В настоящее время в Пензенской и других областях получило значительное развитие мебельное и деревообрабатывающее производство. Для маленьких мастерских проблема сохранения теплоты и улавливания образующейся пыли успешно решена с помощью малогабаритных мобильных пылеуловителей, устанавливаемых непосредственно у станков. Они состоят из встроенного пылевого вентилятора, одного или двух, реже четырех фильтровальных рукавов и контейнера для сбора отходов. Для средних и больших цехов они малоприменимы из-за ручного труда по сбору, вывозу и складированию значительного количества отходов. Для таких цехов разработаны и применяются как импортные, так и отечественные высокоэффективные рукавные фильтры. Регенерация фильтровального материала в них производится путем импульсной продувки сжатым воздухом. Основной недостаток таких фильтров – высокая цена, составляющая примерно от полутора миллионов рублей на 10000 м3/час очищаемого воздуха. Это может составлять до 40% стоимости основного оборудования. Их могут позволить себе предприятия, имеющие большую прибыль. У большинства предпринимателей денежных средств хватает только на покупку в кредит основного деревообрабатывающего оборудования. Многие производители используют для систем аспирации циклоны, бывшие в употреблении еще на советских предприятиях. Марка и производительность циклона часто не соответствуют требуемым для оборудования производительности по воздуху. Поэтому имеются значительное загрязнение атмосферы и перерасход тепловой энергии. В производственных цехах должен соблюдаться воздушный баланс: сколько воздуха удалили системой аспирации, столько же должно подаваться приточной системой. В холодный период года приточный воздух надо нагревать. Например, в городе Пензе для нагрева 1000 м3/час требуется теплоты:
Q=0,278 х c х L х ρ х (tп-tн)=0,278 х 1,005 х 1000 х 1,2 х (15-(-4,2)) = 6437 Вт
Где tн - средняя температура за период.
Для системы производительностью 10 000 м3/час при двухсменном режиме работы и пятидневной рабочей неделе требуемое количество теплоты составит:
Qм = 6437 х 10 х 16 х 22 = 22 658 кВт.
Для решения этих проблем предлагается использовать в качестве второй ступени очистки рукавный фильтр с ручным встряхиванием. Он устанавливается либо непосредственно в производственном помещении, либо в специальной фильтровентиляционной камере, соединенной с основным помещением для соблюдения мер противопожарной безопасности. Главным преимуществом такого фильтра является низкая цена – до 200 000 рублей на 10 000 м3/час очищаемого воздуха. Эффективность фильтра определяется качеством используемой фильтровальной ткани. Например, ткань ФЛ-4, выпускаемая ткацкой Золотаревской фабрикой, имеет степень очистки 99,5% от частиц размером более 5 мкм. Предлагается фильтр следующей конструкции: рукавный фильтр ПУС-15000 для очистки воздуха от древесной пыли (опилок) производительностью 15 000 м3/час, используемый в качестве второй ступени очистки после циклона УЦ-1800. Фильтр имеет габариты B х L х H = 1,0 х 3,77 х 3,4 м. Включает 60 рукавов диаметром 200 мм, длиной 2,1 м из отечественной фильтровальной ткани ФЛ-4. Ткань обеспечивает очистку не менее 99% от пыли диаметром частиц 5 мкм и более. Для сбора уловленной пыли предусмотрено 5 металлических контейнеров с быстросъемными хомутами. Встряхивание накопившейся пыли на внутренней поверхности рукавов производится вручную с помощью специальной рамы 1 раз в смену. Периодически, примерно 1 раз в месяц, следует обдувать рукава снаружи сжатым воздухом. Фильтр поставляется в разобранном виде.
Подача воздуха осуществляется по схеме «сверху вниз». Наиболее крупные частицы сразу же попадают в контейнеры для сбора отходов, не прилипая к внутренней поверхности рукавов. Это способствует более эффективной работе фильтра и снижает пылевую нагрузку на фильтровальную ткань.
Такой фильтр был внедрен в производство НПП «Вент-Эко» на мебельной фабрике «Мир мебели» в городе Кузнецке. У них на одном из участков установлена система аспирации, включающая циклон. Однако циклон, бывший в употреблении еще в советские времена, первоначально был установлен на обувной фабрике, т. е. он не предназначен для нашего вида пыли. Несмотря на то что ежедневно его бункер заполняется полностью и вывозится тракторной тележкой, его эффективность недостаточна, и часть пыли попадает в атмосферу. По замерам экологической лаборатории ЦЛАТИ выброс в атмосферу составляет 20 г/с. Рассчитаем максимальную концентрацию в приземном слое по ОНД-86:
где А – безразмерный коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (для г. Кузнецка А = 180);
М – максимальный разовый выброс вредного вещества, г/с (20г/с);
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (3);
m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса(0,208; 1,526);
η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности(1);
H – высота источника выброса над уровнем земли, м (8,8 м);
V1 – расход газовоздушной смеси, м3/с.
D – диаметр устья источника выброса, м (0,63 м);
ω0 – скорость выхода смеси из устья источника выброса (11 м/с);
– разность температуры выбрасываемой смеси и окружающего воздуха(3,4 ºС)
м3/с
Предельно допустимая концентрация древесной пыли в атмосферном воздухе равна 0,5 мг/м3. Полученная величина Cm в 26 раз превышает ПДК. Этот факт вызывал жалобы в Роспотребнадзор жителей пятиэтажного жилого дома, находящегося на расстоянии 61 м от циклона. К тому же жилой дом попадает в санитарно-защитную зону предприятия. Роспотребнадзором было выдано предписание по снижению выбросов или ликвидации источника загрязнения атмосферы.
На предприятии уже был циклон, однако работал неэффективно. Проблема в том, что жилой район находится к предприятию ближе, чем надо. Когда ветер дует в его сторону, на дома выпадала пыль. Жильцы потребовали это дело прекратить.
Мы рассмотрели возможные варианты решения данной проблемы и решили установить рукавный фильтр.
Рис. 1. Пылеуловитель ПУС-15000, вид сбоку
Рис. 2. Пылеуловитель ПУС-15000, вид с торца
Рис. 3. Пылеуловитель ПУС-15000, схема
Рецензенты:
Аверкин А.Г., д.т.н., профессор кафедры «Теплоснабжение и вентиляция» ПГУАС, г. Пенза;
Береговой А. М., д.т.н., профессор кафедры «Городское строительство и архитектура» ПГУАС, г. Пенза.