Статья:

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА НОРМАЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ НА ПРИМЕРЕ БЕТОННО-СМЕСИТЕЛЬНОГО УЗЛА

Конференция: CLXXIII Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Точенов Д.С. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА НОРМАЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ НА ПРИМЕРЕ БЕТОННО-СМЕСИТЕЛЬНОГО УЗЛА // Молодежный научный форум: электр. сб. ст. по мат. CLXXIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 22(173). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_interdisciplinarity/22(173).pdf (дата обращения: 28.01.2023)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА НОРМАЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ НА ПРИМЕРЕ БЕТОННО-СМЕСИТЕЛЬНОГО УЗЛА

Точенов Денис Сергеевич
студент, Курский государственный университет, РФ, г. Курск
Меркулова Е.В.
научный руководитель, Курский государственный университет, РФ, г. Курск

 

Аннотация. Выбор технических средств нормализации микроклиматических параметров воздуха рабочей зоны обусловливается особенностями технологического процесса. Для создания требуемых параметров микроклимата в производственном помещении применяют системы вентиляции и кондиционирования воздуха, а также различные отопительные устройства

 

Ключевые слова: воздух рабочей зоны, пыль, система аспирации.

 

По химическому составу чистый атмосферный воздух представляет собой механическую смесь газов: кислорода, углекислого газа, азота, а также целого ряда инертных газов (аргон, гелий, криптон и др.) В атмосферном воздухе содержатся  (% по объему): азот – 78,08; кислород – 20,95; аргон, неон и других инертные газы – 0,93; углекислый газ – 0,03; прочие газы – 0,01. Воздух такого состава наиболее благоприятен для дыхания. 

Воздух рабочей зоны редко имеет приведенный выше химический состав, так как многие технологические процессы сопровождаются выделением в воздух производственных помещений вредных веществ – паров, газов, твердых и жидких частиц. Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы вещества – дисперсные системы –  аэрозоли, которые делятся на пыль (размер твердых частиц более 1 мкм), дым (менее 1 мкм) и туман (размер жидких частиц менее 10 мкм). Пыль бывает крупно- (размер частиц более 50 мкм), средне- (50 -  10 мкм) и мелкодисперсной (менее 10 мкм).

Поступление в воздух рабочей зоны того или иного вредного вещества зависит от технологического процесса, используемого сырья, а также от промежуточных и конечных продуктов. Так, пары выделяются в результате применении различных жидких веществ, например, растворителей, ряда кислот, бензина, ртути и т. д. а газы – чаще всего при проведении технологического процесса, например, при сварке, литье, термической обработке металлов.

Пыль образуется при дроблении и размоле, транспортировании измельченного материала, механической обработке хрупких материалов, отделке поверхности (шлифовании, глянцевании), упаковке и расфасовке и т. п. Эти причины пылеобразования являются основными, или первичными.

К методам нормализации параметров воздуха рабочей зоны относят [1]:

1. Снижение концентрации вредных веществ в источнике их возникновения путем герметизации неразъемных соединений сваркой или пайкой, уплотнением разъемных соединений.

2. Вентиляция – организованный воздухообмен, заключающийся в удалении из помещения загрязненного теплого или важного воздуха и подаче вместо него свежего или охлажденного.

3. Герметизация технологического оборудования.

4. Дистанционное управление технологическим оборудованием.

Удельное количество пыли неорганической, выделяемое при работе бетоносмесителя составляет 0,1 г/кг смешиваемых материалов, поэтому они должны быть оборудованы системой аспирации (например, АС-4, АС-6) с вентиляторами FTFV производительностью 2000 м3/час, очистка от пыли производится с помощью фильтров CFM-30 со степенью очистки 95%.

Цементная пыль — концентратор токсичных веществ. Среднесменная концентрация пыли в воздухе рабочей зоны ПДК равна 8 мг/м3. В атмосферном воздухе населённых мест максимально разовая ПДК равна 0,3 мг/м3 и среднесуточная 0,1 мг/м3.

Остаточное содержание пыли в очищенном газе не должно превышать 25 мг/м3.

Рассмотрим один из способов нормализации воздуха РБУ

 

Рисунок 1. РБУ

 

Система аспирации – это вытяжная вентиляция, которая удаляет пылевые частицы из рабочей зоны, где образуется максимальное загрязнение, а также приточная вентиляция - добавляет воздух в чистую зону производственного помещения.

Промышленная система аспирации должны очищать производственное оборудование: конвейеры; бункеры; дозаторы материалов.

Система аспирации обеспечивает всасывание воздуха непосредственно в зоне загрязнения путем создания значительного разрежения и его фильтрацию с последующим отведением в атмосферу или возвратом в помещение. Удаление загрязненных воздушных масс обеспечивается по отдельным воздуховодам, которые проложены со значительным углом наклона. Такой способ прокладки позволяет предотвратить образование застойных зон, в которых могли бы скапливаться загрязнения.

Аспирационная установка – это комплекс оборудования, в состав которого входят [3]:

– устройство воздухозабора (местный отсос) – в качестве устройства воздухозабора применяются зонты, бортовые отсосы, укрытия;

– вентилятор в системе аспирации – должен обладать высокой мощностью для создания необходимого уровня разрежения;

– оборудование для фильтрации, с помощью которого осуществляется отделение загрязнений из состава воздуха – в качестве такого оборудования применяют циклоны, фильтры пылеуловители и т. д.;

– накопитель отходов – емкость, в которой загрязнения накапливаются для последующего удаления.

На рисунке 2 представлена схема аспирации БСУ.

 

Рисунок 2. Система аспирации БСУ

 

Система аспирации пыли работает в тесной интеграции с вентиляционной системой. Приточная вентиляция должна обеспечить достаточную подачу свежего воздуха для замещения объема отводимых загрязненных воздушных масс.

Для нормализации параметров воздуха рабочей зоны успешно применяется установка пылеулавливающая двухступенчатая (патент № 2017145039). Схема установки приведена на рисунке 3.

 

Рисунок 3. Установка пылеулавливающая двухступенчатая [2]

 

Данная модель газо-пылеулавливающего оборудования относится к современной технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов, и предназначено для центральных систем аспирации. Технический результат – повышение эффективности пылеулавливания, обеспечение пожаробезопасности и надежности процесса пылеулавливания.

Установка пылеулавливающая двухступенчатая работает следующим образом [2]:

Запыленный газовый поток подается через патрубок 10 в акустическую колонку 8, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления 12. В звуковой колонке 8 происходит отделение от воздуха пылевых частиц, так как под действием звукового поля и связанных с ним колебательных процессов, происходящих в воздушной среде, пылевые частицы коагулируются, а крупные частицы оседают вниз колонны, откуда воздушный поток поступает на вторичную очистку в циклоне через воздуховод 9 на ввод 1. Здесь он закручивается за счет тангенциального периферийного ввода и винтообразной крышки 3. Затем направляется по нисходящей винтовой линии вдоль стенок аппарата. В результате чего частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз в коническую часть 6 корпуса для сбора уловленной пыли. Предварительно очищенный воздух выводится из циклона через выходной патрубок 4. При этом легкие, мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в конической части корпуса, задерживаются на тонком фильтре 17, связанном с ним воздуховодами 2 и 7.

После предварительной очистки в циклоне 5 газ поступает в короб 13 для входа загрязненного воздуха в тонкий фильтр 17, затем в блок фильтров 14 с фильтрующими элементами 15 рукавного типа. Пыль осаждается на внутренней поверхности рукавов и периодически сбрасывается с них системой регенерации 18 фильтрующих элементов, выполненной в виде рамы встряхивания с вибратором. Пыль ссыпается в бункер 20, откуда через шлюз посредством шнекового механизма выгрузки удаляется из фильтра. Для обслуживания фильтра предусмотрены лестница 19 и площадка. Устройство выгрузки может быть двух типов: выгрузка на базе шнекового транспортера и выгрузка на основе цепного транспортера. Установка комплектуется шкафом управления с микропроцессором, управляемым системами регенерации, выгрузки и пожаротушения.

Сигналы от датчика 21 температуры, аварийного датчика уровня пыли 22, теплового автоматического датчика-извещателя 23 поступают на вход общего микропроцессора 24, размещенного в шкафу управления 25 (фиг. 2); при этом блок управления 28 системой пожаротушения и блок управления 30 системой регенерации рукавных фильтров также связаны электронной связью с общим микропроцессором 24. При отклонениях контролируемых параметров технологического процесса, зарегистрированных соответствующими датчиками, общий микропроцессор 24 вырабатывает управляющие сигналы для блока управления системой пожаротушения и блока управления системой регенерации рукавных фильтров.

К недостаткам такой системы относится то, что большой процент сырья уходит в зону образования отходов. Для решения этой проблемы существует метод вторичного использования отхода. Цементной пыли образуется до 1 % от общего количеств.

Пыль, уловленная обеспыливающими установками, является ценным сырьем для получения строительных материалов и поэтому должна возвращаться в технологические линии. Утилизация уловленной пыли на производстве является одним из условий создания безотходных производств [4].

Наибольший интерес представляет использование пыли в строительной отрасли, что может быть решено путем использования пыли в качестве добавки при помоле цемента, обжига ее в отдельной печи, работающей по сухому способу производства.

Пыль, уловленная фильтрами, может служить основным компонентом различных смешанных вяжущих. Ее активизируют добавками портландцементного клинкера, гипса и доменных гранулированных шлаков. Для активного проявления вяжущих свойств в композициях пыли с гипсом, шлаком и другими добавками она должна содержать достаточное количество свободного оксида кальция.

Компоненты, составляющие цементную пыль, гидратируются при запаривании и активно реагируют с кремнеземом, образуя гидросиликаты и гидроалюмосиликаты. Это позволяет частично или полностью заменять известь в производстве силикатных кирпича и бетонов, что значительно повышает их прочность. Применение цементной пыли эффективно и при изготовлении ячеистых силикатных бетонов. Также цементная пыль может использоваться для производства окрашенного медицинского стекла и получения на листовом стекле тонких теплозащитных пленок с коэффициентом поглощения в ИК-диапазоне спектра 39-25%.

Вторичное использование отходов производства дает предприятию не только экономию ресурсов, но и защиту окружающей среды от производственных выбросов

 

Список литературы:
1. Методы и средства нормализации параметров воздуха рабочей зоны– Текст: электронный // Vuzlit: [сайт]. – URL: https://vuzlit.ru/787837/metody_sredstva_normalizatsii_parametrov_vozduha_rabochey_zony (дата обращения 20.11.2021).
2. Патент № 2 666 409 Российская Федерация, МПК B04C 9/00 (2006.01). Установка пылеулавливающая двухступенчатая: № 2017145039; заявл. 21.12.2017; опубл. 07.09.2018/ Кочетов О. С.; заявитель и патентообладатель Кочетов О. С.; - 20 с.: ил. – Текст: непосредственный.
3. Системы аспирации воздуха на производстве – Текст: электронный // ООО «Акрукс»: [сайт]. – URL: https://www.akruks.net/article/sistema_konditsionirovanija/p555-sistemy-aspiracii/ (дата обращения 20.11.2021).
4. Утилизация цементной пыли – Текст: электронный // Pandia: [сайт]. – URL: https://pandia.ru/text/80/459/58998.php (дата обращения 20.11.2021).