10716

Для удаления воздуха содержащего испарения от гальванических ванн применяют местные отсосы, которые либо уже встроены в конструкцию ванны, либо пристроены к ней. В зависимости от типа проводимого гальвано-химического покрытия и размеров ванны отсосы могут быть одно- и двубортовыми с горизонтальной или вертикальной щелью всасывания, а также оснащаться передувкой, для шиберирования зеркала ванны.

Удаляемый от гальванических ванн воздух должен быть предварительно очищен от вредных для окружающей среды и людей веществ. В качестве средств очистки применяют волокнистые гальванические фильтры (ФВГ), в качестве материала корпуса могут быть использованы титан, полимерные материалы и нержавеющая сталь (рис. 3

[4]).

При выборе конструкционного материала фильтра руководствуются его химической стойкостью по отношению к гальваническим выбросам (высоко стойкий, стойкий, относительно стойкий и нестойкий). Для защиты воздуховодов от коррозии и снижения риска утечки аэрозолей фильтры располагают максимально близко к гальваническим ваннам.

Фильтр представляет собой прямоугольный корпус с фильтрующей кассетой, улавливающий твердые и жидкие аэрозольные частицы. Жидкость стекает по фильтрующей кассете на дно, где удаляется через гидрозатвор, твердые частицы оседают на фильтре, постепенно повышая его аэродинамическое сопротивление, при достижении предельного значения которого (Δp = 700 Па) проводится регенерация фильтра путем промывки его водой с температурой 30…40 °C. В случае улавливания аэрозолей и паров хлористого, фтористого и цианистого водорода фильтры ФВГ оборудуются камерой орошения с гидравлическими форсунками тонкого распыла (рис. 4), для улавливания пара. Для предотвращения зарастания фильтра при большой концентрации аэрозолей щелочей волокнистый фильтр также оборудуется дополнительной камерой орошения.

Расход воздуха для полностью укрытых ванн определяется по скорости всасывания через их неплотности не ниже 0,7…1,0 м/с.

Столы обезжиривания деталей оборудуются наклонными панелями равномерного всасывания с удельным расходом воздуха на 1 м2 панели равным 3200…7000 м3/(ч·м2).

Допускается объединение отсосов от ванн с различными вредностями. Отдельные системы вентиляции проектируются для местных отсосов от столов обезжиривания, ванн цианистых процессов, процессов хромирования и никелирования, так же не рекомендуется объединять щелочные и кислотные выбросы, вызывающие зарастание фильтров и воздуховодов.

260

Воздухообмен в гальванических цехах рассчитывается из условия ассимиляции тепло- и влагоизбытков, с учетом компенсации воздуха, удаляемого через местные отсосы. Допускается применение только систем вентиляции с механическим побуждением воздуха, рециркуляция которого не допускается. Расчет воздухораспределения выполняется согласно [5].

Вентиляторы и ПВХ-воздуховоды, срок службы которых достигает 25…50 лет, изготавливают в коррозионностойком исполнении для перемещения агрессивных сред с температурой до 90…100 °C.

Литература

1.Оборудование // Гальвано-групп, оборудование для гальванических комплексов URL: http://www.galvano-group.ru/ (дата обращения: 24.09.2017).

2.ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. – М.: Стандартинформ, 2008. – 48 с.

261

3.Руководство по проектированию отопления и вентиляции предприятий машиностроительной промышленности. Гальванические и травильные цехи. АЗ-782. – М.: Госстрой СССР, 1978. – 24 с.

4.Пылеулавливающие и фильтровентиляционные агрегаты. Фильтры. Циклоны. Бункеры. – М.: Мовен, 2007. – 132 с.

5.Рекомендации по выбору и расчету систем воздухораспределения. АЗ-669. – М.: Госстрой СССР, 1979. – 68 с.

Воробьева Е.В., Васильев А.Л.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

О ПРОБЛЕМАХ ОБРАБОТКЕ ВОДЫ В ОСВЕТЛИТЕЛЯХ СО СЛОЕМ ВЗВЕШЕННОГО ОСАДКА

Для обработки поверхностных вод на станциях водоподготовки применяются двухступенчатые технологии, включающие в себя процессы осветления и фильтрования воды [1]. В качестве сооружений для осветления воды на первой ступени очистки используются осветлители со слоем взвешенного осадка. Принцип работы, которых основан на том, что вода, поднимаясь снизу-вверх с малыми скоростями, проходит слой взвешенного осадка (контактной среды), адсорбируя на нем основную часть взвеси.

В технологии работы осветлителей со слоем взвешенного осадка большое значение имеют физические свойства и параметры взвеси контактной среды: силы взаимного притяжения сцепления взвеси, объемная и массовая концентрация, плотность, диаметр и гидравлическая крупность частиц взвеси, прочность осадка на сжатие.

Контактная среда в осветлителях со слоем взвешенного осадка состоит из твердых частиц – продуктов процесса обработки воды. Формирование взвеси контактной среды посредством агрегации ее частиц и задержание на них удаляемых из воды примесей это результат различного рода молекулярных взаимодействий.

Большое значение для достижения динамического равновесия взвеси в контактной среде осветлителя, увеличения коэффициента объемного использования и достижения высокого эффекта очистки воды имеют гидравлические условия сбора и отвода осветленной воды из аппарата. Поэтому, одним из условий успешной работы осветлителей со слоем взвешенного осадка является равномерное распределение потоков воды по его сечению.

262

Восветлителях коридорного типа распределение воды по длине

аппарата производится с помощью трубы с отверстиями, направленными вниз под углом 450. Скорость выхода воды из отверстий – 1,5 – 2 м/с. При предварительной добавке коагулянта и низкой температуре (около 10 0С) возможно разбивание хлопьев взвеси в выходящих из отверстий струях.

Восветлителях необходимо поддерживать постоянство температуры исходной воды. Увеличение температуры будет вызывать появление местных восходящих потоков более теплой и, следовательно, менее плотной воды с меньшей вязкостью, поднимающейся вверх с резко повышенной скоростью. Вследствие чего будет происходить нарушение динамического равновесия, вынос взвеси и ухудшение состава и параметров контактной среды.

При малом содержании в воде механических примесей в работе осветлителя возникают затруднения в связи с тем, что плотность и скорость осаждения взвеси резко падают. В данном случае возможно применение метода рециркуляции осадка в осветлителях, т.е. возврат его из зоны осаждения в зону контактной среды. При это возвращенный осадок играет роль добавки механических примесей, что ускоряет формирование контактной среды и несколько повышает плотность хлопьев взвеси в начале работы осветлителя. Однако, в некоторых случаях, когда исходная мутность воды превышает определенных значений рециркуляция осадка может иметь и отрицательные последствия, т.е. увеличивается грязевая нагрузка на аппарат и происходит нарушение работы осадкоупотнителя. Согласно [2] добавка осадка осветлителя в исходную воду целесообразна и эффективно при исходной мутности воды менее 20 мг/л.

Осветлитель со слоем взвешенного осадка работает только при использовании коагулянтов. В процессе гидролиза коагулянта образуется значительное количество свободной углекислоты, содержащейся главным образом в газовой фазе, которая флотирует хлопья коагулянта. Данное явление наиболее интенсивно наблюдается при коагулировании воды малой мутности (до 25 мг/л). Флотация взвеси резко ухудшает эффект работы и снижает производительность осветлителей.

При проектировании и моделировании осветлителей со слоем взвешенного осадка необходимо устанавливать связь между размерами аппаратов, скоростью движения воды, эффектом осветления воды и параметрами контактной среды.

При создании новых и усовершенствовании существующих конструкций осветлителей, следует стремиться к тому чтобы обеспечивать:

- равномерное распределение потоков по сечению аппаратана входе

ивыходе воды;

263

-оптимальные геометрические размеры и плотность частиц контактной среды, достаточную скорость осаждения частиц;

-удаление из воды воздуха и углекислоты;

-отсутствие или минимум застойных зон в осветлителе и местных подсосов осветленной воды из контактной среды в верхней зоне аппарата;

-возможность регулирования состава и свойств взвеси контактной

среды;

-эффективный, равномерный по площади отвод избытка взвеси из контактной среды и автоматическое или ручное его регулирование;

-максимальное уплотнение осадка с минимальными потерями воды на его удаление из осадкоуплотнителя;

-возможность удаления осадка без опорожнения осадкоуплотнителя;

-упрощение и удешевление конструкции при сохранении ее эффективности.

Литература

1.Васильев, А.Л. О современном состоянии систем водоснабжения [Текст] / А.Л. Васильев, Л.А. Васильев, И.В. Бокова. - Великие реки-2013. Доклады международного конгресса. ННГАСУ: Н.Новгород, 2013. 131-

133с.

2.Кургаев, Е.Ф. Осветлители воды [Текст]. – М:Стройиздат, 1977.-

192 с.

Воробьева Е.В., Васильев А.Л.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ВЛИЯНИЕ УГЛЕКИСЛОТЫ НА ПРОЦЕССЫ ОСВЕТЛЕНИЯ ВОДЫ

При обработке природных вод на станциях водоподготовки, чаще всего применяются двухступенчатые технологии очистки, включающие в себя процессы осветления и фильтрования воды.

Для повышения эффекта и ускорения процесса осветления – удаления из воды грубодисперсных и коллоидных минеральных примесей - применяют коагулирование. Для коагулирования воды используют различные коагулянты - соли алюминия или железа. Эти вещества при растворении в воде подвергаются гидролизу с образованием гидроокисей металлов, выпадающих в осадок. Необходимым условием для протекания реакции гидролиза в сторону образования гидроокисей металлов является связывание выделяющейся при гидролизе кислоты в малодиссоциированное соединение. В природных водах протекание

264

гидролиза коагулянта обеспечивается так называемым щелочным резервом воды, т.е. наличием в воде определенного количества бикарбонатов. В результате взаимодействия гидроокисей металлов с бикарбонатами происходят превращения карбонатной жесткости в некарбонатную в эквивалентном количестве с образованием углекислоты.

Углекислота, образующаяся в результате реакций коагулянта с содержащимися в воде бикарбонатами в значительной мере, концентрируется на поверхности и в ячейках структуры коагулянта [1]. При этом концентрация углекислоты в объеме хлопьев коагулянта близка к пределу растворимости углекислоты в воде, т.е. соответствует состоянию пересыщения, за которым следует образование газовой грубодисперсной фазы, которая наблюдается в виде пузырьков газа, флотирующих хлопья коагулянта. Углекислота в хлопьях коагулянта составляет 10-15 % общего ее количества, образующегося в процессе коагуляции.

Данное явление наиболее интенсивно наблюдается при коагулировании воды малой мутности (до 25 мг/л). Это происходит как в лабораторных опытах при коагулировании воды в стеклянных цилиндрах, так и в производственных условиях – в сооружениях первой ступени очистки. Флотация взвеси резко ухудшает эффект работы и снижает производительность сооружений первой ступени очистки на станциях водоподготовки, особенно в технологии работы осветлителей со слоем взвешенного осадка, где большое значение имеют физические свойства и параметры взвеси контактной среды.

Для интенсификации процесса коагуляции, т.е. для предотвращения флотации коагулянта возможно применение аэрирования воды в период образования зародышей коагулянта [2]. Для предотвращения флотации достаточно удалить углекислоту из хлопьев коагулянта в таком количестве, чтобы остаточное ее содержание не превышало концентрацию в объеме окружающей воды. Требуемый эффект аэрирования достигается при расходе воздуха от 10 до 30 % расхода воды, в зависимости от исходной мутности.

Дегазация хлопьев коагулянта резко улучшает физические параметры контактной среды, за счет увеличения плотности и гидравлической крупности взвеси, освободившейся от пузырьков углекислоты, что в свою очередь повышает эффект работы осветлителей со слоем взвешенного осадка.

Также отдувка или удаление углекислоты вызывает повышение рН воды, что снижает ее коррозионную активность.

Однако необходимо учитывать и тот факт, что диоксид углерода – парниковый газ, способствующий повышению температуры поверхности Земли. Согласно Киотскому протоколу, правительство РФ приняло обязательства по ограничению выбросов парниковых газов в атмосферу. Поэтому при использовании различных видов и типов коагулянтов, а

265

также методов отдувки углекислоты необходимо рассчитывать количество эмиссии СО2 в атмосферу.

Литература 1. Кургаев, Е.Ф. Осветлители воды [Текст]. – М: Стройиздат, 1977. -

192 с.

2. Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды (к СНиП 2.04.01-85*). Дата актуализации текста и описания: 01.10.2008, ЦИТП Госстроя СССР, 1989.

Синицын А.В., Кочев А.Г., Гордеев А.В., Мясников М.С.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С КОНДЕНСАЦИОННЫМИ КОТЛАМИ

Всовременном мире, люди разных стран многогранно ищут, находят

ииспользуют природные ресурсы для решения таких вопросов, как: выработка электроэнергии, получение тепла, водоснабжения и многого всего другого. Одним из таких незаменимых, на мой взгляд, источников энергии является природный газ. В России этот ресурс привлекателен своей низкой стоимостью. Технологии, которые позволяют максимально использовать газ в качестве источника тепла тоже не стоят на месте. В частности, существует такая технология как конденсационный водогрейный котел.

Традиционный водогрейный котел имеет не плохое КПД по сравнению, например, с угольными или другими твердотопливными котлами. Конденсационный водогрейный котел, по заявлению производителей, позволят снизить расход топлива примерно на 10%, что в свою очередь дает хорошую экономию при аналогичных мощностях традиционного водогрейного котла. Расчет КПД конденсационной установки ведется по высшей теплоте сгорания,

Сегодня технологии активно развиваются и дают возможность выбора и применения разных конфигураций оборудования. С целью экономической выгоды и энергетической эффективности можно рассмотреть конденсационный водогрейный котел для установки в крышной котельной. У данного технического решения есть ряд преимуществ, а именно:

- уменьшения выбросов, как следствие улучшение экологической оценки котельной;

-эффективное использование топлива, более высокий КПД;

266

-упрощенная схема монтажа за счет каскадной системы присоединения котлов;

-экономическая эффективность данного технического решения; Конденсационные водогрейные котлы используются во многих

странах в качестве теплогенераторов. Это позволяет эффективно использовать топливо.

Также в большинстве случаев применение крышной котельной актуально в городских условиях, когда нет лишнего земельного участка для размещения. Данное строительное решение также позволяет минимизировать потери эффективности теплоносителя и сэкономить на строительстве длинной утепленной теплотрассы.

Мне хотелось бы рассмотреть в данной работе особенности проектирования и строительства крышной котельной с конденсационными технологиями. При проектировании и расчете нужно учитывать особенности конструкции и режимы работы таких теплогенераторов. Рассмотрим их подробнее. Уже установленные котлы могут подвергаться модернизации благодаря установке поверхностного конденсационного теплообменника.

На рисунке 1 изображена схема распределения продуктов горения.

Рис.1

Определить долю дымовых газов, идущих в обход конденсационного теплообменника можно по формуле:

130х+40-40х=70 х=33%

После определения объема уходящих газов, становится очевидно, что колличество оксида азота существенно снижается.

Для теплового расчета поверхностного конденсационного теплообменника идеальным является алгоритм расчета:

(1)

Определяем температуру точки росы:

267

Определяем количество водяных паров, оставшихся в дымовых

Определяем количество утилизируемой теплоты

(5)

где: – кол-во утилизируемой теплоты при охлаждении дымовых газов от температуры на входе в теплоутилизатор до точки росы, кДж/ч;

–кол-во утилизируемой теплоты при охлаждении дымовых газов от точки росы до температуры на выходе из теплоутилизатора, кДж/ч;

– кол-во утилизируемой теплоты, получаемой при конденсации паров, содержащихся в дымовых газах, кДж/ч;

(6)

где: – коэффициент сохранения теплоты;

– энтальпия дымовых газов при температуре на входе в теплоутилизатор, кДж/м3;

– энтальпия дымовых газов при температуре точки росы, кДж/м3;

(7)

где: – энтальпия дымовых газов при температуре на выходе из теплоутилизатора, кДж/м3;

(8)

где: – кол-во образующегося конденсата, кг/ч;

– скрытая теплота парообразования, кг/ч;

(9)

где: – расходы дымовых газов при температуре точки росы и 40 ;

(10)

(11)

(12)

(13)

268

Подсчитываем Qт и получаем количество утилизируемой теплоты. Устанавливая конденсационный теплообменник, мы повышаем коэффициент полезного действия котельной установки.

Принцип глубокого охлаждения дымовых газов заложенный в конденсационных котлах дает также высокий кпд и улучшает экологические показатели котельной.

Можно сделать определенные выводы изучив некоторые особенности:

Во-первых, при строительстве крышной котельной мы имеем высокую экономическую эффективность.

Во-вторых, решаем проблему размещения котельной в условиях отсутствия земельного участка под котельную.

В-третьих, имеем более высокую эффективность использования топлива.

Литература 1. Равич М.Б. Топливо и эффективность его использования. Москва.

Наука 1971г.

17) Полозова Мария Андреевна, Лебедева Евгения Андреевна. «Эффективность использования водомазутной эмульсии в паровых котельных», ННГАСУ, г. Нижний Новгород.

Лебедева Е.А., Полозова М.А.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДОМАЗУТНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ПАРОВОЙ КОТЕЛЬНОЙ

В энергетической стратегии России (на период до 2035г.) [1] поставлена задача повышения эффективности использования органического топлива за счет инновационного обновления энергетического сектора.

Примером инновационной технологии является использование композиционных топлив, полученных путем смешения исходного топлива с другими горючими или негорючими компонентами.

Одним из наиболее эффективных композиционных топлив являются топливные эмульсии. Рассмотрим в качестве примера водомазутную эмульсию.

Отходы нефтеперегонного производства в виде мазута и других тяжелых фракций углеводородного сырья используются повсеместно как

269