Подбор пылеулавливающего оборудования на асфальтобетонном заводе (стр. 2 из 6)
1.3 Технологическая последовательность
Минеральные материалы поступают железнодорожным или автомобильным транспортом на завод, разгружаются как правило на площадке с твердым покрытием в отдельные помещения, откуда по подземной галерее с помощью транспорта и ленточного конвейера подается в агрегаты питания. Каждый агрегат предназначен для хранения отдельного минерального материала. В последующем с помощью ленточного конвейера (холодный элеватор) минеральные материалы поступают в сушильный барабан, где подогреваются до температуры t ≈ 200°С и далее с помощью горячего элеватора подаются на грохот, с помощью которого разделяются на отдельные составляющие, поступающие в бункера- дозаторы. Битум поступает железнодорожным транспортом, разгружается в битумохранилища, нагревается в нем до текучего состояния, стекает в приямок и с помощью насоса закачивается в битумоплавильные котлы. В битумоплавильных котлах при t ≈ 100°С битум обезвоживается и в последующем разогревается до t ≈ 150-170°С и подается в дозировочный бак. Минеральный порошок поступает на завод автомобильным транспортом, загружается в специальные хранилища, откуда перекачивается пневмотранспортом в агрегат питания.
В последующем отдозированные каменные материалы, а также битум, поступают в смеситель (13). В смесителе минеральные материалы перемешиваются от 10 до 30 секунд между собой, впрыскивается в смеситель битум, после чего продолжается смешение битума с минеральными составляющими в течение 30-40 секунд в зависимости от типа приготавливаемой смеси. Чем больше содержание крупного заполнителя в составе асфальтобетонной смеси, тем меньше время перемешивания. Время перемешивания связано также с вязкостью используемого битума. Температура приготовления смеси выгружается в автотранспортное средство или в бункер-накопитель готовой смеси.
1.4 Выбросы и их подавление
При разгрузке минеральных материалов в силосы выделяется много пыли, которую целесообразно отсасывать в верхней части силосных складов. При просушивании и нагревании песка и щебня выделяется большое количество пыли и несгораемых частиц жидкого топлива. Основными местами интенсивного пылевыделения является дымовая труба, загрузочная и разгрузочная коробки сушильного барабана, а также места загрузки, разгрузки, грохотания сухих минеральных материалов. Санитарными нормами допускается максимальная запыленность слоя воздуха на высоте 1,6 м от поверхности земли - 0,5 мг\м3.
Главной задачей охраны окружающей среды является обеспечение нормальной работы пылеочистных установок на заводе, т.к. пыль является основным источником загрязнения. Источники загрязнения делятся на организованные и неорганизованные. Первые выбрасывают вредные вещества в атмосферу трубы или шахты, вторые - с больших площадей (склады каменных материалов). Существуют источники загрязнения водой среды: от поверхностного стока с территории завода; оборотная вода от промывки материала.
Основными источниками загрязнения атмосферы являются выбросы аэрозолей из сушильных барабанов. Происходят разовые выбросы аэрозолей при хранении наполнителя и его обработке, с дорог на территории завода и выбросы пахучих смолистых веществ с мест хранения асфальта и установок для его смешивания.
Величина выброса из сушильных барабанов зависит от размера гранул наполнителя и типа применяемого топлива. Выбросы в отсутствие подавления в среднем составляют примерно 20 кг/т наполнителя. Выбросы составляют относительно крупные частицы, размер более 50 % из них превышает 20 мкм и зависит от используемого наполнителя. Выбросы из сушильных барабанов улавливаются либо скрубберами, либо рукавными фильтрами, перед которыми расположены циклоны. Эти устройства уменьшают выбросы более чем на 99 %.
Пыль образуется при работе сушильного барабана (на входе) и сит на смесителе (грохота), элеватора горячего материала. В составе пыли почти 50% зерен менее 71 мкм (минеральный порошок), при этом частицы с размером зерен 50-70 мкм улавливаются полностью сухой системой пылеочистки; частицы размером 10-5 мкм улавливаются сухой системой пылеочистки частично (на 80%) .В связи с этим возникает необходимость производить мокрую пылеочистку циклоном. Частицы размером менее 10 микрон сухим способом не улавливаются вовсе.
Для подавления выбросов используют также обеспыливающие установки, которые предназначены для очистки выходящих газов из сушильного барабана и создании в нем минимального разряжения, чтобы направить весь поток загрязненных газов в обеспыливающую установку. Обычно такая установка имеет две ступени очистки: 1-ая - циклоны сухой очистки, 2-ая - мокрые пылеуловители.
Эффективность очистки в такой установке составляет 99,2%.
2 ЦИКЛОНЫ
2.1 Теоретическая часть
Циклонные аппараты вследствие дешевизны и простоты устройства и эксплуатации, относительно небольшого сопротивления и высокой производительности являются наиболее распространенным типом механического пылеуловителя.
Циклонные пылеуловители имеют следующие преимущества перед другими аппаратами:
- отсутствие движущихся частей;
- надежная работа при температуре до 400 градусов С без конструктивных изменений;
- пыль улавливается в сухом виде;
- возможность улавливания абразивных пылей, для чего активные поверхности циклонов покрываются специальными материалами;
- возможность работы циклонов при высоких давлениях;
- стабильная величина гидравлического сопротивления;
- простота изготовления и возможность ремонта;
- повышение концентрации пыли не приводит к снижению фракционной эффективности аппарата.
К недостаткам можно отнести:
- высокое гидравлическое сопротивление, достигающее 1250-1500 Па;
- низкая эффективность при улавливании частиц размером меньше 5мкм.
Работа циклона основана на использовании центробежных сил, возникающих при вращении газопылевого потока внутри корпуса аппарата. Вращение достигается путем тангенциального ввода потока в циклон. В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные в потоке, отбрасываются на стенки корпуса и выпадают из потока. Чистый газ, продолжая вращаться, совершает поворот на 180 градусов и и выходит из циклона через расположенную по оси выхлопную трубу( рис. 2.1.1)
Рисунок 1- Циклон:
1- корпус;
2- входной патрубок;
3- выходной патрубок;
4- приемный бункер.
Частицы пыли, достигающие стенок корпуса, под действием перемещающегося в осевом направлении потока и сил тяжести движутся по направлению к выходному отверстию корпуса и выводятся из циклона. Ввиду того, что решающим фактором обуславливающем движение пыли, являются аэродинамические силы, а не силы тяжести, циклоны можно располагать наклонно и даже горизонтально. На практике из-за компоновочных решений, а также для размещения пылетранспортных систем, циклоны устанавливают в вертикальном положении.
При движении во вращающемся криволинейном потоке газа частица пыли находится под действием силы тяжести, центробежной силы и силы сопротивления. Масса частицы обычно настолько мала, что ею пренебрегают, поэтому скорость частиц в циклоне без большой ошибки можно принять равной скорости вращения газопылевого потока.
Область циклонного процесса, или зона улавливания пыли, расположена между концом выхлопной трубы и пылеотводящим отверстием циклона. Часть этой зоны занимает корпусный патрубок. В нем оканчивается циклонный вихрь, В цилиндрическом циклоне (Без корпусного патрубка) циклонный вихрь опирается на пылевой слой в бункере аппарата. При этом частицы вторично уносятся из бункера, т.е. происходит явление, аналогичное действию атмосферных вихрей на предметы, находящиеся на поверхности земли. Вторичный унос частиц возникает и тогда, когда выбран чрезмерно большой угол конусности нижнего патрубка циклона.
Бункер участвует в аэродинамике циклонного процесса, поэтому использование циклонов без бункера или с уменьшенным, по сравнению с рекомендуемым, размером бункера снижает КПД аппарата. Существенное влияние на циклонный процесс оказывает турбулентность, которая во многом определяет степень очистки. Поток, поступающий в выхлопную трубу, продолжает интенсивно вращаться. Затухание этого вращательного движения. Связанное с невосполнимыми потерями энергии, происходит сравнительно медленно.
2.1.1 Циклоны конструкции НИИОгаз
- Цилиндрические (типа ЦН-11, ЦН-15, цН-15У, ЦН-24). Характерные особенности: удлиненная цилиндрическая часть, угол наклона крышки и входного патрубка равен соответственно 11,15,24, одинаковое отношение диаметра выхлопной трубы к диаметру циклона, значение которого 0,59.
- Конические (СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34,СК-ЦН-34М). Характерные особенности: длинная коническая часть, спиральный входной патрубок, малое отношение d выхлопной трубы и корпуса (соответственно 0,33 и 0,34).
Цилиндрические относят к высокопроизводительным аппаратам, а конические – к высокоэффективным. Диаметр цилиндрических циклонов не превышает 2000 мм, а конических - 3000 мм. С увеличением диаметра циклона при постоянной тангенциальной скорости потока центробежная сила, воздействующая на пылевые частицы, уменьшается, и эффективность пылеулавливания снижается. Кроме того, установка одного высокопроизводительного циклона вызывает затруднения из-за его большой высоты. В связи с этим в технике пылеулавливания широкое применение нашли групповые и батарейные циклоны.
Рисунок 2.1.1.1 - Цилиндрический циклон.
В групповых компоновках по нормалям НИИОгаза применяются циклоны типа ЦН-15 и ЦН-11, их устанавливают попарно с общим числом циклонов 2-8 или вокруг вертикального подводящего газохода по 10-14 штук. (рис. 3).
