Материал: Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. Колодяжный С.А
Серия «Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения» Выпуск № 2(13), 2016
Использование этой установки позволяет улучшить санитарные условия. Производительность вентиляторов установки ЦКБ T-301 - 10 тыс. м3/ч, две ступени очистки (первая ступень - 12 циклов ВИНТ, вторая - циклон СИОТ), эксплуатационная эффективность очистки - 70-90%.
При неблагоприятных условиях на промышленной площадке концентрация загрязняющего вещества не должна превышать 0,3 ПДК рабочей зоны. Данные замеров запыленности воздуха на АБЗ в рабочей зоне при работе смесителя МГ-1 показывают, что наибольшее пылевыделение наблюдается от неплотностей в присоединении дымогарной трубы к сушильному барабану. Так, на расстоянии 0,5 м от дымогарной трубы содержание пыли превышает 500 мг/м3. Концентрация пыли нарастает в, точках, где суммируются вредные выделения от дымогарной трубы и от загрязнения бункера смесителя.
Содержание пыли в воздухе в одной и той же точке колеблется в значительных пределах в зависимости от подвижности воздуха (силы ветра, направления). Загрузка транспортных средств асфальтобетонной смесью сопровождается максимальным пылевыделением. Результаты инвентаризации показывают, что фактическое значение выбросов пыли для смесительных установок находится в пределах от 0,5 до 38,5 г/с. В отдельных случаях максимальные значения массовых выбросов достигают 130 г/с. При этом максимальные значения концентрации пыли относятся к смесительным установкам без очистки или с сухой системой очистки. Для одного типа смесителя (например, Д-508) фактические значения выбросов пыли могут отличаться примерно на порядок, что свидетельствует о неэффективности и нестабильности работы системы очистки.
Наименьшая концентрация пыли в выбросах характерна для смесительных установок типа Д-645-2. Снижение уровня выбросов пыли на смесительных установках в основном зависит от повышения эффективности работы пылеулавливающих устройств (сюда относятся технические характеристики, профилактические осмотры, ремонт).
Фактическое значение выбросов окиси углерода для смесительных установок на исследованных предприятиях находится в пределах от 0,25 до 2,3 г/с, при этом на смесителях с системой мокрой очистки уровень выбросов окиси углерода не превышает 1 г/с. Результаты измерений фактических выбросов углеводородов нефти показывают, что в основном уровень этих выбросов составляет примерно 3 г/с, хотя в отдельных случаях, например для смесителя типа МГ-1, достигает 8,4 г/с. Максимальное значение массового выброса сернистого ангидрида составляет 4,75 г/с, а окислов азота - 0,225 г/с.
По значениям массовых выбросов пыли М (т/год) и производительности смесителей Q (т/ч) было найдено отношение η, показывающее, сколько тонн пыли приходится на 1 т асфальтобетонной смеси в год. Среднее значение η = 2,5·10-3. Расчет производился по данным 59-ти смесителей. Среднее значение первоначальной концентрации C1= 2,92 г/м3. Для смесителей с одной ступенью очистки (сухая очистка) среднее значение концентрации пыли до очистки C1= 14,00 г/м3, после - C1= 3,64 г/м3. Степень очистки при этом равняется 74%. По 10-ти смесителям с двумя ступенями очистки получены следующие характеристики: С ≈6,54 г/м3, С1≈4,87 г/м3, С2≈1,26 г/м3, гдеС - среднее значение первоначальной концентрации, г/м3; С1- среднее значение концентрации после первой ступени очистки, г/м3; С2 - среднее значение концентрации после второй ступени очистки, г/м3. Степень очистки после первой ступени – 26%, а после второй по отношению к результатам первой - 74%; после первой и второй - 81%. Первоначальные концентрации отходящих вредных веществ составляют: неорганическая пыль - 23500 мг/м3; углеводороды - 217 мг/м3; сернистый газ - 16 мг/м3; окись углерода - 0,8 мг/м3; окислы азот - 0,07 мг/м3; фенол - 0,68 мг/м3.
Удельное количество отходящих вредных веществ на 1 т асфальтобетонной смеси составляет: неорганическая пыль - 15,04 кг/т; углеводороды - 0,14 кг/т; сернистый газ - 0,01 кг/т; окись углерода - 0,0005 кг/т; фенол - 0,0004 кг/т; окислы азота - 0,000045 кг/т.
61
Научный Вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
Данные по концентрациям и удельным выбросам пыли для различных смесительных установок представлены в табл. 1.
Таблица 1 Данные по концентрациям и удельным выбросам пыли для смесительных установок
Марка асфальтосмесительной |
Концентрация пыли в газах, |
Удельный выброс пыли, г/с |
установки |
прошедших очистку, г/м3 |
|
Г-1 |
20,0 |
56,0 |
Д-597 |
6,7 |
18,7 |
Д-597А |
7,5 |
33,0 |
Д-508-2А |
7,5 |
33,0 |
Д-225 |
7,5 |
10,5 |
Д-617 |
11,25 |
93,4 |
Д-645-2 |
2,0 |
25,0 |
Первоначальные концентрации отходящих от АБЗ загрязняющих веществ ориентировочно составляют: неорганическая пыль - 23,5 г/м3; сернистый газ - 0,016 г/м3 (при работе на газе не учитывается); оксид углерода - 0,0008 г/м3; оксиды азота - 0,00007 г/м3.
Неорганизованные выбросы загрязняющих веществ от технологического оборудования составляют примерно 17,5 кг на 1 т горячей асфальтобетонной смеси.
Анализ пылевых выбросов показывает, что они представлены в основном мелкозернистыми фракциями 0,071-5 мм. В условиях сушильных барабанов при учете вышеуказанного фракционного состава исходных материалов от них может удаляться соответственно от 22 до 14,7% пыли от общей массы исходных материалов. Характерным при этом является то, что в отсеве пылесодержание значительно выше, чем в природном песке. Коэффициент уноса (отношение общего количества удаленной пыли, частиц песка и мелкодисперсного щебня к количеству уносимой пыли) изменяется в пределах 1,1-1,3 и прямо пропорционален скорости газа в сушильном барабане V= 2-3 м/с. При этом оценка пылевыделения для различных видов асфальтобетонных смесей производится по номограмме для определения пылевыделения из сушильных барабанов (рисунок). Для этого необходимо по номограмме определить выход пыли отдельно для отсева и природного песка, а затем, суммируя эти две величины, определить общее пылевыделение из сушильного барабана на 1 т асфальтобетонной смеси.
Рисунок. Номограмма для определения пылевыделения из сушильных барабанов: I - процентное содержание песка в минеральной основе; II - процентное содержание вяжущих материалов; III - процентное содержание песка в смеси; IV - процентное содержание пыли в песке; V - процентное содержание пыли в
смеси; VI - коэффициент уноса; VII - пылевыделение, %
Пыль на выходе из сушильного барабана относится к третьей средне дисперсной группе, а на входе в мокрый пылеуловитель – к четвертой мелкодисперсной группе при
62
Серия «Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения» Выпуск № 2(13), 2016
плотности в среднем ρ= 2600 кг/м3. В табл. 2 представлены параметры пылеуловителей, используемых на АБЗ с данными по эффективности очистки от пыли.
Таблица 2 Параметры пылеуловителей с данными по эффективности очистки от пыли
Марка |
|
Используемые в |
Объем |
Эффективность очистки |
|
||
Произ-води- |
очищ- |
от пыли, %, по данным |
|
||||
асфальто- |
комплекте |
|
|||||
тельность |
аемых |
А.И. |
замеров на АБЗ |
|
Мин- |
||
смеситель-ной |
очистительные |
|
|||||
установки |
т/ч |
устройства |
газов, |
Пирумова |
Воронежской |
|
транс- |
|
м3/ч |
[1] |
области |
|
строя |
||
Д-138 (Г-1) |
20 |
- |
- |
- |
- |
|
- |
Д-225 |
12,5 |
Циклоны НИИОТа |
5000 |
65-85 |
75-78 |
|
75-85 |
Д-597 |
25 |
первая ступень - |
|
|
|
|
|
циклоны НИИОТ ЦН- |
10000 |
65-85 |
82 |
|
75-85 |
||
Д-325 |
25 |
|
|||||
15 500 (4 шт.) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Д-597 |
25 |
первая ступень- |
10000- |
75-90 |
98 |
|
75-95 |
циклоны НИИОТ |
12000 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
ЦН-15 500 (4 шт.); |
|
|
|
|
|
|
|
вторая ступень - |
10000- |
|
|
|
|
|
|
барботажный |
75-90 |
98 |
|
75-95 |
|
|
|
пылеуловитель |
12000 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
"Светлана" |
|
|
|
|
|
|
|
первая ступень - |
14000 |
65-85 |
70 (без СИОТ) |
|
75-85 |
Д-597 |
25-35 |
циклоны СДК-ЦН-33 |
|
|
|
|
|
Д-508-2A |
25 |
800 (4 шт.) |
14000 |
85 |
70 (без СИОТ) |
|
75-95 |
|
|
вторая ступень - СИОТ |
|
||||
|
|
а) первая ступень - |
|
|
|
|
|
Д-617-2 |
50 |
циклоны НИИОГАЗ |
30000 |
65-85 |
85 |
|
75-85 |
|
|
ЦН-15 650 (6 шт.) |
|
|
|
|
|
|
|
вторая ступень - СИОТ |
30000 |
65-85 |
85 |
|
75-85 |
|
|
б) первая ступень – |
|
|
|
|
|
|
|
циклоны НИИОГАЗ |
30000 |
65-85 |
85 |
|
75-85 |
|
|
ЦН-15 650 (8шт.) |
|
|
|
|
|
|
|
вторая ступень - |
30000 |
65-85 |
85 |
|
75-85 |
|
|
ротоклон |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
первая ступень- |
35000- |
|
|
|
|
Д-645-2 |
100 |
циклоны НИИОГАЗ |
80-90 |
85 |
|
75-85 |
|
|
|
ЦН-15 700 (12 шт.) |
45000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вторая ступень - |
35000- |
80-90 |
85 |
|
75-85 |
|
|
ротоклон |
45000 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
По степени очистки ε и коэффициенту полезного использования η сведения по сухим |
|||||||
и мокрым пылеуловителям представлены в табл. 3. |
|
|
|
|
|||
Коэффициент полезного использования η определяется по формуле |
|
||||||
|
|
η =τφ/τn, |
|
|
|
(1) |
|
где τφ - фактическое время полезного использования, ч; τn - плановое время полезного использования, ч.
|
|
|
Таблица 3 |
Сведения по сухим и мокрым пылеуловителям |
|
|
|
по степени очистки ε и коэффициенту полезного использования η |
|
||
Типы пылеуловителей |
|
ε, % |
η, % |
|
|
|
|
Сухие пылеуловители |
|
|
|
Циклоны НИИГАЗ ЦН-15 |
|
65-85 |
100 |
Циклоны СДК-ЦН-33 |
|
75-90 |
100 |
Мультициклоны 250 |
|
80-90 |
100 |
Мокрые пылеуловители Ротоклон |
|
80-90 |
95 |
63 |
|
|
|
Научный Вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
Барботажный пылеуловитель "Светлана" |
75-90 |
90 |
Барботажный пылеуловитель ГПМШ |
75-85 |
90 |
Циклон-промыватель СИОТ |
65-85 |
100 |
Скруббер Вентури |
95-98 |
100 |
Комплексный подход к проблеме очистки газов на АБЗ при пылегазоулавливании и очистке организованных и неорганизованных выбросов является определяющим при решении проблемы защиты атмосферы на АБЗ и при обеспечении требуемого уровня безопасности труда [2, 3, 4, 5]. При обеспечении безопасных условий труда на АБЗ [6, 7, 8, 9] необходимо дополнительно учитывать возможные опасности производственного процесса при подаче газа, необходимого для подогрева асфальтобетона. Не герметичность трубопроводных систем подающих газ для технологического процесса, а так же возможные выбросы мазута, могут привести к авариям [10] с выбросами опасных веществ и взрывами, влекущие за собой опасность для жизни и здоровья работающих на АБЗ. Техническая диагностика трубопроводных гидравлических систем выполняется на основе программной реализации соответствующих математических моделей [11].
Совместно с рассматриваемой задачей, для обеспечения безопасности труда на производстве, потребуется комплексное решение целого ряда вспомогательных инженерных задач, относящихся к задачам оценке выбросов опасных веществ с учетом особенностей приготовления различных цементо-содержащих материалов и конструкций, например таких, как рассмотрены в работах [12, 13, 14].
Так как на АБЗ имеют место вредные производства, то необходимо дополнительно рассмотреть сопутствующие экологические задачи [15, 16]. Комплексное решение рассмотренных задач с последующей оценкой результатов и принятием необходимых мер по улучшению условий труда и обеспечению безопасности труда на вредных и опасных производствах при условии минимизации техногенного риска является направлением дальнейших исследований.
Список литературы
1.Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройнздат, 1974. 215 с.
2.Сазонова, С.А. Результаты вычислительного эксперимента по оптимизации оценки условий труда операторов смесителей асфальтобетонных заводов / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, М.В. Манохин, В.Я. Манохин, Е.И. Головина // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2016. № 1 (12). С. 15. http://moit.vivt.ru/
3.Головина, Е.И. Интегральная балльная оценка тяжести труда операторов смесителей асфальтобетонных заводов в условиях высокой запыленности рабочей зоны / Е.И. Головина, С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, В.Я. Манохин, М.В. Манохин // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения.
2016. №1(12). С. 95-98.
4.Сазонова, С.А. Охрана окружающей среды и обеспечение безопасности труда на асфальтобетонных заводах / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, В.Я. Манохин, М.В. Манохин // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. 2016. №1(12). С. 111-114.
5.Манохин, М.В. Охрана труда и расчет рассеивания параметров выброса вредных веществ на промышленной площадке асфальтобетонного завода / М.В. Манохин, С.Д. Николенко, С.А. Сазонова, В.Я. Манохин // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. 2016. №1(12). С. 104-107.
6.Николенко, С.Д. Обеспечение безопасности труда и мероприятия по защите атмосферы на асфальтобетонных заводах / С.Д. Николенко, С.А. Сазонова, В.Я. Манохин,
64
Серия «Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения» Выпуск № 2(13), 2016
М.В. Манохин // Научный вестник Воронежского государственного архитектурностроительного университета. Серия: Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. 2016. №1(12). С. 108-110.
7.Манохин, М.В. Требования к безопасности труда и пожаровзрывобезопасность при эксплуатации асфальтобетонных заводов / М.В. Манохин, В.Я. Манохин, С.А. Сазонова, С.Д. Николенко // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Высокие технологии. Экология. 2016. №1. С. 16 - 21.
8.Николенко, С.Д. Обеспечение безопасности труда при погрузочно-разгрузочных работах / С.Д. Николенко, С.А. Сазонова, В.Я. Манохин, М.В. Манохин // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Высокие технологии. Экология. 2016. №1. С. 22 - 27.
9.Сазонова, С.А. Безопасность труда при эксплуатации машин и оборудования на асфальтобетонных и цементобетонных заводах / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, В.Я. Манохин, М.В. Манохин // Научный вестник Воронежского государственного архитектурностроительного университета. Серия: Высокие технологии. Экология. 2016. №1. С. 28 - 33.
10.Николенко, С.Д. Дистанционное обнаружение утечек в гидравлических системах с целью обеспечения безопасности функционирования при своевременном предупреждении аварий / С.Д. Николенко, С.А. Сазонова // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Информационные технологии в строительных, социальных и экономических системах. 2016. №1. С. 151-153.
11.Сазонова, С.А. Численная апробация математических моделей мониторинга безопасного функционирования систем газоснабжения / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, В.Я. Манохин, М.В. Манохин // Известия Казанского государственного архитектурностроительного университета. 2016. № 1. С. 255-264.
12.Николенко, С.Д. Особенности технологических схем приготовления фибробетона / С.Д. Николенко, А.Н. Ткаченко, Д.В. Федулов // В сборнике: Актуальные проблемы современного строительства: материалы Международной научно-технической конференции.
Пенза, 2007. С. 320-323.
13.Сооружение, возведенное на несъемной пневматической опалубке / С.Д. Николенко, Д.А Казаков. Патент на изобретение RUS 2371555 05.06.2008.
14.Николенко, С.Д. Экспериментальное исследование работы фибробетонных конструкций при знакопеременном малоцикловом нагружении / С.Д. Николенко, Г.Н. Ставров // Известия высших учебных заведений. Строительство. 1986. № 1. С. 18-22.
15.Николенко, С.Д. Влияние параметров автомобильных дорог на экологическую безопасность / С.Д. Николенко // В сборнике: Научно-методическое обеспечение создания военной инфраструктуры вооруженных сил Российской Федерации. Москва, 2009. С. 229-236.
16.Николенко, С.Д. К вопросу экологической безопасности автомобильных дорог / С.Д. Николенко // Научный вестник Воронежского государственного архитектурностроительного университета. Серия: Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. 2008. № 1. С. 141-145.
________________________________________________________________________________
Манохин Максим Вячеславович – ассистент кафедры пожарной и промышленной безопасности Воронежского государственного технического университета. Е-mail: fellfrostqtw@gmail.com.
Тел. 8 (473) 271-30-00
Сазонова Светлана Анатольевна – к.т.н., доцент кафедры пожарной и промышленной безопасности Воронежского государственного технического университета. Е-mail: Sazonovappb@vgasu.vrn.ru.
Тел. 8 (473) 271-30-00
Николенко Сергей Дмитриевич – к.т.н., профессор кафедры пожарной и промышленной безопасности Воронежского государственного технического университета. Е-mail: nikolenkoppb1@yandex.ru.
Тел. 8 (473) 271-30-00
Манохин Вячеслав Яковлевич – д.т.н., профессор кафедры пожарной и промышленной безопасности Воронежского государственного технического университета. Е-mail: manohinprof@mail.ru.
Тел. 8 (473) 271-30-00
65