АППАРАТ ОЧИСТКИ ОТ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ КАПЕЛЬНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ СМАЗОЧНЫХ ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

АППАРАТ ОЧИСТКИ ОТ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ КАПЕЛЬНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ СМАЗОЧНЫХ ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

Еремин Андрей Аркадьевич

магистрант, Самарский государственный технический университет,

РФ, г. Самара

Ватузов Денис Николаевич

канд. техн. наук, доц., Самарский государственный технический университет,

РФ, г. Самара

APPARATUS FOR CLEANING FINE DROPLET AEROSOLS FROM LUBRICATING COOLANTS

Andrey Eremin

Graduate student, Samara State Technical University,

 Russia, Samara

Denis Vatuzov

Candidate of technical sciences, associate professor, Samara State Technical University,

Russia, Samara

АННОТАЦИЯ

В данной статье указана необходимость использования аппаратов очистки от тонкодисперсных капельных аэрозолей в металлургической отрасли, где происходит выделение аэрозолей метала и СОЖ. Рассмотрена работа очистного аппарата, его конструктивные особенности, а так же его возможное применение в иных отраслях производства, а именно в химической пищевой и текстильных промышленностях.

ABSTRACT

This article indicates the need for the use of fine droplet aerosol cleaners in the metallurgical industry, where there is a release of aerosols of metal and coolant. The work of the cleaning apparatus, its design features, as well as its possible use in other industries, namely in the chemical food and textile industries are considered.

Ключевые слова: аппарат очистки газов, тонкодисперсный капельный аэрозоль, смазочно охлаждающие жидкости, вентиляционные выбросы, эффективность очистки, производительность, коагуляция.

Keywords: gas cleaning apparatus, fine droplet aerosol, lubricating coolants, ventilation emissions, cleaning efficiency, performance, coagulation..

Одними из основных загрязнений которые поступают в атмосфере под антропогенным воздействием являются выбросы промышленных предприятий, которые образуются в результате механической, термической или химической переработки различного сырья и полуфабрикатов.

Например в области производства черной и цветной металлургии в процессе обработки металла используются смазочные охлаждающие жидкости (далее СОЖ). СОЖ позволяет охладить метал до приемлемой температуры, избавится от излишков металл и улучшает его качество обработки.

Таблица 1.

Перечень вредных веществ в воздушной рабочей зоне

В таблице представлены загрязнители выделяющиеся от СОЖ в процессе обработки металла. Эти загрязнители выделяются непосредственно в рабочую зону где находятся люди. При достижении и (или) превышении значения ПДК начинает наблюдаться ухудшение состояние здоровья человека. Что-бы обезопасить рабочую зону, а не посредственно самих работников производства, надо установить местную вытяжную вентиляцию непосредственно возле возникновения данных аэрозолей с последующей очисткой воздушных вентиляционных выбросов, что бы данные загрязнители не попадали в атмосферу.

В данной статье представлен аппарат очистки производственных вентиляционных выбросов от тонкодисперсных аэрозолей, в частности и от капельных. Этот аппарат является усовершенствованной версией [1] («Устройство для очистки воздуха от мелкодисперсных аэрозолей» RU 194876 U1 В01D 45/12 B04C 3/06).

Устройство работает следующим образом.

Загрязненный воздух поступает в устройство через входной патрубок, где форсунками, по ходу движения воздуха, происходит орошение загрязненного потока воздуха водой. Трехфазный поток, состоящий из воздуха, частиц пыли, аэрозолей СОЖ и орошающей воды, поступает в корпус и проходит через сепаратор мелкодисперсных частиц. В сепараторе поток воздуха срывается с острых кромок щелевых отверстий первой платины и полуплостины, затягивается и с большой скоростью, с малым масштабом турбулентности, соизмеримым с размером ширины струи, набегает на межщелевые площадки второй пластины и второй полупластины. Срываемые воздушным потоком крупные капли со второй пластины и второй полупластины улавливаются жалюзийным каплеуловителем и стекают в поддон для шлама, снабженный сливным приспособлением, посредством которого удаляется, образовавшийся, в процессе очистки воздуха, шлам. Очищенный воздух удаляется через выходной патрубок.

Повышение производительности происходит с помощью наклона пластин и полупластин за счет цилиндрического штифта расположенного на основании пластин, и салазок установленных на “крыше” устройства. Что-бы при этом не менялась поперечная площадь сечения перфорации пластин сзади из каждых пластин были установлены полупластины, которые крепились к основным пластинам за счет салазок закрепленные с помощью болтов на пластинах входящие в пазы. Когда пластины меняют свой угол наклона (30°-45°-60°) полупластины которые закреплены к салазкам с помощью цилиндров начинают выдвигаться.

В случае зашламления пластин и полупластин их можно извлечь, открыв дверцу расположенной в верхней части устройства и открутив болты, которые скрепляют пластины и швеллер.

Рисунок 1. Продольный разрез устройства для очистки воздуха от тонкодисперсного капельного аэрозоля: 1- входной патрубок; 2- корпус; 3- сепаратор мелкодисперсных частиц; 4- жалюзийный каплеуловитель; 5- форсунка; 6- поддон для шлама; 7- выходной патрубок; 8- салазки для смены угла наклона пластин

На рис. 2 приведены экспериментальные исследования по очистке воздуха в круглых отверстиях в пластине [2]. Представив размеры щелей в виде эквивалентного диаметра и основываясь на результатах опытов можно достичь максимальную степень очистки при отношении dэ₂/dэ₁ равным 2÷2,5. Следовательно для данного устройства ширина щелей второй пластине b2 составляет (2,0÷2,5)∙b1. Кроме того, при такой ширине щели снижается до минимума каплеунос уловленного загрязнителя.

При скорости воздуха в щели первой пластины  V₁=40 м/с, скорости воздуха в щели второй пластины  V₂=20 м/с, коэффициенте местного сопротивления первой пластины ξ₁=2 и коэффициенте местного сопротивления второй пластины ξ₂=1,5.

 Па                                                           (1)

При данных потерях давления в аппарате и согласно графику при отношении dэ2/dэ1 равном 2÷2,5 (8-10 мм) степень очистки максимальна при данных условиях и составит η= 93-90%.

Рисунок 2. Степень аппарат в зависимости от соотношения диаметров отверстий пластин

Смещение осей осевых отверстий относительно друг друга обеспечивает площадку для осаждения скоагулированных частиц на второй пластине.

Данный аппарат очистки от тонкодисперсных аэрозолей возможно применять не только в отрасли металлургии, но так же в пищевой, химической, текстильной промышлености. Он имеет высокую эффективность очистки от аэрозолей η=90-94%, а так же возможность регулировать производительность очистки в зависимости от объема воздуха проходящего через аппарат из за возможности наклона пластин. Съемная конструкция пластин позволит не заменять устройство целиком, а всего лишь снимать загрязненные пластины и ставить на их место очищенными.

Список литературы:

1. Устройство для очистки воздуха от мелкодисперсных твердых частиц Пат. RU 194 876 U1 Ватузов Д.Н., Пуринг. С.М., Баландина О.А., Тюрин Н.П., Тюрин Д.Н.; заявл. 11.06.2019; опубл. 26.12.2019 Бюл. №36.
2. Тюрин Н.П. Очистка вентиляционного воздуха от аэрозолей пластификаторов: Дис … канд. Техн. наук. Ленинград, 1982. 159 с.
3. Вредные профессиональные факторы при работе со смазочно-охлаждающими жидкостями и профилактика их неблагоприятного воздействия на работающих. Бацукова Н.Л. Охрана труда. №5 (143), май, 2017 г., с.68-74.
4. Штокман Е.А. Очистка воздуха. М.: АСВ, 2007. 317 с.
5. Баренблат Г.И. Движение взвешенных частиц в турбулентном потоке. М.: Металлургия, 1979. 89 с.
6. Ужов В.Н., Мягков Б.И. Очистка промышленных газов фильтрами. М.: Москва. Химия, 1970. 200 с.