Материал: Комплексная безопасность. Колодяжный С.А., Ситников И.В

Введение. Интенсивное развитие технологий промышленного производства ставят проблемы охраны труда и обеспечения экологической безопасности в ряд наиболее значимых задач на государственном уровне, решение которых связано непосредственно с обеспечением комфортных условий жизнедеятельности людей как в производственной, так и в городской среде. Многие производственные процессы происходят с выбросами промышленной пыли, оказывающей действие на работников, задействованных на производстве.

Мелкие части твердых веществ, находящихся в воздухе во взвешенном состоянии, называется пылью. На наличие и количество пыли, находящей в воздухе рабочих помещений, влияет характер и организация технологического процесса, степень герметичности оборудования, наличие или отсутствие вентиляционных установок, эффективность их работы. Производственная пыль является достаточно распространенным опасным и вредным производственным фактором [1].

Цель работы – разработка конструкции аппарата с повышенной эффективностью пылеочистки. Задачи: систематизация принципов работы существующих пылеулавливающих аппаратов, выявление их недостатков и

способов повышения их эффективности. В процессе работы была изучена нормативная и научная литература, произведен патентный поиск. Наиболее близким к заявленному объекту по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки газов типа трубы Вентури по патенту RU 2413571 C1, кл. B01D 47/10, 2009.

Систематизация принципов работы существующих пылеулавливающих аппа-

ратов. Борьба с пылью на производстве и профилактика заболеваний, которые развиваются от ее воздействия, производится с помощью комплекса санитарногигиенических, технологических, организационных и медико-биологических мероприя-

тий [2].

К технологическим мероприятиям относится организация местных вентиляционных отсосов, вытяжной или приточновытяжной вентиляции. При данных способах пыль удаляется непосредственно из мест пылеобразования. Перед тем, как запыленный воздух выбрасывается в атмосферу, его очищают с помощью пылеуловителей различной конструкции.

Таким образом, в общем случае, процесс обеспыливания характеризуется тремя элементами: пылеулавливанием, пылеочисткой и рассеиванием пыли. [3].

Наличие большого количества аппаратов пылеочистки, весьма отличающихся друг от друга как по конструкции, так и по принципу действия, затрудняет их точную классификацию.

Для того, чтобы обезвредить аэрозоли (пыли и туманы) используются сухие, мокрые и электрические методы.

Сухие методы основываются на гравитационных, инерционных, центробежных механизмах осаждения или фильтрационных механизмах. В случае использования мокрых методов газовые выбросы очищаются с по-

мощью взаимодействия между жидкостью и запыленным газом на поверхности газовых пузырей, капель или жидкой пленки. Электрическая очистка газов основывается на использовании эффекта ионизации молекул газа электрическим разрядом и электризации взвешенных в газе частиц.

У каждого из указанных способов имеется определенная область применения и широта использования.

Классификация аппаратов для пылеочистки приведена на рис. 1 [1]

Из рассматриваемых аппаратов для пылеочистки – скруббер - один из наиболее перспективных. Скруббер - аппарат, предназначенный для очистки газа от различных примесей при помощи промывки газовой среды жидкостью.

Основные типы скрубберов [4]:

-центробежный (форсуночный);

-скруббер с насадкой;

-полый;

-скруббер Вентури;

-тарельчатый (пенный и барботаж-

ный).

Принцип работы скруббера Вентури основан на явлении смачивания, то есть спо-

собности жидкости прилипать к твердым поверхностям.

Воздух очищается в этих аппаратах в результате коагуляции твердых частиц при смачивании жидкостью. При этом намокшие пылинки при движении в газовоздушном потоке, соударяясь слипаются, сепарируются в уловителе и удаляются.

Главной задачей мокрой очистки воздуха от пылевых частиц является обеспечение максимальной площади контакта газовоздушной смеси с жидкостью. Процесс проводится с помощью трубы Вентури, которая является основным элементом схемы скрубберов данного типа. В конструкцию входят два конусо-

образных отрезка труб, которые присоединены к горловине с помощью суженных частей.

Технология процесса. Запыленный воздух поступает в конфузор. При движении в трубе сужающегося диаметра, газовоздушный поток разгоняется согласно уравнению Бернулли. В полость сужающейся секции по форсункам подается техническая вода или раствор абсорбирующего реагента.

В быстро движущемся газовом потоке возникают завихрения, дробящие распыленную форсунками жидкость на капли, имеющие микроскопический размер. Благодаря использованию подобной схемы достигается высокая эффективность очистки от газов и твердых включений.

Микрокапли обволакивают пылевые частицы, провоцируя их слипание, или абсорбируют вредные газообразные компоненты. При этом наличие турбулентности способствует улучшению перемешивания жидкости и воздушного потока.

После прохождения горловины воздух подается в диффузор. Здесь происходит снижение скорости движения потока и соединение микрокаплей с уловленной пылью или газом. [1]

На выходе из устройства происходит отделение в инерционном каплеуловителе взвеси жидкости, а очищенный воздух выбрасывается в атмосферу.

Процесс происходит наилучшим образом в том случае, если скорость загрязненного воздуха и взвеси жидкости имеет сильные различия. Благодаря принципу действия скрубберов Вентури возможно достижение пиковых значений улавливания пыли дважды за рабочий цикл.

Первый раз максимум достигается в начале процесса перемешивания. Происходит отставание более тяжелых каплей от газовоздушного потока, при этом собирая пылинки, которые догоняют их по курсу движения.

Второй раз очистка достигает оптимального значения в конце трубы, при падении скорости потока. Тяжелые капли имеют большую инерцию, чем воздух, поэтому замедляются меньше. Двигаясь сквозь газовоздушный поток, частицы жидкости собирают пылинки, догоняя их по ходу движения.

На рис. 2 показан принцип работы Скруббер Вентури.