АННОТАЦИЯ
Вентиляционные выбросы ряда технологических процессов деревообрабатывающего и целлюлозно-бумажного производства содержат значительное количество мелко- и крупнодисперсных частиц. Попадая на флору и фауну, они пагубно влияют на их состояние. Для очистки вентиляционных выбросов данных производств широко используются противоточные циклонные сепараторы с тангенциальным вводом запыленного потока газа. Циклонные сепараторы можно охарактеризовать двадцатью (и более) геометрическими и режимными параметрами, влияющими на эффективность их пылеулавливания, поэтому основной задачей разрабогки является их оптимизация. Основным недостатком даже оптимизированных циклонных сепараторов является низкая эффективность улавливания твердых частиц диаметром от 1 до 10 мкм. Именно данный диаметр частиц наиболее интенсивно оседает в дыхательных путях человека, оказывая тем самым влияние па его здоровье. Увеличить степень улавливания мелких фракций твердых частиц возможно при использовании электронно-ионной технологии (ЭИТ) в циклонных сепараторах. Применение ЭИТ осуществляется посредством ионизации запыленного воздушного потока на входе в пылевую камеру и осаждения заряженных твердых частиц в поле ее коронного разряда. Условиям применения ЭИТ отвечает разработанный противоточ-ный электроциклон с ионизатором. Ионизатор производит предварительную зарядку' твердых частиц, движущихся в неочищенном потоке газа, а электроциклон их осаждение, обеспечивая повышение степени улавливания твердых частиц диаметром от 1 до 10 мкм.
В диссертации впервые выполнено экспериментальное исследование эффективности пылеулавливания электроциклона при наличии ионизатора на его входе и коронирующего электрода типа "беличья клетка" внутри; получено аналитическое выражение для расчета распределения напряженности элекгрического поля для разработанной конфигурации элекгродов ионизатора и электроциклона. На основании выполненных исследований внесено дополнение в математическую модель расчета оптимальных характеристик электроциклона; рассчитаны экологическая эффективность инерционного и электроциклонов, а также распределение зон ПДК выбросов одиночного источника.
СОДЕРЖА Н И Е
Основные условные обозначения..................................... 4
Введение ......................................................... 6
1. Установки и методы очистки вентиляционных выбросов деревообрабатывающих и целлюлозно-бумажных производств 13
2. Экспериментальное исследование циклонного сепаратора ............ 32
2.1. Описание экспериментальной установки ....................... 32
2.2. Погрешности измерений ...................................... 39
2.3. Методика исследования свойств пылей ........................ 41
2.4. Результаты исследования аэродинамики и эффективности пылеулавливания, оптимизация геометрических и режимных характеристик циклонного сепаратора ............................. 45
3. Разработка конструкции и экспериментальное исследование электроциклона................................................... 66
3.1. Описание экспериментальной установки ....................... 66
3.2. Вольтампсрныс характеристики ионизатора и электроциклона 73
3.3. Расчет электрических нолей ионизатора и циклонной камеры ... 76
3.3.1. Расчет электрических параметров поля и
зарядки частиц в ионизаторе ............................. 79
3.3.2. Расчет электрических параметров поля циклонной камеры 90
3.4. Результаты исследований сепарационной способности и экологической эффективности пылеулавливания электроциклона, рекомендации по их расчету....................... 98
4. Экологическая эффективность очистки запыленного потока газов деревообрабатывающих и целлюлозно-бумажных производств элсктроциклонным сепаратором .................................... Ю5
Заключение ..................................................... 111
Список литерату ры .............................................. 114
ской ситуации, требующей всестороннего изучения и активных действий по предотвращению возможных отрицательных природных изменений.
Практическая реализация конкретных мер по охране окружающей среды определяется инженерно-техническими мероприятиями и решениями, которые принимаются на основе использования достижений науки, возможностей технологии и всестороннего технико-экономического анализа. Различают зри основных направления решения задачи снижения отрицательных воздействий производств на окружающую среду, которые одновременно являются ступенями экологизации производства:
♦ оснащение действующих производств очистными сооружениями при сохранении основной технологии производства;
♦ усовершенствование технологических производств;
♦ разработка новых малоотходных и энергосберегающих технологических процессов.
В связи с большим загрязнением биосферы приняты ограничения на выброс вредных веществ промышленными предприятиями путем установления предельно допустимых концентраций (ПДК) и предельно допустимых выбросов (ПДВ) [3, 49, 70].
Для защиты окружающей среды в непосредственной близости от предприятий получили широкое распространение и зарекомендовали себя эффективными и долговечными в работе при исходной простоте конструкции циклонные сепарационные устройства [46, 48, 84, 96]. Циклонные сепараторы характеризуются широкой гаммой изменений не только геометрических и режимных параметров, но и принципиальным отличием, как отдельных узлов, так и конструкции в целом [41, 47, 67, 84]. Повысить эффективность очистки запыленного потока газа в циклонных сепараторах можно оптимизировав их геометрические и режимные характеристики при исследованиях их аэродинамики и полного коэффициента пылс-
II
улавливания. Основным недостатком даже оптимизированных циклонных сепараторов является низкий коэффициент улавливания частиц пыли диаметром меньше 10 мкм [84,97, 102].
Большими возможностями по увеличению степени улавливания частиц пыли диаметром меньше 10 мкм, обладают электрические фильтрующие устройства, работа которых основана на принципах электронноионной технологии (ЭИТ) [4]. На этих принципах разработаны электрифицированные циклоны, в которых совместно используются центробежные и электрические силы, действующие на движущийся закрученный запыленный поток.
В настоящей работе предложено усовершенствовать конструкцию электрифицированного циклона путем введения дополнительного узла, использующего принцип ЭИТ - ионизатора. Ионизатор позволяет предварительно зарядить частицы запыленного газового потока перед входом в элекгроциклон и тем самым повысить эффективность очистки воздуха. Наличие ионизатора и электроциклона позволяет использовать электронно-ионную технологию для увеличения эффективности очистки запыленного воздуха за счет повышения степени улавливания, главным образом, мелкодисперсной фракции пыли.
Полученные в работе результаты могут использоваться на любой ступени экологизации производства различных по технологическому назначению промышленных предприятий, причем как на уже действующих, так и на вновь строящихся и проектируемых.
12
- Київ+380960830922