Исследование закономерностей сорбционного извлечения органических загрязнителей из промышленных сточных вод цеолитами

Информатика, вычислительная техника и управление. Приборостроение. Метрология. Информационно-измерительные приборы и системы

сов, протекающих в различных оболочках Земли (литосфера, атмосфера, ионосфера).

Дальнейшие исследования целесообразно ориентировать в сторону более глубокого теоретического анализа прямых и обратных задач диагностики околоземного космического пространства, накопления статистического материала. Представляется также совершенно необходимой реализация автоматизированной информационной базы данных для российских пользователей на основе математических моделей прогнозирования состояния околоземного космического пространства во время редких геофизических явлений.

Авторы выражают благодарность Французскому космическому агентству (Centre National d'Etudes Spatiales - CNES), Французскому центру научных исследований (Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS), проф. Мишелю Пар-ро и Жану-Иву Брошо за данные спутника DEMETER, полученные нами как приглашенными исследователями.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Examples of Unusial Ionospheric Observation Made by the DEMETER Satellite over Seismic Regions / Parrot M., Berthelier J. J., Lebreton J. P., Sauvard J. A., Santolik O.,

Blecki J. // Physics and Chemistry of the Earth. Elsevier. 2006. Vol. 31. P. 486-495.

2. http://demeter.cnrs-orleans.lr/.

3. Аксенов В. И. Исследование распространения сверхдлинных радиоволн в ионосфере Земли // Известия ВУЗов. Радиофизика. 1975. Т. 18, № 9. С. 13331346.

4. Флуктуации сверхдлинных радиоволн в волноводе Земля-ионосфера / В. Г. Безродный, П. В. Блиох, Р. С. Шубова, Ю. М. Ямпольский. М. : Наука, 1984. 143 с.

5. Molchanov O. A., Hayakawa M. Seismo-Electromagnetics and Related Phenomena // History and Latest Results. Terra sci. Publ. Comp. Tokyo, 2008. 189 p.

6. Сильное землетрясение на Байкале 27 августа 2008 года : (геологические условия его возникновения, предвестники и макросейсмические последствия) / Семенов Р. М., Имаев В. С., Смекалин О. П., Чипиз-убов А. В., Оргильянов А. И. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2009. № 1. С. 51-56.

7. Буянова Д. Г., Башкуев Ю. Б, Аюров Д. Б. Вариации параметров ОНЧ сигналов на спутнике DEMTER над зонами сейсмической активности [Электронный ресурс] // Зондирование земных покровов радарами с синтезированной апертурой : электрон. сб. докл. Рос. науч. конф., (6-10 сент. 2010) / ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН. Изд. JRE (Журн. радиоэлектроники). М., 2010 г. С. 394-404. URL : http://jre.cplire.ru/jre/library/Ulan-Ude-2010/pdffiles/s2_20.pdf.

УДК 504.4054:628.3 Обуздина Марина Владимировна,

аспирант кафедры «Безопасность жизнедеятельности и экология» Иркутского государственного университета путей сообщения, тел.: 8-914-005-005-8, e-mail: angelika86@bk.ru

Руш Елена Анатольевна, д. т. н., профессор, зав. кафедрой «Безопасность жизнедеятельности и экология» Иркутского государственного университета путей сообщения, тел.: (3952) 63-83-52, e-mail: lrush@mail.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СОРБЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ЦЕОЛИТАМИ

M. V. Obuzdina, E.A. Rush

INVESTIGATION INTO CONFORMITY TO SORPTION EXTRACTION LAWS OF ORGANIC POLLUTANTS FROM INDDUSTRIAL WASTE WATER BY ZEOLITS

Аннотация. Исследованы закономерности сорбционного извлечения органических загрязнителей из промышленных сточных вод цеолитами Холинского месторождения.

Изучено влияние специальной термической и химической обработки природных цеолитов на процесс сорбции нефтепродуктов из растворов. Показано, что скорость сорбции может быть значительно увеличена за счет создания специаль-

ной поверхности адсорбции в структуре цеолитов с помощью тетраэтоксисилана (C2H5O)4Si.

Ключевые слова: сорбция, химическая обработка, органические загрязнители, цеолиты, нефтепродукт ы.

Abstact. The conformity to sorption extraction laws of organic pollutants from industrial waste water by zeolits from Holinskoe deposit is investigated.

Influence of special thermal and chemical processing of natural zeolits on sorption process of oil products from the liquid is studied. It is shown that speed of sorption can be essentially increased due to creation of special surface into structure of zeolits for adsorption ^HO)^.

Keywords: sorption, chemical processing, organic pollutants, oil products, zeolits.

Стратегией развития железнодорожного транспорта России до 2015 года предусмотрена программа реализации комплекса природоохранных мероприятий, направленных на снижение техногенной нагрузки на объекты окружающей среды на основе разработки технологий обезвреживания образующихся жидких нефтесодержащих отходов и промышленных сточных вод [1].

В локомотивных и вагонных депо вода используется в процессах наружной обмывки подвижного состава, при промывке перед ремонтом колесных пар, тележек, подшипников, других узлов и деталей в моечных машинах. Указанные процессы, соответственно, являются источниками образования промышленных сточных вод, содержащих высокие концентрации нефтепродуктов.

Анализируя современное состояние методов очистки сточных вод от нефтепродуктов, следует указать на их большое разнообразие. При этом сохраняется актуальность оптимизации существующих и поиска более совершенных методов очистки [2]. Одним из способов очистки сточных вод от нефтепродуктов является извлечение последних с помощью адсорбентов с последующей регенерацией [3, 4].

В настоящее время возрастает интерес к изучению возможности использования сорбци-онных материалов различной химической природы. Учитывая тот факт, что сорбционные методы очистки остаются одними из перспективных физико-химических методов, становится актуальным поиск новых эффективных и экономически выгодных наполнителей адсорбционных аппаратов и фильтров, сохраняющих свои свойства при различных условиях очистки промышленных сточных вод.

Наличие больших запасов природных цеолитов в Восточном Забайкалье позволило нам исследовать процессы их модификации в целях создания сорбционных материалов, эффективных к извлечению нефтепродуктов из промышленных сточных вод, а также изучения закономерностей и механизмов сорбционного извлечения органических загрязнителей.

Природные цеолиты и цеолитсодержащие породы, являясь широко распространенным и дешевым минеральным сырьем, обладают уникальным спектром физических, физико-химических и адсорбционных свойств, благодаря чему они нашли широкое применение в практике очистки природных и сточных вод.

Поскольку цеолиты являются сложными и непостоянными по составу многокомпонентными системами, их свойства существенно зависят не только от содержания цеолитовой фазы, но и от условий формирования цеолитизированных осадочных пород и характера примесей.

Холинское месторождение цеолитсодержа-щих пород по разведанным запасам, качеству минерального сырья, горно-геологическим условиям и экономическому положению представляется наиболее выгодным для промышленного освоения среди других известных месторождений в пределах Восточной Сибири [5]. Поэтому цеолиты данного месторождения послужили объектом проводимых исследований.

Цель работы - изучение возможности применения цеолитов Холинского месторождения в качестве адсорбентов нефтепродуктов из сточных вод предприятий железнодорожного транспорта и выявление общих закономерностей процессов адсорбции нефтяных соединений на природных и модифицированных цеолитах.

Полученные нами результаты минералогического, химического, рентгенофазового анализов и ИК-спектроскопии показали, что исследуемые цео-литсодержащие туфы Холинского месторождения содержат в своем составе, %: 60...66 клиноптилоли-та, 3...5 монтмориллонита, 3...5 кварца, 3...5 микроклина, 10...12 кристобалита, 10...12 рентгено-аморфной фазы.

Клиноптилолит - это цеолитовой материал, который хорошо диагностируется методом рентге-нофазового анализа по набору рефлексов на ди-фрактограмме и инфракрасной спектроскопии [6].

Характеристические полосы поглощения на ИК-спектрах цеолитов клиноптилолитового типа проявляются при волновых числах 607 см-1 и 1202 см-1, что характеризует колебания внешне-тетраэдрических 81-О-А1-связей.

Информатика, вычислительная техника и управление. Приборостроение. Метрология. Информационно-измерительные приборы и системы

Текстурно-геометрические характеристики цеолитов этого месторождения свидетельствуют об их высокой пористости - 40,87 % при среднем радиусе пор (по объему) - 0,3617 мкм и поверхности микропор - 6,214 мкм. Насыпная плотность составляет 1,007-0,77 89-103 кг/м3. Размеры входных окон от 3 до (10... 13)-10 10 м. Диаметры пор не превышают 10 А. Объем сорбционного пространства составляет 0,037 - 0,121 10-1 м3/кг, предельный сорбционный объем 0,356-0,217-10-1 м3/кг, микропористость 24-51 %, статическая вла-гоемкость 3,0-8,6 % .

Основу структуры природных цеолитов составляет каркас из алюмокремнекислородных тетраэдров [А1, 81]04, в которых каждый из четырех атомов кислорода, находящийся в вершинах тетраэдра, одновременно принадлежит двум смежным тетраэдрам, что обеспечивает такой структуре сравнительно большую прочность. Атомы кремния и алюминия размещаются в центрах тетраэдров.

Основной особенностью структуры цеолитов является наличие в каркасе больших пустот, объединяющихся в своеобразные открытые каналы. В каналах находятся катионы, уравновешивающие отрицательный заряд тетраэдров [А1, 81]04, а также молекулы воды, которые сравнительно слабо связаны с каркасом и катионами и могут подобно катионам удаляться и замещаться без разрушения связей каркаса. Цеолиты относятся к разряду микропористых сорбентов с размером микропор 0,5-1,5 нм. Кремнекислородные и алюмокислородные тетраэдры в структу-ре-цеолита упакованы довольно рыхло, и образующиеся между ними пустоты заполнены водой, которую можно удалить путем нагревания цеолита, не разрушая при этом его каркаса. Свободные от воды поры могут быть заполнены различными веществами, эффективные размеры которых не превышают диаметра входного окна.

Эти особенности и определяют уникальные свойства минералов данного класса: молекулярно-ситовой, разделяющий эффект, высокую сорбци-онную и каталитическую способности. Каркасы цеолитов являются открытыми структурами, в которых отдельные звенья расположены менее плотно, чем у других алюмосиликатов. Кроме того, система регулярных каналов и сообщающихся полостей значительно увеличивает их поверхность [7]. Дегидратированные образцы способны сорбировать молекулы различных веществ, размеры которых не превышают диаметра входных пор. В процессе адсорбции и ионного обмена цеолиты

проявляют тенденцию к селективному поглощению определенных молекул и ионов.

Одним из перспективных направлений в очистке сточных вод является создание более эффективных сорбентов путем модификации поверхности материалов природного происхождения с целью расширения спектра извлекаемых из водных сред примесей [8].

Поэтому нами были изучены сорбционные свойства образцов природных цеолитов Холин-ского месторождения и образцов, термически и химически модифицированных по отношению к нефтепродуктам.

Концентрация нефтепродуктов в реальных сточных водах локомотивных депо ВСЖД - филиала ОАО «РЖД» колеблется в пределах от 20 мг/л до 125 мг/л. Процессы сорбции нефтепродуктов на природных и модифицированных цеолитах изучались на модельных растворах с исходными концентрациями органических загрязнителей (мг/л) 27, 64, 114 соответственно.

Количественный и качественный составы нефтепродуктов определяли в сточных водах методами инфракрасной спектроскопии (ИКС), газожидкостной хроматографии (ГЖХ), а также гравиметрического анализа.

Методика проведения экспериментов по адсорбционной очистке сточных вод достаточно апробирована. Поэтому изучение процессов сорбции в статических и динамических условиях проводили известными методами [9].

Адсорбционную способность (Ац) цеолитсо-держащих туфов Холинского месторождения по отношению к нефтепродуктам сравнивали с адсорбционной способностью (Ау) активированного угля марки БАУ, который широко применяется в качестве адсорбента в системах очистки нефте-содержащих сточных вод (рис. 1).

Величину адсорбции находили по разнице содержания нефтепродуктов в сточной воде до и после адсорбции. Максимальная адсорбционная емкость для природных цеолитов наблюдается в течение 30-40 минут, для активированного угля -в первые 15 минут.

После статистической обработки результатов исследования получены следующие регрессионные зависимости:

А = 0,9889 - 0,0031 - 0,00002^2,

-акт. уголь

20 40 60

продолжительность, мин

Рис. 1. Кривые сорбционной емкости цеолитсодержащих туфов и активированного угля в зависимости от продолжительности контакта £ с нефтепродуктами, присутствующими в модельных сточных водах с исходной концентрацией 27 мг/л

Критерии статистической значимости зависимостей (1) и (2): коэффициент детерминации R2, скорректированный коэффициент детерминации

Я2, критерий Дарбина - Уотсона DW, средне-

квадратическая ошибка о2, средняя абсолютная ошибка А приведены в табл. 1.

Применение метода термографического анализа позволило дать оценку термической устойчивости цеолитсодержащих туфов Холин-ского месторождения.

Нами установлено, что на термограмме наблюдается два эндотермических эффекта, связанных с потерей адсорбированной (160-240 °С) и конституционной воды (400-550 °С). При этом теряется до 4,8 % массы. Экзотермический эффект

при 800-900 °С свидетельствует о разрушении структуры клиноптилолита.

Таким образом, можно предполагать, что с потерей адсорбционной и конституционной воды адсорбционная емкость цеолитсодержащих туфов должна увеличиться. Поэтому первым этапом проводимых исследований, направленных на изучение сорбционных свойств цеолитов, подверженных модифицированию различными способами, стала термическая модификация.

Влияние температуры предварительного обжига на сорбционную емкость цеолита клиноп-тилолитового типа Холинского месторождения по отношению к нефтепродуктам, присутствующим в модельных водах (см. табл. 2), можно описать следующей регрессионной зависимостью

А = 0,90376 + 0,0055Г - 0,00001Г2

Представленные результаты (табл. 2) свидетельствуют о том, что сорбционная емкость цео-литсодержащего туфа максимальна при его термической обработке при температуре 350 °С, а при увеличении температуры обработки до 600 °С она резко снижается. Вероятно, это связано с удалением при температуре 350 °С воды, координационно связанной с обменными катионами и кислородным каркасом, а также с высвобождением микрокапилляров, что и приводит к увеличению поверхности адсорбции.

При температуре 600 °С и выше протекает процесс конденсации ОН-групп, при этом разрушаются функциональные активные центры в

Таблица 1

Критерии статистической значимости регрессионных зависимостей

Формула Я2, % Я2, % DW о2 А, мг/г

(1) 92,34 84,77 2,70 0,073 0,042

(2) 85,89 71,73 2,87 0,136 0,076

(3) 91,39 87,95 1,61 0,153 0,108

(4) 96,52 93,04 3,05 0,033 0,018

(5) 95,77 91,55 3,35 0,033 0,017

(6) 98,86 98,71 1,34 0,0115 0,082

(7) 98,40 98,20 1,77 0,136 0,096

1.4

2 1. 2

0. 8

0. 6

0 4

0 2

0

0

80

Таблица 2

Влияние температуры предварительного обжига на сорбционную емкость цеолита Холинского месторождения_

Температура обжига Т, °С Сорбционная емкость Ац, мг/г Температура обжига Т, °С Сорбционная емкость Ац, мг/г

0 0,97 350 1,48

100 1,17 400 1,44

200 1,32 600 0,15

Информатика, вычислительная техника и управление. Приборостроение. Метрология. Информационно-измерительные приборы и системы

структуре клиноптилолита, и адсорбционная емкость резко снижается. Следовательно, цеолитсо-держащий туф, термически модифицированный при температуре 350 °С, может быть рекомендован в качестве сорбента или фильтрующего материала при очистке нефтесодержащих сточных вод в практических условиях.

Регенерацию термически модифицированных цеолитов осуществляли промывкой горячей водой с последующим их обжигом при температуре 350 °С в течение 30 минут. После обжига цеолиты приобретали рыхлую структуру и полностью восстанавливали свои сорбционные свойства.

Следующий этап исследований был направлен на изучение возможности химической модификации цеолитов клинптилолитового типа для получения материалов, обладающих более высокой адсорбционной способностью по отношению к нефтепродуктам, чем природные цеолиты. Высокая гидрофильность природного цеолита - фактор отрицательный, так как при этом ухудшаются его нефтепоглотительные свойства.

В качестве модификаторов поверхности исходных (природных) цеолитов нами впервые предложены ГМДС - гексаметилдисилазан [(СН3)381]2КН и ТЭОС - тетраэтоксисилан (С^О^Х.

Условия модифицирования были выбраны таким образом, чтобы закрепить молекулы модификаторов на поверхности цеолита. Оптимальные параметры процесса модифицирования цеолита указанными соединениями устанавливались экспериментальным путем.

Выявлено, что на количество модификатора, фиксировавшегося на поверхности цеолита, оказывает влияние продолжительность обработки.

Строение модифицированных цеолитов устанавливалось методом ИК-спектроскопии. Полученные ИК-спектры характеризуются полосами поглощения при 470 (81-0); 820 (ОН-группы); 1000-1200 (81-0-81); 3400-3600 (адсорбированная вода) см-1. Фиксация модифицирующих веществ на поверхности цеолита характеризуется на ИК-спектрах появлением новых полос поглощения при 1700 (С-О); 1050 (С-О-С); и 780 (ОН-группы) см-1.

Изучены адсорбционные свойства химически модифицированных цеолитов по отношению к нефтепродуктам (рис. 2). Экспериментально определено, что модификация ГМДС, или ТЭОС, способствует возрастанию нефтеемкости цеолита в 1,2 раза в статических условиях по сравнению с природным цеолитом.

Процесс адсорбции нефтепродуктов из сточных вод цеолитами, модифицированными ГМДС и ТЭОС, исследован при оценке влияния различных факторов - времени контакта сорбента с раствором, рН среды

Аэос = 1,0280 + 0,1795рН - 0,0138рН2,

АГЭОС = 0,0218 + 0,0254С.

-4-ГМДС -»-ТЭОС

рН

м

-±-гмдс —♦—тэос

концентрации, мг/л

Рис. 2. Зависимости сорбции нефтепродуктов цеолитом, модифицированным ГМДС и ТЭОС от величины рН

Представленные результаты свидетельствуют о том, что максимальной адсорбционной способностью по отношению к нефтепродуктам обладает цеолит, модифицированный ТЭОС, что позволяет рекомендовать его для практического использования в технологии очистки сточных вод.

Проведены лабораторные испытания модифицированного ТЭОС цеолита в динамических условиях. Установлено, что динамическая нефте-емкость модифицированного цеолита смеси фракций 2 мм и 5 мм составляет 2,2 мг/г, что превышает соответствующие показатели немодифициро-ванного цеолита в 1,5 раза.

На основе полученных нами результатов по изучению закономерностей сорбционного извлечения нефтепродуктов из модельных сточных вод модифицированными ТЭОС цеолитами сделан ряд предположений о возможном механизме протекающих процессов.

В цеолитах клиноптилолитового типа, к которым относятся исследуемые нами цеолиты Хо-линского месторождения, кубооктаэдры связаны между собой шестичленными кислородными мостиками. Для них характерна гранецентрирован-ная решетка. Большие полости эллиптически вытянуты. Каждая полость имеет 4 выхода, образованных 12-членными кислородными кольцами диаметров 8-9 А. Объем большой адсорбционной полости цеолита равен 822 А3. В каждой элементарной ячейки цеолита содержится по 8 больших и 8 малых полостей. Предельный адсорбционный объем составляет 0,356 см3/г. Эти цеолиты адсорбируют большинство компонентов сложных смесей, а именно все типы углеводородов [10].

Характер взаимодействия молекул адсорб-тива с адсорбентом в большей степени зависит от химической природы адсорбента. Специфическое взаимодействие н-углеводородов проявляется не так интенсивно, как в случае молекул со сосредоточенной на периферии электронной полостью. В этом случае происходит повышении энергии адсорбции этих молекул по сравнению с молекулами, близкими к ним по геометрической структуре, но не обладающими особенностями локального распределения электронной полости [11].

В тонких порах цеолитов, размеры которых по порядку величин соизмеримы с размерами адсорбируемых молекул, поля адсорбционных сил, создаваемые противоположными стенками пор, перекрываются. В результате в таких порах происходит повышение адсорбционных потенциалов и рост дифференциальных теплот адсорбции, а следовательно, значительно возрастают и величины адсорбции. Отличие цеолитов от активных углей заключается в гетерополярном характере поверхности пор алюмосиликатов и нахождении в полостях цеолитов ионообменных катионов, компенсирующих избыточные отрицательные заряды алюмосиликатного скелета цеолитов. Цеолиты образуют особую разновидность пористых адсорбентов со специфическими особенностями адсорбционных взаимодействий и различным характером заполнения адсорбционного пространства по сравнению с непористыми адсорбентами.

Цеолиты как сорбенты обладают двумя главными особенностями: молекулярно-ситовым действием и высокой избирательной способно-

стью к молекулам, способным к специфическому взаимодействию. Оба эти фактора оказывают решающее влияние на кинетику сорбции [12].

По скоростям сорбции вещества можно разделить на три группы. К первой группе относятся вещества, диаметр молекулы которых значительно меньше диаметра входных окон цеолита. Диаметр молекул веществ второй группы близок к диаметру входных окон цеолитов. К третьей группе относятся вещества, диаметр молекул у которых заметно больше диаметра входных окон. Вещества этой группы могут сорбироваться лишь на внешней поверхности кристаллов цеолита. В то же время близкие размеры молекул различных веществ еще не определяют равные скорости их сорбции, т. к. помимо молекулярно-ситового действия большое влияние оказывает химическая природа адсорбата, его способность к специфическому взаимодействию с цеолитом. На кинетику сорбции большое влияние оказывают такие факторы, как степень заполнения цеолита, условия модификации и температура.

Таким образом, результаты проведенных нами теоретических и экспериментальных исследований позволяют предположить, что при извлечении нефтепродуктов модифицированным ТЭОС клиноптилолитом Холинского месторождения осуществляется процесс, протекающий по сложному механизму, имеющему следующие стадии: стадия подвода вещества к зерну адсорбента; внешнедиффузионная стадия кинетики массопе-реноса; стадия перемещения вещества внутри зерна.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Афанасьев О. М., Панин А. В. Снижение экологических рисков производственной деятельности предприятий железнодорожного транспорта путем внедрения технологии переработки образующихся жидких нефтесодержащих отходов // Безопасность жизнедеятельности. 2009. № 6. С. 22-29.

2. Бордунов В. В, Бордунов С. В., Леоненко В. В. Очистка воды от нефти и нефтепродуктов // Экология и промышленность России. 2005. № 8. С. 24-26.

3. Герасимова В. Н. Природные цеолиты как адсорбенты нефтепродуктов // Химия в интересах устойчивого развития. 2003. № 11. С. 481-488.

4. Свиридов А. В., Ганедных Е. В., Елизаров В. А. Алюмосиликатные сорбенты в технологиях очистки воды // Экология и промышленность России. 2009. № 11. С. 28-30.

5. Котов П. А. Месторождения Забайкалья. М. : Гео-информмарк, 1995. 280 с.

6. Смит. А. Прикладная ИК-спектроскопия. М. : Мир, 1982. 327 с.

Информатика, вычислительная техника и управление. Приборостроение. Метрология. Информационно-измерительные приборы и системы

7. Тарасевич Ю. И. Природные сорбенты в процессах 10. очистки воды. Киев : Наук. Думка, 1989. 222 с.

8. Очистка от нефтепродуктов природными цеолитсо-держащими туфами / Хараев Г. И, Хантургаева Г. И, 11. Захаров С. Л, Ширетова В. Г. // Безопасность жизнедеятельности. 2007. № 2. С. 29-32. 12.

9. Смирнов А. Д. Сорбционная очистка воды. М. : Химия, 1982. 168 с.

Челищев Н. Ф. Беренштейн Б. Г., Володин В. Ф. Цеолиты - новый тип минерального сырья. М. : Недра, 1987. 176 с.

Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М. : Мир, 1984. 306 с. Дубинин М. М. Адсорбция и пористость. М. : ВАХЗ. 1982. 172 с.

УДК 621.928.93+004.67+004.421 Кулакова Ирина Михайловна,

к. т. н., доцент Ангарской государственной технической академии (АГТА),

тел. (3955)674396, факс (3955)673418 Жабей Анна Аликовна, к. т. н., инженер-программист, ИАЗ - филиал ОАО «Корпорация «ИРКУТ»,

тел. 79086513531, е-mail: zhabey@mail.ru Кулаков Алексей Юрьевич,

аспирант каф. автоматизации и электроснабжения промышленных предприятий (А и ЭПП) АГТА,

Руш Елена Анатольевна, д. т. н., проф., зав. каф. «Безопасность жизнедеятельности и экология» ИрГУПС,

е-mail: lrush@mail.ru, Асламова Вера Сергеевна, д. т. н., проф., зав. каф. А и ЭПП АГТА, е-mail: weras@agta.mail.ru

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАСЧЕТА

ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕЙ

I.M. Kulakova, A.A. Gabey, A. Yu. Kulakov, E.A. Rush, V.S. Aslamova

COMPUTER-AIDED SYSTEM OF DUST EXTRACTOR RESEARCH AND TECHNOLOGICAL ESTIMATION

Аннотация. Представлена автоматизированная система исследования и технологического расчета пылеуловителей, в состав которой входят: автоматизированные подсистемы технологического расчета пылеосадительных камер, циклонов и скрубберов; база данных для хранения технологических и конструктивных характеристик пылеуловителей, физико-химических свойств газов, жидкостей и пылей; модуль для управления данными; подсистема обработки экспериментальных данных седиментационного анализа пыли. Система позволяет снизить трудоемкость обработки данных, выбрать оптимальные режимы функционирования пылеуловителей, сократить сроки исследования.

Ключевые слова: автоматизированная система, пылеосадительная камера, циклон, скруббер, база данных, модуль для управления данными, седиментационный анализ пыли.

Abstract. This article presents the computer-aided system of dust extractor research and techno-

logical estimation, which include: computer aided subsystem of technological calculation of dust chamber, cyclones, and scrubbers; database for keeping technological and design characteristics of dust extractor; physical and chemical properties of gas, liquid, and dust, module for data management, subsystem for experimental data processing about analysis of dust sedimentation.

It is shown that this system can essentially decreased the labour intensity and choice the optimal operating conditions for dust extractors.

Keywords: computer-aided system, dust chamber, cyclones, scrubbers, database, module for data management, analysis of dust sedimentation.

Совершенствование газоочистного оборудования - одна из наиболее важных задач в области природоохранной деятельности, поскольку эффективность применяемых систем пылеочистки не всегда соответствует нормам ПДК. При разработке пылеочистных устройств важно выбрать наибо-