Файл: Пояснительная записка к дипломному проекту на тему Снижение степени загрязнения окружающей среды отходами переработки хлопка Студент.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2023
Просмотров: 59
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Каждая обеспыливающая установка местных отсосов характеризуется пылезадерживающим эффектом, который определяется по формуле (%):
(2.51)G1- общая масса пыли в отработавшем воздухе;
G2- масса пыли, задержанной обеспыливающей установкой.
Пылезадерживающий эффект можно определить и по разности в запыленности воздуха (мг/м3), входящего в пылеуловитель и выходящего из него (%):
Тогда
( 2.52)где d1- запыленность воздуха, поступающего в пылеуловитель;
d2- запыленность воздуха, выходящего из пылеуловителя.
2.3.2 Процесс обеспыливания воздуха на хлопкоперерабатывающих предприятиях
На камышенском ХБК очистка производственного воздуха осуществляется в две стадии. На первой ступени очистки используют тканевые фильтры.
Процесс очистки газов от твердых или жидких частиц с помощью пористых сред называется фильтрацией.
Твердые частицы, уловленные в объеме фильтрующего материала или образующие пылевой слой на его поверхности, становятся для вновь поступающих частиц элементом фильтрующей среды, повышая эффективность очистки газов. Однако по мере накопления уловленных частиц газопроницаемость фильтрующего материала уменьшается, поэтому со временем возникает необходимость разрушения и удаления пылевого осадка. Иногда требуется замена забитого пылью фильтра или переснаряжение его новыми фильтрующими материалами. Таким образом, процесс фильтрации в большинстве случаев предусматривает периодическую регенерацию фильтра. При улавливании жидких частиц накапливающаяся жидкость может удаляться из пористой перегородки самопроизвольно. Подобный процесс называется саморегенерацией фильтра.
В тканевых фильтрах применяют фильтрующие материалы двух типов: обычные ткани и войлоки. В качестве фильтрующего материала применяется капрон.
Эффективность очистки тонкой тканью после регенерации резко уменьшается по сравнению с запыленной, в то время как различие в эффективности очистки при применении более толстых объемных тканей значительно меньше. Если в периоды между регенерациями на ткани образуется сплошной слой пыли, то можно ожидать высокой эффективности улавливания даже субмикронных частиц.
В тканевых фильтрах ткань выполняет роль несущей поверхности, т. е. служит основой для формирования и удержания фильтрующего пылевого слоя. Пористость и стабильность пылевых слоев в зависимости от размеров, формы и других свойств частиц, а также от скорости фильтрации, структуры ткани и способов ее регенерации изменяется в широких пределах. На объемных тканях из штапельного волокна образуются более рыхлые и более стабильные слои пыли.
Так как при низких входных концентрациях пыли процесс образования слоя занимает много времени, то лучшие результаты достигаются при очистке газов с высокой запыленностью. При этом накапливаются слои пыли, которые при регенерации не распыляются в газе, а разрушаются в виде крупных агрегатов. В результате повторное осаждение пыли на ткани снижается, обеспечивается быстрое выпадение ее в бункер. Способность большинства частиц с размерами менее 5 мкм коагулировать с образованием прочных агрегатов в потоке газа, в объеме ткани и на ее поверхности дает возможность использовать в качестве эффективной фильтрующей среды даже неплотные ткани, особенно при низких скоростях фильтрации. При регенерации часть осадка удаляется, но внутри ткани между нитями и волокнами остается значительное количество пыли, сохраняющее высокую эффективность очистки газов, поэтому при регенерации тканей нельзя допускать их «пере очистки».
В тканевых фильтрах целесообразно использовать небольшие скорости фильтрации, обычно 0,5—2 см/с. При большей скорости происходит чрезмерное уплотнение пылевого слоя, сопровождающееся резким увеличением его сопротивления. При повышенных перепадах давления и скорости частицы проникают в глубь ткани, наблюдается нарушение первоначально сформированного пылевого слоя, сопровождающееся вторичным уносом пыли, особенно через отверстия между нитями.
При повышенной скорости фильтрации резко возрастает проскок пыли сразу после регенерации. Кроме того, при высокой скорости фильтрации требуется слишком часто проводить регенерацию, ускоряющую износ ткани и механизмов. Таким образом, для обеспечения надежности работы фильтров и достижения высокой эффективности очистки необходимо иметь большие фильтрующие поверхности и избегать слишком глубокой их регенерации.
Хлопчатобумажные ткани обладают хорошими фильтрующими свойствами и характеризуются низкой химической и термической стойкостью, горючестью и высокой влагоемкостью.
На второй ступени очистки применяют пенно-вихревые газопромыватели.
Пенно-вихревые газопромыватели составляют группу безрешеточных самоорощаемых пенных аппаратов, в конструктивном оформлении которых заложен эффект действия закрученного потока газа.
Реализующие этот механизм инжекторно-пенные скрубберы (ИПС) образуют ряд унифицированных модификаций, которые по функциональному назначению относятся к средствам очистки газовых выбросов от пыли, туманов (паров) и химических примесей.
Рисунок 2.3 - Инжекторно-пенный скруббер
Скрубберы ИПС (рис. 2.3) независимо от исполнения имеют унифицированную структурную схему, включающую несколько функциональных блоков. К основным относятся: технологический (I), обеспечения (2) сепарации (3) и регулирования (4).Технологический блок включает коаксиальные рабочие камеры, из которых внутренняя оборудована снизу профилированным лопаточным закручивателем, образующим в сочетании с ней вихревой инжектор. Внешняя камера (корпус) снабжена тангенциальным или нормально расположенным входным патрубком и обеспечивает необходимую подготовку и распределение газа перед его входом в вихревой инжектор. Блок обеспечения включает поддон-контейнер, оборудованный системами подачи и слива промывной жидкости, удаления уловленного продукта (сливной или конвейерной), подключения блока регулирования и регенерации жидкости (утилизации ценных продуктов). Регулирующий блок содержит устройства для контроля расхода, параметров и технологического уровня промывной жидкости в поддоне аппарата. Блок сепарации включает каплеулавливающий узел инерционного действия и систему возврата отсепарированной жидкости.
Технологическую основу очистки в ИПС составляет вихревая инжекция. Действие вихревого инжектара реализуется путем высокоскоросного закручивания очищаемого газа над поверхностью промывной жидкости с образованием крупномасштабного вихря. Это вызывает подсасывание жидкости в газовый поток при интенсивном диспергировании ее на капли и последующем образовании из них взвешенного слоя подвижной (механической) пены с высокоразвитой поверхностью контакта. В результате очищаемый газ сначала контактирует с развитой капельной поверхностью, а затем с непрерывно образующейся механической пеной в г условиях быстрой смены поверхности контакта в ее объеме. Этим существенно увеличивается как время контакта, так и суммарная поверхность контакта в расчете на единицу объема жидкости, подаваемой в ИП скруббер.
В сочетании с относительной скоростью газа в сечении камеры он обеспечивает расчетный режим очистки.
2.4 Получение гидроизоляционного кровельного материала из отходов переработки хлопка
Важным вопросом в процессе контроля и организации очистки запыленного воздуха, выбрасываемого в атмосферу является проблема утилизации выделенных в процессе газовой очистки так называемых твердых отходов производства. В рассматриваемом нами случае – это отходы переработки хлопка.
На камышенском ХБК вывозятся на полигон 250-300 т/год хлопкоотходов, представляющих собой ценный компонент природного происхождения. Продукты деструкции хлопка безвредны для окружающей среды. Отходы хлопка, которые образуются в результате очистки воздуха производственных помещений целесообразно использовать для получения различных материалов.
Оптимальным решением данной проблемы является его утилизация в качестве компонента нового гидроизоляционного кровельного материала.
Предложенная рецептура позволяет получить новый строительный материал, который и может быть использован при устройстве гидроизоляционной кровли строительных ограждающих конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов с температурой поверхностей от -60 до +130 0С.
При этом уменьшается расход битума, а также снижается водопоглощение и теплопроводность получаемого материала.
Композицию готовят следующим образом.
Разогревают отработанный битум до 170-180°С и вводят ½ часть отхода хлопка. Хлопок берется в соотношении (4-7:1)по массе т.е. четыре части хлопка и одна битума. Тщательно перемешивают до полной пропитки хлопка битумом и получения однородной массы. Затем вводят чистый битум для модификации, в количестве 30-40 % от массы отработанного битума, добавляют вторую часть хлопка, перемешивают до однородной массы в течение 40-60 минут.
Полученную мастику наносят на предварительно обработанную бензином (растворителем) поверхность.
При изготовлении гидроизоляционного кровельного материала используют: отработанный битум (1), чистый битум (2), отходы хлопок, состав и физико-химические свойства, которого приведены в табл.2.5.
Битум, как чистый, так и отработанный имеет следующие показатели:
Температура размягчения, °С 45-60
Пенетрация 10-1 при 25°С, мм 40-80
Растяжимость при 25°С, см 30-85
Содержание водорастворимых соединений, мас.% 0,1-0,4, и представляет собой вязкую жидкость буро-коричневого цвета.
Таблица 2.5
| Показатели | Количественная характеристика |
| Содержание органической массы, масс. % | 60-80 |
| Содержание водорастворимых соединений, масс. % | 7-10 |
| Содержание воды, масс. % | 1-2 |
| Содержание механических примесей, масс. % | 5-8 |
| Кислотное число, мг-КОН гудрона | 1-3 |
| Температура размягчения, 0С | 80-90 |
| Пенетрация 10-1 при 25 0С, мм | 10-70 |
| Растяжимость при 25 0С, см | 3-6 |
| Температура вспышки, 0С | ≥200 |
| Плотность, кг/ м3 | 980-1000 |
| Вязкость при 20 0С, Па·с | 25-30 |
Как видно из приведенных данных, материал из предлагаемой композиции имеет низкое водопоглощение и теплопроводность, при этом на приготовление композиции значительно снижается расход нового битума и в большей степени расходуется отработанный битум и отходы очистки хлопка.
Таблица 2.6 – Физико-механические свойства гидроизоляционного кровельного материала.
| Физико-механические свойства | Данные для состава композиции | ||||
| известного | предлагаемого | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| Средняя плотность, кг/м3 | 360 | 362 | 353 | 355 | 365 |
| Предел прочности при сжатии, МПа | 0,15 | 0,13 | 0,15 | 0,15 | 0,15 |
| Водопоглощение за 24 ч, % по объему | 5 | 2,8 | 2,83 | 2,9 | 3,0 |
| Теплопроводность в сухом состоянии при 25 0С, ккал/ ч м град | 0,084 | 0,063 | 0,063 | 0,064 | 0,065 |