Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

РУКАВНЫЙ ФИЛЬТР С РУЧНЫМ ВСТРЯХИВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ ВТОРОЙ СТУПЕНИ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ДРЕВЕСНОЙ ПЫЛИ

Гречишкин А.В. 1 Квашнин Л.И. 1
1 Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
На данный момент в Пензенской области получило значительное распространение производство мебели. В процессе обработки древесины в воздух выделяется значительное количество пыли. Для нормальной работы предприятия требуется, чтобы количество древесной пыли в воздухе цеха не превышало предельно допустимую концентрацию (ПДК). Эту задачу выполняет система аспирации. Удаляемый воздух проходит через циклон, очищающий его от большей части пыли. Затем воздух выбрасывают в атмосферу. Взамен удаляемого воздуха в цех требуется подавать чистый воздух с помощью системы приточной вентиляции. В зимнее время его нужно нагревать, что приводит к значительным затратам теплоты. С целью экономии теплоты мы использовали систему рециркуляции воздуха. Так как циклон не способен обеспечить требуемую очистку воздуха, мы установили в качестве второй ступени очистки фильтр собственной конструкции.
деревообработка
аспирация
рукавный фильтр
циклон
очистка воздуха от пыли
1. ОНД-86 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987
2. ГН 2.1.6.1339-03. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест / Минздрав России. М., 2003
3. Квашнин И.М., Хохлов Д.В. Очистка воздуха на предприятиях деревообрабатывающей промышленности. Малогабаритные пылеуловители (промышленные фильтры) для аспирации древесной и других видов пыли. – Журнал АВОК. 2005. № 8.
4. Квашнин И.М. Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация. – М.: АВОК-ПРЕСС. 2005. – 392 с.
5. Квашнин И.М. Предельно допустимые выбросы предприятия в атмосферу. Рассеивание и установление нормативов. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2008. – 200 с.

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.

Фильтр - вид 1

Рис. 1. Пылеуловитель ПУС-15000, вид сбоку

Фильтр - вид 2

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.


Библиографическая ссылка

Гречишкин А.В., Квашнин Л.И. РУКАВНЫЙ ФИЛЬТР С РУЧНЫМ ВСТРЯХИВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ ВТОРОЙ СТУПЕНИ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ДРЕВЕСНОЙ ПЫЛИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-1. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=18675 (дата обращения: 25.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074