Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Оценка критериев экологически 2 страница



рис. 4, б — дисперсионное распределение уловленного железооксидного пигмента при высоте экрана 175 мм. Исследо­вания показали смещение дис­персионного распределения в сторону увеличения размера частиц, т.е. при высоте экрана меньше 175 мм или превыша­ющей её наблюдается сниже­ние эффективности очистки за счет вторичного уноса мелко­дисперсной пыли в поток очи­щенного газа. В одноступенча­том аппарате реализуется отде­ление пыли без её разделения на фракции, поэтому в уловлен­ной пыли преобладает более крупная фракция. Медийный размер частиц исходного пиг­мента составляет 21,6938 мкм (см. рис. 4, а), а уловленной фракции (см. рис. 4,6) — 41,5810 мкм. При других раз­мерах экрана происходит уве­личение медийного размера, что, как и предполагалось, свя­зано с уносом мелкодисперс­ной пыли.

Так как при проведении экспериментов на одноступен­чатом пылеуловителе довольно широко использовались раз­личные материалы как моно- так и полидисперсного соста­ва, то было решено исследо­вать работу второй ступени пылеуловителя на наиболее мелкодисперсной фракции угольной пыли, представляю­щей наибольшую опасность для работающих как в забое, так и на углеобогатительных предприятиях.;


Распределение частиц угольной пыли по размерам уловленных второй ступенью приведено ниже.

Размер

частиц, мкм...... 0,2 0,5 1 1,!

Суммарное

содержание, %...0,61 12,73 44,00 66,:

Результаты получены на приборе — струйный сепаратор НИИОГАЗ. Анализ экспери­ментальных исследований по­казал, что в пылеуловителе- классификаторе первая сту­пень более эффективна для улавливания крупнодисперс­ных частиц, а вторая ступень максимально эффективна для улавливания мелкодисперсной пыли, что и было предсказано ранее [5].

Анализ проведенных иссле­дований показал, что при вы­соте вертикального цилиндра (экрана) 180 мм с увеличением скорости во входном патрубке эффективность пылеулавлива­ния первой ступени увеличива­ется с 85 до 88 %; таким обра­зом, разгружается вторая сту­пень. Анализируя работу двухступенчатого пылеуловите­ля, следует отметить, что он является представителем ново­го поколения пылеулавливаю­щих аппаратов, с помощью ко­торых решаются вопросы вы­сокоэффективной очистки га­зов от мелкодисперсной пыли, а также возможность парал­лельного проведения такого лассификация пыли на фракции. яН


1. Вальдберг А.Ю, Кирсанова Н.С. К расчету эффективности цик­лонных пылеуловителей // ТОХТ. 1989. Т. XXIII № 4.



2. Зверев Н.И., Ушаков С.Г. Физическое и математическое моде­лирование процесса центробежной сепарации пыли // Инженерно- физический журнал. 1980. № 3.

3. Справочник по пыле- и золоулавливанию 1 Под ред. М.И. Бир­гера, А.Ю. Вальдберга, Б.И. Мягкова и др.; под общей ред. А.А. Ру­санова. 2-ое изд. М.: Энергоатомиздат, 1983.

4. Чистяков Я.В., Качурин Н.М., Махнин А.А., Володин Н.И. Раз­работка пылеуловителей нового поколения // Экология и промыш­ленность России. 2013. Май.

5. Чистяков Я.В. Исследование и разработка пылеуловителей, обеспечивающих повышение эффективности очистки воздуха аспи­рационных систем дробильно-сортировочных комплексов карьеров. Дис.... канд. техн. наук. Тула, 2012.

6. Чистяков Я.В., Махнин А.А., Невский А.В. Математическая мо­дель для определения параметров центробежно-инерцонного пылеу­ловителя // Известия высших учебных заведений. Химия и химичес­кая технология. Иваново. 2012. Т. 55. Вып. 12. ■

фум явных параметров одно и двухступенчатого пылеуло­вителей (6J.

На основе сформулирован­ной математической модели течения газа в центробежно­инерционном сепараторе с учетом двухфазности газоди­намического потока и создан­ной прикладной программы проведены вычислительные эксперименты по исследова­нию протекающих процессов. При этом были учтены неко­торые особенности моделиро­вания многофракционного состава запыленного воздуха. Опыт использования рассмот­ренного программного комп­лекса показал его большую эффективность. При этом обеспечивается выбор основ­ных технолого-конструктив­ных параметров, уменьшаются сроки и стоимость разработки новых и модернизации суще­ствующих пылеулавливающих систем, а также, что немало­важно, сокращается объем трудоемких и дорогих натур­ных испытаний.

С использованием матема­тической модели и экспери­ментальных данных получены геометрические размеры ап­парата, отнесенные к диамет­ру входного патрубка D„. Рас­считаны рабочие элементы внутреннего устройства пыле­уловителя во всех трех рабо­чих зонах. В ходе теоретичес­ких, расчетных и эксперимен­тальных исследований уста­новлено, что значение ско­рости газа во входном патруб­ке центробежно-инерционно­го сепаратора должно нахо­диться в диапазоне от 15,0 до 20,0 м/с [5], при этом рабочая скорость на выходе из завих- рительного устройства в зави­симости от плотности улавли­ваемой пыли должна быть на уровне 12 — 20 м/с, а верти­кальная скорость газопылевой смеси между корпусом и экра­ном порядка 8—12 м/с. Это позволяет создать комфорт­ные условия для формирова­ния и концентрирования твердых частиц на корпусе в сепарационной части и обес­
печить максимальный выход твердой фазы в нижнюю часть пылеуловителя.

Вертикальная скорость га­зового потока в третьей зоне, где происходит вывод твердых частиц из сепарационной зо­ны и их отделение от газового потока за счет действия инер­ционных сил и сил тяжести должна составить около 2 — 4 м/с. Снижение скорости га­зопылевого потока в зоне третьего пылеуловителя бла­гоприятно для осаждения мелкодисперсной пыли. Не­обходимо отметить, что под­держание скоростей газопыле­вого потока во всех трех озву­ченных нами рабочих зонах позволяет сохранить высокую эффективность пылеулавлива­ния при увеличении размеров пылеуловителя.

Математическая модель процесса пылеулавливания, описанная ранее [6], позволя­ет рассчитать траектории дви­жения частиц пыли различно­го размера и плотности в ис­следуемом аппарате, зная ко­торые можно вычислить эф­фективность пылеулавлива­ния аппарата. Адекватность математической модели подт­верждена экспериментальны­ми данными.

Экспериментальные данные и математическая модель, раз­работанная на их основе, поз­волили создать программно-

Литература
вычислительный комплекс ма­тематического моделирования для анализа и расчета сложно­го процесса сепарации мелко­дисперсной пыли из газопыле­вых потоков в пылеуловителях нового поколения, работаю­щих при повышенных как ми­нимум в 4 — 5 раз скоростях в сравнении с существующими аппаратами.

Анализируя работу описан­ного выше центробежно-инер­ционного пылеуловителя, сле­дует отметить, что благодаря уменьшению вторичного пы- леуноса процесс пылеулавли­вания в данном аппарате бо­лее чем в 1,5 — 2 раза эффек­тивнее разделения пылевоз­душных смесей в обычном циклоне, и степень очистки в зависимости от дисперсности и плотности улавливаемой пы­ли составляет от 75 до 98 % для различных мелкодисперс­ных аэрозолей твердой кон­денсированной фазы. ЦИП является представителем но­вого поколения пылеулавлива­ющих аппаратов. Размеры эле­ментов пылеуловителя, соот­ношение размеров между его элементами, габариты аппара­та зависят от производитель­ности, механических и физи­ческих свойств пыли, ее дис­персного состава и определя­ются по оригинальной мето­дике, что является предметом "ноу-хау" данной работы.



 


РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИЧЕСКИ ПРИНЦИПОВ СОЗДАНИЯ И ОПТИми, УЧЕТА ДВИЖЕНИЯ ОТХОДОВ \

С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ


ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИКО-СОЦИАЛЬНОЙ

Я.И. Вайсман, О.А. Тагилова, Е.Л. Садохина

Пермский НАЦИОНАЛЬНЫЙ исследовательский политехнически“

университет


зффсктивности упраал ходами были проведен допамин системы обрац ходов Пермского края, раслевого субъекта При] 10 Федерального окру спйской Федерации, ха

зующегося высоким ур^ развития нефтедобывающей нефтеперерабатывающей, добывающей, химическойои^ rH‘ii промышленности, включа • отдельные элементы—прок

щетвенные процессы и)\ л, предприятия, отрасли up' мышленности, а также реалих ванные на предприятиях сисге

мы учета отходов.

Основные задачи исследок ний:

• разработка методолоп»; ких принципов создания сисл мы учета движения отходов про­изводства и потребления на раз­личных иерархических уровня задач и механизмов государ­

ственного и регионального реп- лирования, деятельное™ хозяй­ству юпдих субъектов по обраще­нию I отходами, реализация хи- тор ых возможна с использовани­ем современных средств и мето­дов автоматизации и учетоя уровня развития IT технологий: • определение задачи опти­мизации учета отходов на разнш

Е

ЖСГОДНО paCTVIUMC ОбЬСМЫ

образования н размещении отходов производства и потребления И ОКрУЖИЮЩСМ 1'рг де становятся амуачьи i гической, экономм1»'< циальной проблемой чиця-меи

НЫХ ИНДУСТрнаЛЬНО \Ш ШИП

банизиронанных терригорни Переход от стратегий ЖОДО-ГН чески безопасного мхороненнч отходов к соарсмспным мотчтдам управления ими становится вал ной задачей регионального и межрегионального уровней, ког да традиционная система управ ления отходами точечного (носе ленческого, муниципального) уровня либо уровня отдельно взятого предприятия нс способ на по экономическим, жилого ческим и социальным причинам реализовать оптимальные дли данных условий способы ис­пользования, переработки, обезвреживания, эколот нчсскн безопасного размещении опро ц ленного вида отхода и управляв их потоками. Сложность упр:и ления отходами связана с ич многообразием, неравномер­ностью образования и движения, разнообразием существу ющи | способов и технологий их пере­работки и обезвреживания.

Для управления движением отходов широко используются информационные технологии


(II), позволяющие оптимизм ро­ишь ф\нм11н>ннрованпс основ­ных блоков системы управления ич ЧВНЖСННбМ. ЭффвКТМВНЫМ

u ip' мсигом управлении отхо­да аокальном, регионпль- можрегиоиальном уров- р, I Ht tyoMbiM с использова- мнем современных IT как me­lt мпо организованной послсдо- ВВГСДМЮСШ операций, ВЫПоз > смых 1кщ информацией с пользованием средств и мою авгомаги шцпп, станови комплексная система учета мате­риальных и информационных погокоа мри обращении с отхо дамп на исох стадиях их обраще­ния а пределах жизненного цик­ла: от образования до размеще­нии неутилизируемых остатков в окружающей среде.

Вместе с тем недостаточная paфаботанность методологичес­ких принципов создания и опти­мизации системы учета движе- нпч отходом создает определен- | трудности а повышении эф- мтости управления образо- чодов на современном | pi С целью разра- бои \ методологичес­

ких up) i и, оптимизации учета движет ч материальных и информационных ПОТОКОВ на разных иерархических уровнях (предприятия, населенного пункта, региона, межрегиональ-


Отходы

 

I

....

| Потребления)

■УОм^Ы

Домовладения, места компактного образования отходов, объекты соцкультбыта

 

ТГ

таенные

у>испи

Места сбора

] и накопления отходов |

V

 

лраифиятмй

Станции сортировки

V

ХЭ'

Отрасли прсчммшпюста

Объекты переработки и обезвреживания, захоронения

О....

Ж

Населенные пункты

 

Z3£z:

Регионы

Российская Федерация

Рис. 2. Иерархия элементов при построении системы учета отходов

ткни*

Q'iKf Ь НИИ I

оъю/w

КУНА и ротт мал

 

УУ//У

 

 

'/КУ-У1?. У У к*-,.

/

 

 

гий

на

 

t у

УЛЛЖ

-и-.

 

ЯХ/ 1

ыагте?* Wi.

]-Угт.

'Я У/

 

Wr_

 

 

 

ретуу,

 

%&& ЯСПСК У/.

 

цуурашешлж* с

 

 

 

ав иа Якявямяйв

 

•й безмокл^ж.

 

 

1 /ГР®С-

ГНИЯ С CJTf' ■

 

4 и CiUb v- ЙЬ- -fcfel Me» * Of-

 

Coc-

Построение эффективной сис­темы управления отходами любого уровня с использованием предла- глемой методологии является ре­шением комплексной задачи, ко­торая при \тфавлении потоками отходов производства и потребле­ния в границах системы должна стремиться к следующим показа­телям: минимизация эмиссий на всех стадиях обращения с отхода­ми (Э min); минимизация объемов захоронения отходов (3 —> min); максимальное вовлече­ние задалженных в отходах мате­риальных и энергетических ресур­сов (Р -» max); оптимизация дви­жения материальных и информа­ционных потоков в пределах гра­ниц системы на всех стадиях обра­щения с отходами (П opt).

Для оптимизации учета дви­жения отходов в пределах систе­мы предлагается использовать комплексный эколого-экономи­ческий критерий, учитывающий затраты на доставку отдельных видов отходов до объектов инже­нерной инфраструктуры системы обращения с отходами, включая межмуниципальные и межрегио­нальные объекты, снижение эмиссий загрязняющих веществ до приемлемого уровня в преде­лах границ исследуемой системы.

Задачи оптимизации учета движения потоков в области об­ращения с отходами для разных иерархических элементов систе­мы различны, исследуемые эле­менты (подсистемы) в представ- генной иерархии для отходов производства и отходов потребле­ния представлены графически на иь; 2 Первостепенным элемен­
том в системе учета отходов iпро­изводства является выделенный в пространстве и времени источник образования отходов (технологи­ческий процесс), в системе учета отходов потребления источника­ми образования являются домов­ладения, места компактного обра ­зования отходов, объекты соц­культбыта и пр. Совокупность по­токов в пределах границ системы следующего иерархическою уров­ня формируется совокупностью информационных, материальных и энергетических потоков пред­шествующего иерархическою уровня. Наиболее сложной комп­лексной задачей является опти­мизация потоков при создании системы управления отходами производства и потребления меж­регионального и федеральною уровней.

Важную роль в построении системы учета играет государ­ственное регулирование в вопро­сах обращения отходов произво­дства и потребления. Определяя меры воздействия и стимулиро­вания предприятий через феде­ральные законы и подзаконные нормативно-правовые акты, го­сударственная система регулиро­вания способна установить ос­новные правила и требования к организации и осуществлению учета информационных, матери­альных и энергетических пото­ков при обращении отходов в ре­гионах и на предприятиях. При этом важную роль выполняет ре­гиональная политика, определя­ющая региональную систему уп­равления отходами, ее задачи, мероприятия и целевые показа­тели (рис. 3).

Проведенные исследования иерархии элементов системы учета отходов и структуры фор­мирования учета позволили сформулировать основные мето­дологические принципы органи­зации учета материальных и ин­формационных потоков при уп­равлении отходами.

1. Совокупность информаци­онных и материальных потоков на источнике образования явля­ется исходными данными для построения систем учета более сложных уровней (отрасли про­мышленности, населенного пункта, региона, межрегиональ­ного уровня).

2. Формирование эффектив­ного учета отходов возможно


тт щт

f, 1 Г*7-

шиц и

панна, Ч)

юн, f

А. А-■

НИИ tyXкз: i/■ j ь'

учета w

3, Ирод ‘V/ отдельны/ л 2

, У,: / УЛ-

учеза)Щ$Ж№Ы W s:

НЫМИ И)Ш&*УИЩфУУУ Ш# i* ДС /1> Л/4\у/./ 4

у\ушт у М&ши**

НИК рК/Х*. У УК 1 УУ/рЦ/у)#

НрИИИ) УУ 4 /У/s^j /,

4 <,-и и#W* у*к wt$0$ ■»

МИШ *;y/y \-.SU

(ff У

fix’

ЛЮ

ых

четья ш дельных

ИС ПОЛЬУ/ЬЯЖУК у

должен у

НЫХ И 'И

Оптини %тяя /чеза и ия разных

нях при >

то» госум намного тельиасти лечение т раисш^ доступности ЖШк V., жеине жгрш ш токами сгтж0:шр.к, tip элем^иток снегсмы

рарХИЧССКИХ ypfJtStet*

лнчны и шташ «ми чес кую и шшлтм тавляюшне (табл |*

Немамжахтлы эффевдовс ^ ализацни учла опкшо» на все иерархические уровнях являете* повышение созАнальной эффек 7ИВНОС7И системы обращения отходами, прояшяшщйет в нышении сошалмшй ответ, ственносго, и усиление язоссеа предприятия за счет увеличения доли использован> отходов вовлечения шияленных отхо­дов в оборот и транспарентности да и ных учета, С-- точки зрения регионального регулирования


 


Экология и промышленность России, дегабрь 2013 г


ПОВЫШСНИС СОЦПЛЛЪН

0Й Эффск- у

I

VNHHOCtU п\4>чк «Л-

«о счсг (

 

СЭДДОНЙ* ‘КЧ> u ‘ U: ч'V

.и tocmac-

гз

Н№\ Об>

|£'»v-. ч‘ КИШ *

j

пню

> о г ходов.

/*"

ши

 

ukUVKV

истсмы ккудар- — соз-

 

ц

ш

Элементы системы учета

Кри­

терий*

Хозяйствующие субъекты в об-

 

ласти обраще­ния с отходами

 

Органы испол­нительной власти

 

субъекта РФ

 

Федеральные органы испол­нительной

 

власти

 

 

иных и троизво-

фадерАльные Г\ программы я сфере ЖКХ, охраны окружающей среды и развитии отдельных отраслей промышленности и их целевые показатели ^

Рис. 3. Структура формирования учета в области обрапцчия с отходами

2-го иН

Таблица 1. Задачи оптимизации учета отходов производства м потребления на разных иерархических уровнях

Снижение затрат за счет сокращения количества объектов системы обращения с отходами, увеличения их мощности и укрупнения, оптимизации выбора мест расположения Снижение эмиссий загрязняющих веществ за счет создания |межмуниципальных объектов по обезвреживанию и захоронению отходов, увеличение доли использования отходов и вовлечения задолженных в Г отходах ресурсов в оборот, снижения объемов размещения неутилизируемых остатков в окружающей среде Снижение затрат за счет сокращения количества объектов системы обращения с отходами и создания межрегиональных объектов, увеличения | их мощности и укрупнения, оптимизации выбора мест расположения Снижение эмиссий загрязняющих веществ за счет создания межрегиональных объектов по обезвреживанию отходов, реализации государственном политики по использованию отдельных видов отходов и вовлечению задолженных в отходах ресурсов в оборот, снижения объемов размещения неутилизируемых остатков в окружающей среде_________

■ экономический; 2 — экологический.

сснгкии _J ЖМС»| • v4'V4UUCHU4 С OTXOiJ

cvwuuon> v>cv\ n^poJI

«кОДОГПЧССКИ безопасных Ч'ЬСК1\>Н ПО 1>6C W|>C)KHIWHUK) от- ходов, государствен -

мой политики. направленной на использование отдельных видов отходов, вовлечению населения и деятельность по обеспечению функционирования элементов CHCitxiM об|хицемня с отходами.

1\гзриы9мты и их обсуждение С использованием предлагае­мого подхода проведены иссле­дования движения н учета отхо­дов производства и потребления в Пермском крае. В качестве примеров на первом иерархичес­ком уровне при управлении от­ходами производства рассмотре­ны варианты внедрения и реали-,чшии учета отходов на промыш­ленных предприятиях Пермско­го края.

В Пермском крае в результате хозяйственной деятельности

предприятий образуется более 1000 видов отходов производства и потребления в объеме 40 млн т в год |4 — 61. Основную массу про­мышленных отходов, до 80 % по данным за 2010 — 2012 гг., форми­руют предприятия горнодобываю­щей н химической промышлен­ности, в основном за счет крупно- тоннажных отходов разработки месторождений и переработки сырья. Масса обезврс использованных отходсц детва за 2010 — 2012 в среднем 41 % объема:•••:., **

вания. Ввиду низкого I- испольювания и обезвреживание отходов значительная их часть раз­мещается в окружающей среде. По состоянию на начало 2013 г. в Пермском крае накоплено 782 млн т отходов.

В наибольшем количестве об­разуются отходы 5-го класса опасности (до 95 % общего объ­ема образования по краю за ис­следуемые годы). Это отходы до­бывающих отраслей промыш­ленности, 3,5 % — отходы 4-го класса опасности, менее 1,5% — отходы 3-го класса опасности и
менее 0,001 % — отходы 1-го классов опасности.

Авторами были проанализиро­ваны территории с точки зрения количества образования отходов (рис. 4, а). Выявлено, что наи­большие объемы отходов форми­руются на территориях следую­щих муниципальных образова­ний: г. Березники (> 10 млн т в год), Красновишерский, Солика­мский, Александровский районы, г. Соликамск (1 — 10 млн т в год). Данные территории характеризу­ются высокой концентрацией предприятий по добыче мине­рального сырья для производства калийных удобрений, добыче ал­мазов, производству неорганичес­ких веществ и цемента.

‘Критерий оптимизации:


Наибольшее количество от­ходов накоплено на территории городов Березники (48.5 % об­шей массы накопленных по краю отходов) н Соликамск (16 %). в категорию от 1 до 100 млн т накопленных на террито­рии отходов вошли Красновише- рскнй. Соликамский, Александ­ровский, Добрянский, Чусовс­кой. Горнозаводский. Краснока­мский. Пермский, Чайковский районы, г. Пермь (рис. 4, б).

Анализ данных о передаче от­ходов показал, что в Пермском крае отсутствуют мощности по переработке отходов 1-го класса (отходы средств зашиты расте­ний. средств дезинфекции (гер­бициды. пестициды), масла

Задачи


О ПЕРСПЕКТИВАХ ОЧИСТКИ ВОзл ОТ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ ^У)<А

ПОСРЕДСТВОМ НЕОДНОРОДНОГО

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Л.И. Толпыгин, М.А. Васильева, С.Н. nv6 Н.В. Жохова, А.А. Палей t*0Bl

Государственный океанографический институт имени Н Н з Московский институт инженеров транспорта, ' убова,

Институт химической кинетики и горения СО РАН, г. Новое б Институт прикладной геофизики имени академика Е.К Федоров*’


 


Время

Рис. 1. Изменение концентрации аэрозольных частиц разного размера при работе бытового электроочистителя до и после его выключения

Цию аэрозольных частиц I ром менее 100 нм иногда чем на порядок (рис. 1). °°^ На сегодняшний день ца частицы не входят в перец ^ параметров, подлежащих И ролю и мониторингу, для * еще не разработаны санитцп ные нормативы. Тем не менее как уже упоминалось, опас­ность наночастиц для живцу организмов существует, в связи с чем требуются меры по щ контролю и сокращению.

Цель работы — поиск путей более эффективной очистки воздуха от аэрозольных частиц, в том числе от наночастиц, Рассматривается возможность использования неоднородного электрического поля с целью извлечения электрически нейт­ральных частиц из очищаемого газа (Пат. 2522581 РФ). Были проведены специальные экспе­рименты на созданной опыт­ной установке.

Формирование неоднород­ного электрического поля осу­ществлялось I помощью элект­рических зарядов, локализуе­мых на наружной поверхности цилиндрического проводника, соединенного с источником высоковольтного напряжения. Для повышения способности проводника накапливать

электрический заряд при за-

З агрязнение воздуха являет­ся одной из важнейших экологических проблем на­шего времени. В районах распо­ложения промышленных цент­ров, вблизи мощных автодорож­ных магистралей доля антропо­генных источников аэрозольно- > загрязнения может в несколь- превышать природный В дополнение к этому в лропогенных аэрозолях прису- c ujми кронная составля- б -емная концентрация которой может превьпиать фо­новые значения на несколько порядков. Исследования пока­зывают 11, 2], что субмикронные частицы (размером менее 100 нм, или наночастицы) оказыва­


ют значительное негативное влияние на биологическую сре­ду. Существующие системы очистки ориентированы в ос­новном на относительно круп­ные частицы (размером в сотни нанометров), а для наночастиц являются малоэффективными [3]. Так, в промышленности и теплоэнергетике, в бытовых приборах для очистки окружаю­щего воздуха применяется прин­цип электрофильтра с использо­ванием коронного разряда для заряжения частиц с последую­щим их осаждением в 'электри­ческом поле на заземленном электроде. Электрофильтры тре буют значительных энергетичес­ких затрат и расходов на их со­держание, при этом не только не решают задачу сепарации мелкодисперсных аэрозолей [4], но и сами являются гене­раторами аэрозоль­ных частиц наномет­рового размера [5]. Так, эксперименты показали, что быто­вые электроочисти­тели воздуха, осно­ванные на использо­вании коронного разряда, в процессе своей работы увели­чивают концентра-


 

 


1(Снни напряжении

>ч *“1‘, нигамим (1C. но ^''‘ттектрической см

^н1м^ника) в окрест-

'^нодника устананди- к‘> Т3емленная

.1*

сетка.

звался

ЯССКИЙ

5^2ддавался

ВВ

WICKipon Таким обра своего рода кондснсаюр, в виде двух ко-

Нь1\ электропроводных :>,нДР°в' При ЭТ0Мцсн1

4.i.nimiun

у

м

щ

Й0«е6

ый иилиндр подается ра- 1 ичпояжение, а внешний

Г‘ напряже

(заземленная элект- ""гюводная сетка) заземлен, ^елью обеспечения бсзопас- ' | повышения эффект 11-

сбора аэрозольных час-

цИ*иНДР

ТИ

(10е йости

р поверхность центрального цилиндр3 покрывалась элект­

роизоляционным слоем.

™ Сепарация аэрозол ьн ых частиц осуществлялась посред­ством электрического поля, формируемого в пространстве между центральным цилинд­ром и заземленной электроп­роводной сеткой. Как известно из курса физики, на поверх­ности любой частицы, поме­шенной в электрическое поле, возникают нескомпенсирован- ные заряды, которые превра­щают электрически нейтраль­ную частицу в электрический диполь. В условиях неоднород­ного электрического поля электрический диполь увлека­ется в сторону увеличения его градиента и далее может быть отделен (сепарирован) от газо­вой смеси. Этот эффект взят за основу предлагаемого метода очистки газа от электрически нейтральных частиц всех раз­меров, вплоть до субмикрон­ных.

Экономия энергии при очистке газа неоднородным электрическим полем, создавае­мым цилиндрическим конден­сатором, по сравнению с элект­рофильтром, очевидна. Нет не­обходимости тратить энергию на генерацию коронного разря­да и ионизацию очищаемого га­за. Кроме того, отсутствует ион­ный ветер, присущий коронно­му разряду, увлекающий мелко­дисперсные аэрозоли от осади­тельного электрода и препят-

ClltyiOllUlli ич сони рации и» очищае мою ииа Мшен сивнооть процесса

ОЧИС1М1 С 1ЮМОИ1ЫО

цилиндрического конденсатора мож но увеличить та ечм

паращинаиии заря да на Поверхности, что приведет к уве ЛИЧС11ПЮ напряжен пости электричес­кою поля и его гра­диентов, а также путем увеличения времени нахожде­ния очищаемого потока в электри­ческом моле. Выполнение за­земленной обкладки конденса­тора в виде электропроводной сетки обсс печи влез свободный доступ очищаемою воздуха в пространство с мощным неод­нородным электрическим но­лем.

Ниже приведены описание эксперимента, оценка возмож­ного повышения эффектив­ности рассматриваемого мето­да и непосредственно результа­ты экспериментальных иссле­дований.

Методы исследования. В ка­честве генератора неоднород­ного электрического поля ис­пользовался эксперименталь­ный образец цилиндрического конденсатора. Для наблюдений за дисперсным составом и кон- ценз рацией частиц воздуха (аэ­розоля) использовалась каме­ра, изготовленная из поликар­боната, размером 2,0x0,8x1,3 м, полностью закрытая, с одним

Рио. 2. Схеме аэрозольной камеры с очистителем: / - аэрозольная камера; 2 аысокояольтный кабель, 3 — металлическая трубка; л металлическая залом­ленная сотка; 5 * отверстие для пробоотборе воздуха; 6 ~ электрический изолятор

отверстием для отбора проб (рис. 2). Учитывая, что объем камеры более 2000 л, время проводимых экспериментов более I ч, а интенсивность от­бора проб I л/мин, с достаточ­ной точностью можно утверж­дать, что относительно редкие процедуры отбора проб нс вли­яют на результаты эксперимен­та. Перед проведением экспе­римента камера проветрива­лась. Спектр размеров частиц исходного аэрозоля измерялся до тех пор, пока показания из­меряющего прибора не стаби­лизируются (~15 — 20 мин).

Формирование неоднород­ного электрического поля осу­ществлялось путем подачи на внешнюю поверхность цент­рального цилиндра высокого напряжения — 18 кВ. С зазо­ром в 150 мм от его внешней поверхности была установлена заземленная электропровод­ная сетка.

 

у

у

/

3 1 / /

 

 

 

 

Ш ШШШ

 

!.........

Яиэ

 

Г

я.

 

за-

Рис. 3. Схема очистителя:

1 — металлическая трубка; 2 — область очистки газового потока; 3- земленная сетка; 4 — слой электроизоляции


Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 39 | Нарушение авторских прав







mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.057 сек.)







<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>