Стан забруднення навколишнього середовища України набуває катастрофічних масштабів за рахунок значного антропогенного навантаження в більшості галузей промисловості. Наукові дослідження, проведені американськими науковцями, показують [1], що кількість пилу, який утворюється в промисловості, буде збільшуватись щорічно на 4 %. Тому, щоб запобігти зростанню забруднення атмосфери, середня ефективність очищення всіх викидів до 2015 р. повинна досягнути 96 %. Проте у багатьох технологічних процесах, зокрема деревообробній, коксохімічній, металургійній та інших галузях промисловості, важко знизити процес пилоутворення за рахунок лише реконструкції технологічних схем, тому необхідно використовувати високоефективне обладнання для знепилення.

Оскільки сучасні прогресивні технології спрямовані на комплексне використання сировини, матеріалів та відходів, пил різного походження переважно є цінною сировиною в процесах подальшого перероблення. Тому актуальним є розроблення нових та удосконалення існуючих апаратів для знепилення, що забезпечить захист атмосфери від забруднення пилом, який є у повітряних викидах підприємств, та подальше використання цінних компонентів, які є у промислових газах, у вторинному виробництві.

Серед найбільш відомих конструкцій пиловловлювачів, що застосовуються в деревообробній промисловості, є циклони: "Гипродрев" [2, 3], "Гипродревпром" (Ц), циклони типу "К", "ВЦНИИОТ", "СИОТ", "НИИОГаза (ЦН-11, -15, -15 у, -24). Вони мають низку переваг, проте їхнім основним недоліком є підвищення гідравлічного опо-

ру із збільшенням ступеня очищення [3, 4].

Відзначимо, що ефективність процесу розділення у вихорових апаратах пропорційна потужності поля відцентрових сил, тому існуючі конструкції містять спеціальні елементи, що забезпечують і зберігають заданий рівень закручування газового потоку (додаткові завихорювачі потоку, які розташовані у приосьовій зоні на достатній відстані від вхідного завихорювача).

1. Yuanhui Zh. Modeling and Sensitivity Analysis of Dust Particle Separation for Uniflow

Dedusters. University of Illinois Urbana. – Champaign, 2000.

2. Очистка промышленных газов от пыли/ В.Н. Ужов, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков,

И.К. Решидов. – М.: Химия, 1981. – 392 с.

3. Справочник по пыле- и золоулавливанию/ Под общ. ред. А.А. Русанова. – М.:

Энергия, 1975. – 236 с.

4. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Пылеулавливание и очистка газов. – М.: Металлургия,

1968. – 396 с.

Проблема інженерного захисту атмосферного повітря від техногенних викидів промислових підприємств у світі й в Україні надзвичайно актуальна. За даними ООН щорічно в атмосферу викидається близько 2,5 млн. т пилу.

Необхідний ступінь очищення повітря визначається рівнем допустимої межі концентрації пилу в повітряному потоці. Вибір схеми очищення й режимів роботи пиловловлювачів повинен проводитися з обліком усіх умов і вимог санітарних норм, властивістю пожежо- і вибухонебезпечною концентрацією пилу при роботі зерноочисних машин.

У зв'язку з цим, запропоновані й різні класифікації пиловловлюючих пристроїв.

Всі пиловловлювачі зведемо в чотири великі групи (рис. 1):

а) сухі, механічні апарати;

б) апарати із застосуванням води;

в) апарати із застосуванням фільтрів;

г) комбіноване обладнання.

Правильне застосування апаратів будь-якої групи дає позитивний ефект по вловлюванню пилу. Однак, при виборі пристроїв необхідно враховувати їхні недоліки.

Так, сухі механічні апарати характеризуються вторинним віднесенням пилу, мають більші габарити (пиловідстійні камери), обмежені області застосування по фракційності пилу. Апарати із застосуванням води характеризуються споживанням великої її кількості. Використання води вимагає дорогого очищення. В апаратах із застосуванням води утворюються нарости й кислі рідини. Істотним недоліком приладів цієї групи є винесення часток рідини, що негативно позначається на здоров'ї людей і технологічному устаткуванні. Апарати із застосуванням фільтрів звичайно дуже дорогі, вимагають регенерації фільтруючого матеріалу або його заміни. Електрофільтри характеризуються зворотним здійманням пилу. Електрофільтри категорично забороняється застосовувати, якщо пил має вибухові властивості. Ця група апаратів вимагає постійного кваліфікованого підходу. Комбінованим пристосуванням властиві недоліки тих пилоочисних апаратів, які використовуються в I, II і III групах.

Рисунок 1 - Класифікація пилоочисних пристроїв

Кожний із зазначених способів має певну область застосування й широту використання. У своїй основі вони базуються на одному (або декількох) з наступних процесів обезпилювания: осідання, коагуляції, видалення, знезараження, спалювання й уловлювання.

В основі роботи будь-якого пиловловлювача лежить механізм уловлювання часток пилу з яких можна виділити такі основні механізми:

- гравітаційне осідання (седиментація) – вертикальний рух часток вниз під дією сили тяжіння;

- інерційне осідання – вихід часток із криволінійних ліній повітряного потоку під

дією сил інерції;

- осідання під дією відцентрової сили. Відбувається при криволінійному русі забрудненого повітряно-газового потоку. Під дією утворених відцентрових сил аерозольні частки відкидаються на периферію апарата й осідають;

- ефект зачеплення. Частки аерозолів, зважені в повітряному (газовому) середовищі, затримуються у вузьких звивистих каналах і порах при проходженні повітряно-газового потоку через фільтрувальні матеріали;

- магнітне осідання – зміна траєкторії руху заряджених часток або, що намагнічуються, в магнітному полі апарата.

Вибір устаткування при формуванні системи пиловловлення залежить від конкретних вимог виробництва й фізико-механічних і фізико-хімічних властивостей дисперсних часток, а класифікація дає можливість із урахуванням технології робіт вибрати ефективні й економічно вигідні пиловловлюючі апарати й сприяти підвищенню ефективності роботи зерноочисних машин замкнутого циклу та збереженню навколишнього середовища від забруднення пилом.

© В.В. Онопа, М.М. Петренко, В.А. Онопа. 2009

Список літератури

1. Алиев Г.М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов. - М.: Металлургия,

1986.

2. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической

безопасности. - Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2000.

3. Штокман Е.А. Очистка воздуха. – М.: издательство АСВ, 1998. – 320 с.

20

1. Вступ

В промисловості використовується велика кількість різних конструкцій циклонів. Однак при всій різноманітності конструктивного виконання циклонні пиловловлювачі можна розділити на три основні групи:

1) прямоточні циклони;

2) протиточні циклони;

3) пиловловлювачі із закрученими зустрічними

потоками.

2. Аналіз недоліків існуючих конструкцій циклонів

Прямоточні циклони (ЦКТИ, НВГК, МИХМ) мають малий гідравлічний опір 600 – 1000 Па і невелику ефективність очищення 60- 70% [1]. Протиточні циклони (НИИОГАЗ, ЛИОТ, СИОТ, МИОТ) мають більший гідравлічний опір -1000 – 1500 Па і більшу ефективність очищення 70- 80% (в залежності від медіанного діаметру пилу) [1]. У відмічених циклонах під час обертового руху газу у зоні сепарації виникає радіальний стік, який направлений до осі апарату. Це явище призводить до винесення з очищеним газом частини вже осадженого пилу. Окрім того, закручений потік поступово перефор-матовується в осьовий. Спостереження траєкторії по-току у циклонах з прозорими стінками, за даними багатьох дослідників [2], свідчать про те, що після входу в циклон через тангенціальний патрубок, газовий потік здійснює 1 – 1,5 оберти і далі якби «розмивається». Відповідно відцентрова сила на більшій частині робочої зони апарату зменшується, що веде до зменшення ефективності вловлювання частинок, особливо невеликих розмірів. Суттєвим недоліком циклонів є залежність коефіцієнта корисної дії від діаметра апарату. Із збільшенням діаметру зменшується відцентрова сила, яка діє на частинки, що призводить до зменшення ефективності очищення. Тому для великих об’ємів газу і забезпечення високого ступеня очищення використовують громіздкі і дорогі батарейні або групові циклони. Найбільша ефективність досягається в апаратах із зустрічними закрученими потоками (ВЗП і ВПУ). ККД сепарації цих пиловловлювачів досягає 98% і вище, проте гідравлічний опір цих апаратів достатній високий, більше 1000 Па. Окрім того, вони складні у виготовленні і ненадійно працюють під час вловлювання пилу, що злипається.

Література

1. Кузнецов И.Е., Оборудование санитарной очистки газов [Текст] / Кузнецов И.Е., Шмат К.И., Кузнецов С.И.,.-К.:Техніка, 1989.

-304с.

2. Пирумов А.И., Обеспыливание воздуха [Текст] / Пирумов А.И., 2-е изд. перераб. и доп., М: Стройиздат, 1981. -296с.

3. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике [Текст] / Алямовский А. А., Собачкин А. А., Одинцов Е. В.,

Харитонович А. И., Пономарев Н. Б. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 800 с.

У вітчизняній промисловості для очищення газів від пилу в основному використовують протитечійні циклони, які, не дивлячись на високу ефективність, характеризуються достатньо значним гідравлічним опором. Пошуки зменшення енергетичних витрат на процес очищення та збільшення ефективності роботи апаратів відцентрової очистки призвели до створення прямотечійних циклонів.

До останнього часу широке використання прямотечійних циклонів було обмежене в зв’язку з меншою їх ефективністю у порівнянні з протитечійними циклонами. Їм була відведена роль допоміжних пиловловлювачів для попередньої грубої очистки газів.

Сьогоднішні дослідження показали, що сучасні конструкції прямотечійниї циклонів не тільки не поступаються широко розповсюдженим протитечійним циклонам в ефективності при меншому гідравлічному опорі, але й мають ще ряд інших суттєвих переваг.

Прикладом такого апарату може бути розроблений на кафедрі ХІ Національного університету „Львівська політехніка” прямотечійний циклон з коаксіальною вставкою, конструкція і принцип роботи якого представлено в [1].