Высокоэффективные системы очистки аспирационных и вентиляционных выбросов на взрывопожароопасных производствах

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ АСПИРАЦИОННЫХ И ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ НА ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ

ПРОИЗВОДСТВАХ

Е.В. Романюк, к.т.н., доцент Ю.В. Красовицкий Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Одной из актуальных проблем промышленных производств, связанных с образованием и обращением горючих пылей, является разработка эффективных мероприятий, повышающих взрывопожаробезопасность технологических процессов и оборудования. В соответствии с Федеральным законом № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» разработка систем пылеулавливания относится к техническим решениям по исключению условий образования горючей среды при проведении технологических процессов. Несмотря на многообразие существующих конструкций пылеулавливающих устройств и схем их включения в аспирационные линии на сегодняшний день проблемы взрывопожароопасности многих производств остается нерешенной. Это связано, прежде всего, с задачами по адаптации этих систем к конкретным производствам с учетом свойств улавливаемой пыли. С учетом этого и в рамках требований указанного выше закона была поставлена задача по усовершенствованию режимов работы существующих систем аспирации и вентиляции, а также разработка оригинальных решений в области улавливания и утилизации пыли.

Для решения этой задачи были разработаны и запатентованы новые конструкции фильтровальных устройств, представленные на рисунке 1 (Патент на изобретение № 105200) и рисунке 2 (патент на изобретение № 2474463).

В представленной на рисунке 1 конструкции фильтровального элемента, совмещающего в себе эффект фильтрования и циклонирования, корпус выполнен в виде усеченного конуса, расширяющегося к низу, а фильтровальный элемент - сужающегося. В данном элементе центробежная сила Рц (рис. 1), действующая на частицы пыли направлена нормально по отношению к оси вращения пылегазового потока и в связи с непараллельностью стенки камеры запыленного газа и оси вращения Рц раскладывается на две составляющие: нормальную составляющую Рн (силу давления) и тангенциальную составляющую Рт. Сила давления частицы на стенку Рн уменьшается, что снижает вероятность отскока частицы от стенки. Появление тангенциальной составляющей центробежной сила Рт приводит к росту результирующей силы, обуславливающей ее движение вниз. Данная конструкция позволяет повысить эффективность работы устройства и снизить энергозатраты при эксплуатации устройства.

Рис. 1 Фильтр-циклон: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 -крышка между камерами; 4 -камера запыленного газа; 5, 11 - камера очищенного газа; 6 - входной патрубок;

7 - выходной патрубок; 8 - фильтровальный элемент; 9 - крепление элемента;

10 - вал; 12 - кольцеобразный патрубок для удаления осадка

На рисунке 2 представлен насыпной комбинированный фильтр (НКФ) с продувочными трубками [2]. Конструкция фильтра позволяет оперативно менять сменную фильтровальную кассету, что обеспечивает мобильность и непрерывность работы технологического оборудования.

А

Рис. 2. Насыпной комбинированный фильтр: 1- корпус фильтра; 2- корпус сменной кассеты фильтра; 3 - металлическая сетка; 4- фильтровальная ткань; 5 - ограничители толщины слоя; 6 - резиновая уплотнительная прокладка; 7 - распределительное устройство; 8

- камера запыленного воздуха; 9- коллектор запыленного воздуха; 10 - коллектор очищенного воздуха; 11- патрубок сбора уловленной пыли; 12- зернистые (фильтровальные) слои различного гранулометрического состава; 13 - регенерирующие патрубки (дополнительные передвижные коммуникации для импульсной регенерации зернистых слоев); 14- пружинные клапаны; 18 - штуцера для регенерирующего агента; 16 -металлическая решетка; 15, 17- крепежные болты.

Главным достоинством указанной выше конструкции является возможность создания замкнутых систем очистки, т.к. в качестве фильтровального материала может быть использован сыпучий материал одного химического состава с улавливаемой пылью. Это актуально для производств, где в большом количестве используются горючие сыпучие материалы. При этом фильтр выполнен таким образом, чтобы исключить возможность образования горючей аэровзвеси в самих системах аспирации. Отработанный материал может быть отправлен обратно в производственный процесс в качестве сырья.

Предложенные технические решения прошли апробацию на производстве, в результате которой были получены экспериментальные данные, подтверждающие заявленный эффект.

Конструкция НКФ была разработана и оптимизирована, что позволило предложить усовершенствованный вариант НКФ и схему включения его в производственную технологическую линию, показанную на рисунке 3.

7 4 в

Рис. 3. Схема включения НКФ в технологическую линию: 1 - первая ступень очистки - батарейный циклон; 2 - насыпной комбинированный фильтр; 3 - газодувка; 4 - транспортирующая цепь; 5 - клапан; 6 - приводная станция транспортера; 7 - натяжная станция транспортера; 8 - электродвигатель; 9 - буферная

камера пневморегенерации

Разработанные системы и полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод о наличии новых технических способах и технологических режимах снижения взрывопожароопасности производств пищевой, химической, горнодобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях.