Подбор пылеулавливающего оборудования на асфальтобетонном заводе 
Подбор пылеулавливающего оборудования на асфальтобетонном заводе
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ХАРАКТЕРИСТИКА АБЗ
1.1 Технология производства продукции на предприятии
1.2 Технологическое оборудование АБЗ
1.3 Технологическая
последовательность
1.4 Выбросы и их подавление
2 ЦИКЛОНЫ
2.1 Теоретическая часть
2.1.1 Циклоны конструкции НИИОгаз
2.2 Расчетная часть
2.2.1 Практические рекомендации по
выбору циклонов
2.2.2 Выбор и расчет параметров сквозного циклона
2.2.3 Выбор и расчет параметров групповых
циклонов
3 СКРУББЕР ВЕНТУТРИ
3.1 Теоретическая часть
3.2 Расчет скруббера Вентури
3.2.1 Конструктивные параметры трубы
Вентури
4. КАПЛЕУЛОВИТЕЛИ
4.1
Теоретическая часть
4.2
Определение основных конструктивных параметров каплеуловителя
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Асфальтобетонный
завод - одно из пяти предприятий автомобильно-дорожного комплекса с целью его
анализа как предприятия, в результате функционирования которого наблюдается
загрязнение окружающей среды вредными для всего живого веществами. Охрана
окружающей среды - это острая проблема, от разрешения которой во многом зависит
дальнейшее развитие производства, жизнь и здоровье не только нынешнего, но и
будущего поколений людей.
Сложные
технологические процессы представляют собой производства строительных
конструкций и материалов, связанные с превращением сырья в различные состояния
и с различными физико-механическими свойствами, а также с использованием
разнообразной степени сложности технологического оборудования и вспомогательных
механизмов. Во многих случаях эти процессы сопровождаются выделением больших
количеств полидисперсной пыли, вредных газов и других загрязнений. Можно
сказать, что асфальтобетонный завод является одним из наиболее опасных
источников загрязнения окружающей среды: на асфальтобетонном заводе 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 являются
дымовая труба, загрузочная и разгрузочная коробки сушильного барабана, а также
места загрузки, разгрузки, грохочения сухих минеральных материалов.
Закрепление
теоретических знаний, полученных в процессе изучения курса «Процессы
пылегазоочистки» и приобретения практических навыков самостоятельного решения
по оценке влияния, вследствие деятельности одного из предприятий
дорожно-строительного комплекса (асфальтобетонного завода) на природную
окружающую среду, а также усвоению методов подбора технических средств и расчет
их габаритов, необходимых для очистки выбросов на АБЗ, деятельность которых
направлена на снижение вредного воздействия завода на окружающую среду – цели
данной курсовой работы.
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.
Для
предупреждения загрязнения пылью воздуха необходимо: по возможности ограничить
выброс в атмосферу отходящих газов и запыленного вентиляционного воздуха;
применять герметичные устройства при транспортировке пылящих материалов; не
применять складов для пылящих материалов (минерального порошка).
Для
снижения количества выбросов в атмосферу целесообразно работу сушильных
барабанов АБЗ переводить с жидкого топлива на газ.
Технологические
операции приготовления асфальтобетонной смеси сопровождаются шумом, часто
превышающим установленные нормы. Методы снижения шума заключаются в следующем:
уменьшении шума в источнике его образования путем звукопоглощения,
звукоизоляции; удалении по возможности самого источника; применении
индивидуальных средств защиты от шума.
1 ХАРАКТЕРИСТИКА
АБЗ
1.1
Технология производства продукции на предприятии
Технология
приготовления асфальтобетонной смеси состоит из следующих основных этапов:
1. Подготовка минеральных материалов (подача
со склада погрузчиком, экскаватором или другой машиной минеральных материалов к
смесителю; предварительное дозирование песка и щебня и подача их в сушильный барабан;
просушка и нагрев минеральных материалов; разделение их по фракции; точное
окончательное дозирование щебня, песка, порошка);
2. Подготовка битума (подача из
хранилища в битумоплавилку, удаление влаги, нагрев до рабочей температуры,
дозирование подогретого битума);
3. Перемешивание минеральных материалов
с битумом;
4. Выгрузка готовой асфальтобетонной
смеси в накопительный бункер или автомобиль.
В
технологический процесс приготовления асфальтобетонной смеси входит еще ряд
операций, связанных с приготовлением и переработкой отдельных материалов, а
также погрузочно-разгрузочные и транспортные операции.
Технологическая
схема производства асфальтобетонной смеси может быть разделена на 3
самостоятельные технологические линии, которые объединяются возле смесительного
агрегата:
1-ая
линия - подача щебня, отсева и песка;
2-ая
линия - подача минерального порошка;
3-ая
линия - подача вяжущего.
Асфальтобетонный
завод содержит три цеха: камнедробильный; минерального порошка (дробильно-размольный)
и битумный.
В
камнедробильном цехе осуществляются: разгрузка камня из железнодорожных
вагонов, прибывших из карьера и созданий склада камня; подача камня к дробилке;
переработка камня на щебень (первичное дробление, рассортировка камня по фракциям
с отсевом крупных фракций, вторичное дробление с повторной рассортировкой);
создание складов щебня по фракциям; подача щебня к смесителю.
В цехе
минерального порошка также осуществляется первые две операции (разгрузка камня
из вагона в транспортные средства) и подача камня к дробилке, так как порошок
приготовляют из известкового камня. Затем идут: дробление мелкого камня или
щебня в валковой или другой дробилке; просушка известкового щебня; размол в
шаровых мельницах; хранение порошка на складе; подача порошка в смеситель.
Работа
битумного цеха происходит по технологии: разгрузка битума из бункерных
полувагонов в хранилище; предварительный разогрев битума до температуры
текучести; перекачка в битумоплавильню или обогревательные тенты; разогрев в
битумоплавильне до рабочей температуры; подача битума в смеситель.
Основой
любого АБЗ являются смесительные цехи, являющиеся одним из основных источников
дымо- и пылеобразования. Причина тому неполное сгорание топлива и большая
кинетическая энергия газов, способная уносить мелкие частицы минералов.
Неполное сгорание топлива обусловлено с одной стороны, камерой сгорания топок
сушильных барабанов, с другой стороны - конструкцией применяемых форсунок,
имеющих длинный вытянутый факел.
Борьбу с
пылью и дымом при работе асфальтосмесителей следует вести по двум направлениям,
добиваясь: улавливания и очистки газов, отходящих по двум направлениям,
добиваясь: улавливания и очистки газов, отходящих из сушильного барабана;
ликвидации причин пыле - и дымообразования путем улучшения технологии процесса
подогрева минеральных материалов.
1.2 Технологическое
оборудование АБЗ
Агрегаты
питания асфальтосмесительных
установок предназначены для дозирования минеральных материалов (влажных и
холодных песка и щебня различных фракций в заданных пропорциях) и равномерной
подачи их транспортером в сушильный барабан.
Сушильный
барабан используется
для просушивания и нагрева до заданной температуры песка и щебня нескольких
фракций. Они состоят из барабанов, топливного оборудования, баков для топлива и
системы обеспылевания. Сушильные барабаны непрерывного действия просушивают и
нагревают песок и щебень горячими газами по принципу противотока, т.е.
материалы передвигаются постепенно навстречу горячим газам, которые образуются
в сушильном барабане от сгорания хорошо распыленного основного жидкого топлива.
В качестве основного топлива используют мазут.
Агрегаты
минерального порошка предназначены для приема из транспортных средств, хранения и
подачи минерального порошка в дозатор смесительного агрегата. Агрегаты
минерального порошка состоят из силосных банок различной вместимости,
оборудования для транспортирования и подъема минерального порошка, фильтров при
использовании пневмоподачи, указателей уровня, аэрационного устройства,
затворов и насосов.
Смесительные
агрегаты предназначены
для сортировки нагретых каменных материалов, их дозирования и перемешивания,
выдачи готовой смеси. Они состоят из элеватора, сортировочной установки,
емкостей для хранения небольшого количества горячих песка и щебня по фракциям,
а также холодного минерального порошка, бункера по массе, устройства для
дозирования минеральных составляющих асфальтобетонных смесей, битумного
дозатора с битумопроводами, кранами и распределительными трубами, мешалками и
разгрузочного устройства.
Бункера
готовой асфальтобетонной смеси предназначены для хранения ее в течение некоторого времени,
что обеспечивает равномерную и непрерывную работу АБЗ при уменьшенном
количестве транспортных средств, отвозивших готовую смесь к местам укладки.
Уменьшение их количества достигается за счет сокращения продолжительности
загрузки. Бункер может быть одно - или двухсекционным. Его емкость должна быть
равна производительности смесителя.
Система
опрыскивания предназначена
для нанесения на внутреннюю поверхность ковша скипового подъемника и кузова
автомобиля тонкого слоя солярового масла или дизельного топлива, служащего для
предотвращения налипания на указанные поверхности горячей асфальтобетонной
смеси.
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.
Страницы: 1, 2
|
