Электронный научный журнал
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

СНИЖЕНИЕ ПЫЛЕВЫХ ВЫБРОСОВ ПРИ ПЕРЕГРУЗКАХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Пономаренко В.В. 1 Евко Д.В. 1 Алифанова А.И. 1
1 Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
1. Логачев, И.Н. Энергосбережение в аспирации: монография / К.И. Логачев, О.А. Аверкова. – Москва–Ижевск: РХД, 2013. – 504 с.
2. Овсянников, Ю.Г. Аспирационные системы с принудительной рециркуляцией: монография / Ю.Г. Овсянников, А.И. Алифанова. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2013. – 137 с.
3. Гольцов, А. Б. Расчет объемов аспирации при переработке руды. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2005. – N.12. – С. 19-21.
4. Logachev, I.N. and K.I. Logachev, 2014. Industrial air quality and ventilation: controlling dust emissions. Boca Raton: CRC Press, рр: 417.
5. Logachev I.N., Logachev K.I., Seminenko A.S. Basic equations of particle dynamics in silo type hoppers during pneumatic charging // Modern scientific research and their practical application, Vol.J11404, 2014. ISSN 2227-6920
6. Гольцов, А.Б. Аспирационное укрытие мест загрузки ленточных конвейеров в производстве силикатного кирпича: дис. … канд. техн. наук: 05.02.13: защищена 25.12.13/ Гольцов Александр Борисович. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2013. – 178 с.
7. Расчет и разработка аспирационных укрытий мест перегрузок / А.Б. Гольцов, В.М. Киреев, В.А. Минко // Вестник БГТУ. – Белгород. – 2010.
8. Feoktistov, A. Yu. Design of aspiration shelters for constricted conditions / A.Y. Feoktistov, S.V. Staroverov, A.B. Gol’tsov, V.M. Kireev // Chemical and Petroleum Engineering July 2013, Volume 49, Issue 3-4, pp 261-264.
9. Гольцов, А.Б. Исследование конструкции аспирационного укрытия для применения в стесненных условиях / А.Б. Гольцов, В.М. Киреев, А.Ю. Феоктистов // Экология промышленного производства. – 2013. – №1 .- С .2-5.
10. Семиненко А.С., Алифанова А.И., Гольцов А.Б., Кондрашева М.Р. О производственной пыли в цементной промышленности // Сборник научных трудов Sworld. 2014. Т. 18. № 4. С. 70-74.
11. Семиненко, А.С. Повышение эффективности аспирации при загрузке цементных силосов / А.С. Семиненко, Е.Н. Попов, М.А. Ващенко // Фундаментальные исследования в гуманитарной сфере социально-экономического развития области: сб. научных трудов научно-практической конференции. – Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2013.
12. Huque S.T., Donecker P., Rozentals J.J, Benjamin C.W. The Transfer Chute Design Manual: For Conveyor Belt Systems. Conveyor Transfer Design Pty. Limited, 2010. 272 p.
13. Howard L. Hartman, Jan M. Mutmansky, Raja V. Ramani, Y. J. Wang Mine Ventilation and Air Conditioning. Wiley-Interscience, 1997. 752 p.
14. Olga Alerksandrovna Averkova, Valentina Ivanovna Belyaeva, Konstantin Ivanovich Logachev, Valery Anatolievich Uvarov, Arsen Enverovich Canar. About dynamics of clinker dust in an aspiration hideout// Middle-East Journal of Scientific Research 17 (8): 1181-1186, 2013.
15. Uvarov V.A., Logachev K.I., Logachev I.N., Averkova O.A., Tolmacheva E.I. Modeling the behavior of dust particles in a suction unit // Proceeding of the 6th International Conference on Vortex Flows and Vortex Models (ICVFM Nagoya 2014). 2014. pp. 1-6
16. Пат. 97168 Российская Федерация, МПК M21F 5/00. Аспирационное укрытие мест перегрузки сыпучего материала / Гольцов А.Б., Минко В.А., Логачев И.Н. и др. (Россия) – №2010114416/03; Заявл. 12.04.2010, опубл. 27.08.2010 Бюл. №24.

Большинство дробильных фабрик горно-обогатительных предприятий построены еще в третьей четверти 20-го века. За это время системы обеспыливающей вентиляции устарели морально и физически. Основной составляющей комплекса систем обеспыливания являются системы аспирации.

Одним из основных элементов системы аспирации является укрытие источника пылевыделения. Вопросы совершенствования конструкций, параметров работы, методик расчета и подбора под определенный технологический процесс аспирационного укрытия на сегодняшний день является актуальными.

Сегодня главным вектором в вопросе развития аспирационных укрытий является минимизация энергозатрат процесса, т.е. снижение объемов удаляемого воздуха от источника пылевыделения.

В основе расчета объемов удаляемого воздуха лежит уравнение воздушного баланса. Количество удаляемого из укрытия воздуха (Qa) при изотермических условиях равно количеству воздуха, поступающего в это укрытие по желобам и через открытые рабочие проемы и неплотности [1-3]:

aktual27.wmf, (1)

Количество воздуха, поступающего через неплотности укрытия

aktual28.wmf, (2)

где Ру – разрежение в укрытии или технологическом оборудовании; Fн – площадь неплотностей; ρ – плотность воздуха.

Как видим, расход воздуха через неплотности укрытия находится в зависимости от их площади и разрежения в укрытии. Следовательно, при заданной величине разрежения, уменьшение площади неплотностей является наиболее эффективным способом снижения Qн. Естественно, полностью устранить неплотности невозможно, однако, разработанные в последнее время аспирационные укрытия, позволяют свести их к минимуму.

Существенной составляющей объемов аспирации является величина Qж, особенно в тех случаях, когда технологическое оборудование обладает вентилирующей способностью.

В настоящее время известно два способа количественной оценки эжектирующей способности потока материала: первый основан на решении уравнения сохранения энергии, второй – на интегрировании уравнения динамики.

Энергетический способ решения, предложенный впервые Бутаковым С.Е., а за рубежом Хемеоном, состоит в том, что материал при падении теряет часть своей энергии на преодоление силы сопротивления среды. Эта энергия идет на вовлечение воздуха в движение, преодоление местного сопротивления и трения в желобе [1-3].

В основе второго, динамического подхода к решению задачи об эжекции воздуха материалом в закрытых желобах, лежит учет аэродинамического взаимодействия частиц падающего материала и воздуха.

В работах О.Д. Нейкова и И.Н. Логачева, В.А. Минко перемещение воздуха по желобу под действием эжекции сыпучим материалом рассматривается как движение воздуха в каналах с определенной гидравлической характеристикой под действием перепада давления. В общем случае при перегрузке ненагретых сыпучих материалов объемы воздуха, поступающие по желобу в нижнее укрытие, составят

aktual31.wmf, (3)

где F – площадь поперечного сечения желоба; aktual32.wmf – сумма коэффициентов местного сопротивления (КМС) желоба и укрытия; Pоб – давление, развиваемое рабочими органами аспирируемого оборудования; DРу – разность давлений, обусловленная действием местного отсоса (разрежение в укрытии Ру); Рэ – эжекционное давление.

Эжекционное давление является функцией коэффициента лобового сопротивления частиц материала, объемной концентрации материала, среднего диаметра частиц, расхода материала и его плотности, относительной скорости движения воздуха и материала в желобе, зависящих от высоты и угла падения материала.

Большинство из перечисленных параметров являются либо неуправляемыми (плотность воздуха и материала, дисперсный состав материала, форма частиц и т.п.), либо малоуправляемыми в производственных условиях (разряжение в укрытии, высота падения материала, угол наклона желоба, площадь сечения желоба и т.п.).

Единственным параметром, позволяющим снизить объемы аспирации в производственных условиях, является увеличение гидравлического сопротивления системы «верхнее укрытие, желоб и нижнее укрытие», по которому движется эжектируемый поток воздуха.

Гидравлическое сопротивление указанной системы обуславливается суммарным КМС, вычисляемым по формуле

aktual35.wmf, (4)

где aktual36.wmf – КМС соответственно верхнего укрытия (падающего конвейера), желоба и нижнего укрытия (принимающего конвейера), отнесенные к скорости воздуха в желобе.

Вопросу совершенствования нижнего укрытия в направлении повышения коэффициента местного сопротивления укрытия посвящены работы Минко  В.А., Логачева И.Н., Овсянникова Ю.Г., Кулешова М.И., Абрамкина Н.Г., Лапина О.Ф., Логачева К.И. и др. [1, 2, 6, 8, 9, 16]. Разработано множество конструкций укрытий использующих различные способы, сводящиеся к установке на пути движения эжектируемого потока воздуха различные механические препятствия (перегородки, цепи, зигзагообразные пластины и т. п.), некоторые из которых, помимо повышения КМС укрытия также могут выполнять функции пылеосадительных элементов.

Развитие компьютерной техники позволяет более широко применять методы вычислительного моделирования при разработке современных аспирационных укрытий позволяющих с высокой эффективностью осуществлять локализацию источников пылевыделения [4, 5, 8, 9, 12-15].

Проанализировав современные направления в разработке и эксплуатации методов и средств обеспыливания, можно выделить три основных направления снижения пылевых выбросов при перегрузках сыпучих материалов: снижение концентрации пыли в аспирируемом воздухе [4-10, 12-13]; уменьшение объемов воздуха [1, 2, 6, 12, 13-14 ], отсасываемого из аспирационных укрытий; эффективная пылеочистка аспирационного воздуха[2].


Библиографическая ссылка

Пономаренко В.В., Евко Д.В., Алифанова А.И. СНИЖЕНИЕ ПЫЛЕВЫХ ВЫБРОСОВ ПРИ ПЕРЕГРУЗКАХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-1.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=12056 (дата обращения: 23.07.2019).

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 = 1.252