Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. Актуальные вопросы безопасности при формировании культуры безопасной жизни

Таблица 3 Значения коэффициента экологической опасности Ко для содержания подвиж-

ных форм ТММ в поверхностном слое почв разных функциональных зон г. Серпухова

Заключение. Оценка почв г. Серпухова показала, что наиболее загрязненной зоной является транспортная. Для неё характерны наибольшие средние

имаксимальные значения показателя Zc, концентрации Zn, Pb, Cd, Sb, Cu, превышающие ПДК и ОДК, а также наибольшее содержание подвижных форм Cu

иPb с Ко 26,1 и 11,6 соответственно. Превышения концентраций элементов I-го

иII-го классов опасности опасно как для растительных сообществ, так и для жителей города. Индекс загрязнения почв (ИЗП) не достаточно хорошо отражает истинное загрязнение почвенного покрова территории города, поэтому для мониторинга и оценки загрязнения лучше использовать коэффициент Zc.

Исследование выполнено в рамках проекта Русского географического общества (договор № 03/2017РГО-РФФИ).

Литература

1.Экологическая ситуация в городе Серпухове и перспективы ее улучшения // Под ред. Ф.И. Хакимова, А.Ю. Поповой, А.С. Керженцева. М.: изд-во ПОЛТЕКС, 2000 г. 228 с.

2.Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990.

3.Касимов Н.С., Битюкова В.Р., Кислов А.В., Кошелева Н.Е., Никифорова Е.М.

96

и др. Проблемы экогеохимии крупных городов// Охрана и разведка недр, 2012. № 7. С. 8-13.

4.Богданов Н.А. Анализ информативности интегральных показателей химического загрязнения почв при оценке состояния территорий // Гигиена и санитария. 2012. № 1, с.10-13.

5.Экология города / Под ред. А.С. Курбатовой, В.Н. Башкина, Н.С. Касимова. М.: Научный мир, 2004. 624 с.

6.Limbeck A., Puls C. Particulate emissions from on-road vehicles / Urban airborne particulate matter: origin, chemistry, fate and health impacts / Ed. by F. Zereini, C.L.S. Wiseman. Heidelberg: Springer-Verlag Berlin, 2011. P. 63-79.

7.Urban geochemical mapping manual: Sampling, Sample preparation, Laboratory analysis, Quality control check, Statistical processing and Map plotting. EuroGeoSurveys Brussels, 2015. 162 р.

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,

г. Москва, Россия

N. Yu. Kuzminskaya, N. E. Kosheleva, I. S. Kapustina, E. V. Terskaya ECOLOGICAL AND GEOCHEMICAL STATE OF SOILS IN SERPUKHOV (MOSCOW REGION)

According to the results of research in 2016, extremely high pollution of the soils in the Serpukhov city in comparison with the local background was found. The excess of MPCs by the bulk content of Zn, Pb, Cd, Sb, Cu, As, as well as by the content of mobile (in the ammonium acetate extract) forms of Cr, Zn, Pb was revealed. The traffic zone is most polluted

Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

97

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ. МАЛООТХОДНЫЕ И БЕЗОТХОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОИЗВОДСТВА

УДК 614.76

Е. В. Романюк, О. С. Калиев, А. А. Андреев

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЦИКЛОННЫХ И ИНЕРЦИОННЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПЫЛЕГАЗОВЫХ ПОТОКОВ

Предложены новые конструкции пылеуловителей инерционного и центробежного типов, описаны их преимущества по сравнению с традиционными конструкциями, а также возможности повышения эффективности и улучшения аэродинамики

Проблема очистки пылегазового потока от пыли актуальна для многих производств различных отраслей промышленности. Предприятия стараются решить ее с наименьшими затратами материалов и энергоресурсов, поэтому делают выбор в пользу циклонных и инерционных пылеуловителей, которые не всегда обеспечивают нужную степень очистки.

Принцип действия инерционных и циклонных аппаратов основан на том, что при резком изменении направления движения газового потока, частицы пыли под воздействием силы инерции (центробежной силы) стремятся двигаться в прежнем направлении. В результате поток газов поворачивается, а частицы из него осаждаются на внутренних стенках аппарата и оседают в бункер. Эффективность работы таких пылеуловителей может быть повышена путем со-

вершенствования конструкции и выработки эффективного режима функционирования [1].

В рамках этой задачи были предложены некоторые усовершенствованные конструкции. На рис.1 представлен циклон «Труба в трубе» [2]. В циклонепылеуловителе, содержащем цилиндроконический корпус с тангенциально расположенным под углом к горизонтали входным патрубком и подсоединенной к корпусу цилиндрической вставкой, расположенным в центре корпуса, в цилиндрическую вставку установлен конический корпус второй ступени очистки циклона, снабженный тангенциально расположенным входным патрубком и выхлопной трубой. В конструкции циклона тангенциальный вход устроен таким образом, чтобы поток направлялся по образующей и сечение этого патрубка уменьшается, при этом при равном расходе скорость потока будет увеличиваться, и центробежная сила в коническом корпусе циклона будет увеличиваться. Такая конструкция будет способствовать «усилению» «спиралевидного» потока, что значительно увеличивает эффект отделения частиц под действием центробежной силы.

Центробежная сила в представленном циклоне рассчитывается по форму-

ле:

98

где m – масса частицы пыли, V – скорость потока; R – радиус циклона. В нашем случае масса и скорость постоянны, а радиус конической вставки по отношению к корпусу первой ступени, и радиус конического корпуса второй ступени по отношению к радиусу цилиндрической вставки уменьшается. Соответственно, центробежная сила, которая выталкивает частицы из потока, при постепенном переходе из одной ступени в другую увеличивается. Конструкция направлена на усиление «спиралевидного» потока и усиления эффекта удаления частиц за счет центробежной силы.

Рис. 1. Циклон «Труба в трубе»

Если в конструкции циклона «Труба в трубе» пылеосаждение происходит за счет центробежной силы, то в конструкции трубчатого уловителя происходит осаждение исключительно за счет сил инерции [3]. В трубчатом пылеосадителе поток искривляется за счет набора трубок и перетекания потока из одного каскада устройства в другой. Эффективность таких конструкций может достигать от 50 до 90 % по отношению к частицам дисперсностью до 5 мкм.

Предлагаемые конструкции могут быть созданы путем незначительного усовершенствования традиционных аппаратов, применяемых в промышленности. Например, для циклона это оборудование традиционных циклонов ЦН коническими вставками с щелевыми улавливающими отверстиями [4], замена фильтрующей кассеты фильтра каскадом трубок и т.д. Такие усовершенствования экономически целесообразны, т.к. не требуют создания полностью новых аппаратов.

99

Проведенные экспериментальные исследования показали, что гидравлическое сопротивление в таких аппаратах повышается максимум на 10%, а в ряде случаев, например, в циклоне с конической вставкой [4] вообще снижается за счет специфики аэродинамики потоков, движущихся внутри конструкции – рис. 2.

Рис. 2. Циклон с конической вставкой:

1 – входной патрубок; 2 – корпус; 3 – патрубок для удаления пыли; 4 – коническая вставка; 5 – щели конической вставки; 6 – выхлопная труба;

Таким образом для пылеуловителей инерционного и центробежного типа возможно не только значительное повышение эффективности, но и улучшение аэродинамики, и, как следствие, снижение энергозатрат.

Литература

1.Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты окружающей среды: учеб. пособие для вузов. - М.: Высш.шк., 2008. – 639с.

2.Заявка на патент на изобретение №2016138981/05. Циклон «Труба в трубе» / Е.В. Романюк, А.М. Гаврилов, Д.В. Каргашилов, А.Н. Шуткин, А.В. Калач. - № 2016138981; заявл. 03.10.2016.

3.Трубчатый пылеосадитель для взрывопожароопасных производств / О.С. Калиев, Е.В.Романюк // Сборник статей по материалам VI Всероссийской науч.-прак. конф. с международным участием «Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций», Воронеж, 26 декабря 2017 года. - С. 842-847.

4.Разработка циклона-пылеуловителя в мукомольном производстве [Текст] / Д.В. Каргашилов, А.М. Гавриленков, А.В. Некрасов, Е.В. Романюк // Вестник ВГУИТ – 2013. - № 3 – С. 13-17.

Воронежский институт – филиал Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России

E.V. Romanyuk, O.S. Kaliev, A.A. Andreev

100