей по расходным характеристикам [2, 3] определение по расходу, выявленному в соответствии с п.3, рабочего давления орошающей жидкости (H_ж).

6. Формирование систем орошающей жидкости: вода, вода — ПАВ, вода - ВМС, вода - ПАВ - ВМС и т.п. исходя из имеющихся в наличии компонентов, в соответствии с общепринятыми рекомендациями по их процентному содержанию, выявление их физико-химических свойств.

7. Расчет для каждого случая по п.6 эффективности захвата пылинок каплями Е_эф, определение критерия:

Е_эф / (Q_жН_ж) (3)

8. Выбор оптимальной системы орошающей жидкости из условия:

Е_эф / (Q_жН_ж) → max. (4)

И, наконец, в качестве завершающего этапа (применительно к рассматриваемому гидродинамическому методу обеспыливания) может быть использована любая из существующих последовательностей выбора оросителя (системы оросителей).

Таким образом, предложенная методика формирования систем борьбы с промышленной пылью предполагает помимо разработки новых последовательностей выбора отдельных функциональных элементов СБЗВ в полной мере использовать накопленный опыт в вопросах выбора и принятия решений.