Штокман Е.А. Вентиляция, кондиционирование и очистка воздуха на предприятиях пищевой промышленности
Подождите немного. Документ загружается.
для воздуховодов подготовительных цехов: а) на вертикальных участках — 10-12; б) на горизонтальных участках — 13-15;
для воздуховодов элеваторов шрота: а) на вертикальных участках — 8; б) на горизонтальных участках — 12.
Воздуховоды системы аспирации и пылеулавливания предусматривают с возможно меньшей шероховатостью внутренних поверхностей, обеспечивая
герметизацию и при необходимости их чистку.
Воздуховоды систем пылеулавливания следует проектировать круглого сечения из
несгораемых и антикоррозийных материалов или защищать
антикоррозийными покрытиями.
Воздуховоды систем, транспортирующие пыли, прокладывают вертикальными или наклонными под углом: для пыл ей подсолнечника — более 60°; для
пылей шрота — более 45°.
Допустимо проектировать участки воздуховодов под меньшими углами и горизонтальной протяженностью не более 10 м при условии поддержания на
этих участках скоростей движения воздуха в
соответствии с вышеуказанными требованиями.
Количество воздуха, перемещаемого по воздуховодам систем пылеулавливания на элеваторах шрота, рассчитывают так, чтобы концентрация пыли в
воздуховодах не превышала 50% НКПРП.
Напорные участки воздуховодов на элеваторах шрота не следует прокладывать через другие помещения.
На элеваторах семян и в подготовительных цехах, как правило, их также не следует прокладывать через
другие помещения. При необходимости такой
прокладки надлежит принимать меры к предотвращению попадания запыленного воздуха в эти помещения.
Крепление воздуховодов, присоединенных к вентиляторам, пылеуловителям, устраивают так, чтобы нагрузка от воздуховодов не передавалась на
вентилятор и другое оборудование.
Присоединение воздуховодов к вентиляторам необходимо предусматривать, как правило, через мягкие вставки.
При проектировании воздуховодов
запыленного и очищенного воздуха обеспечивают равномерное распределение газопылевого потока на входе и
выходе в одиночные и особенно групповые циклонные пылеуловители.
Соединения воздуховодов запыленного и очищенного воздуха выполняют, как правило, сварными или на бандажах (для обеспечения герметичности и
надежности соединения). При небольших размерах воздуховодов возможно фланцевое соединение по соответствующим ГОСТам.
Воздуховоды присоединяют
к пылеуловителям с обеспечением для отводов радиуса закругления не менее двух диаметров; для тройников угла
примыкания не менее 30°.
Подвески воздуховодов размещают на расстоянии от 2 до 5 м одна от другой в зависимости от местных условий и их диаметра.
Все оборудование и другие элементы систем пылеулавливания (воздуховоды, вентиляторы, пылеуловители, салазки электродвигателей) заземляют
путем присоединения каждой системы не менее чем в двух местах к контурам заземления электрооборудования или посредством молниезащиты с
учетом требований ПУЭ.
Сопротивление заземляющего устройства электродвигателей систем пылеулавливания мощностью до 10 кВА принимают не более 10 Ом, а для защиты
только от статического электричества (на элеваторах шрота) достаточно 100 Ом.
Измерение сопротивления заземляющих устройств производят не реже одного раза в год.
Соединение заземляющего устройства выполняют путем сварки или болтовым, если сварка затруднена.
10. ВЕНТИЛЯЦИЯ
САХАРНЫХ ЗАВОДОВ
10.1. Особенности технологии и выделения вредностей
Сахарная промышленность объединяет два основных производства — свеклосахарное и сахарно-рафинадное. На ряде заводов организован также
выпуск пищевой продукции, сырьем для которой являются отходы сахарного производства, например лимонной кислоты.
Типовая технологическая схема свеклосахарного производства включает значительное количество операций по переработке свеклы и
промежуточных
продуктов.
Сахарная свекла из бурачных и кагатов подается на свекломойку. После очистки она элеватором поднимается в приемные бункера над свеклорезками.
Там корнеплоды измельчаются в тонкую свекловичную стружку, которая направляется в диффузионный ротационный аппарат. В диффузионном
аппарате из стружки горячей водой извлекается диффузионный сок, содержащий почти весь сахар свеклы, и отделяется свекловичный жом.
Диффузионный сок собирается в циркуляционные сборники, откуда часть после подогрева в решоферах подается для ошпаривания свекловичной
стружки. Остальной сок поступает на очистку. Жом подается грабельным транспортером на жомовые прессы, а после них — на жомосушильные
барабаны.
Очистка сока состоит из дефекации — обработки сока известковым молоком, сатурации — обработки углекислым газом, сульфитации —
обработки
сернистым газом и фильтрации — многократного отделения образующегося осадка. Очищенный сок подогревается в решоферах и выпаривается в
многокорпусной выпарке. Густой сироп из выпарки подвергается сульфитации и фильтрации и направляется в варочно-кристаллизационное или
продуктовое отделение. Дошедший сюда в виде сиропа сахар в результате варки, кристаллизации и фуговки утфелей разделяется на две
части:
товарный кристаллический сахар и кормовую патоку — мелассу.
Технологический цикл заканчивается в сушильном отделении, где выгруженный из центрифуг сахар доводится в сушильных барабанах до нормативной
влажности 0,15%.
Рафинирование сахара-песка осуществляется либо в рафинадных отделениях сахарных заводов, либо на самостоятельных производствах —
рафинадных заводах. Производство рафинада включает следующие операции: роспуск сахара-песка — клеровку, очистку сиропа, варку утфеля,
пробелку утфеля с прессованием, сушку и охлаждение. Для упаковки и хранения сахара предусматриваются специальные помещения В сахарном и
рафинадном производствах выделяются
все виды производственных вредностей — избыточные теплота, влага, газы и пыль.
В моечном отделении и свеклорезке имеют место значительные влаговыделения. В диффузионном отделении наряду с тепло- и вла-гоизбытками могут
выделяться пары формалина, вводимого в диффузоры для подавления микрофлоры. Очистка свекловичного сока происходит при повышенных
температуре и давлении, с использованием сатурационного и
сульфитационного газов, что является причиной возможных повышенных концентраций
диоксида серы и диоксида углерода. Продуктовое отделение характеризуется высокими радиационными температурами и залповыми влаго- и
тепловыделениями, возникающими при ревизии, загрузке, разгрузке технологических аппаратов. В выпарных аппаратах при их очистке химическим
путем с применением каустической соды и соляной кислоты образуется водород. Выпарные аппараты,
вакуум-аппараты должны теплоизолироваться,
чтобы обеспечить температуру поверхностей не более 45 °С.
Работа вакуум-фильтров происходит под разрежением и сопровождается значительными тепловыделениями. В помещениях сушки и упаковки сахара
выделяется пыль сахара, отличающаяся высокой взрывоопасностью. В помещениях упаковочной и склада готовой продукции также возможно
присутствие в воздухе сахарной пыли и других горючих материалов
. Значительные пылевыделения наблюдаются также в жомосушильном и
известковом отделениях.
Получение рафинированного сахара до этапа сушки, колки и упаковки осуществляется в присутствии влажной среды и пылевыделе-ниями не
сопровождается. Значительная часть оборудования рафинадных цехов идентична оборудованию сахарных заводов и выделяет аналогичные вредности.
Пылевыделения наблюдаются и в помещениях костеугольных фильтров. В таблице 10.1
приведены вредные вещества, выделяющиеся в сахарном
производстве.
Величины тепло- и влагопоступлений от технологического оборудования приводятся в ведомственных нормативах или рассчитываются по формулам,
изложенным в главе 2. В таблице 10.2 даны значения тепло- и влаговыделений от некоторых типов технологического оборудования. При определении
количества теплоты, поступающей в помещение от нагретого технологического оборудования, определенную сложность представляет
расчет
коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности вращающихся цилиндров — сушильных барабанов, охладителей, известега-сильных аппаратов,
жомосушиль-ных барабанов и т. д. На рис. 10.1 представлены графики для определения коэффициентов теплоотдачи подобного технологического
оборудования. Следует учитывать, что согласно санитарным требованиям температура нагретых поверхностей не должна превышать 45 °С, а в случае
невозможности тепловой изоляции
оборудования последнее должно укрываться и экранироваться.
Таблица 10., Вредные вещества в воздухе рабочей зоны производственных помещений сахарных заводов
Таблица 10.2 Тепло- и влаговыделения от технологического оборудования
Оборудование Тепловыделения, Вт Влаговыделения, кг/ч
Решофер 800, h 4,0 м 605 -
Выпарной аппарат 2,8 м, h 7,0 м 3700 -
Фильтр-пресс 0 4,0 м, 1100x1100 30100 20,5
Вакуум-аппарат 2,8 м, h 7.0 2600 -
Салфетомойка 1730 2,4
Вакуум - фильтр 10300 9,7
Сборник 870 0,8
Сернистая печь 0,3 м, h 2,5 м 2340
Из-за недостаточной герметизации технологического оборудования, несоблюдения режимов работы, низкой эффективности вентиляционных систем и
аспирацион-ных устройств наблюдается высокая запыленность производственных помещений. А несовершенство пылеулавливающего оборудования
приводит к загрязнению воздушного бассейна и площадки. С экологической проблемой тесно связана экономическая, т. к. сырье, теряемое с
выбросами аспирационного воздуха, имеет в большинстве случаев
значительную ценность.
В основном на сахарных заводах возникает проблема улавливания пыли сахара, извести, но на ряде заводов, где организовано производство лимонной
кислоты, сталкиваются также с вопросами очистки воздухг. от ее пьши. Процесс очистки воздуха от пьши лимонной кислоты имеет свои особенности и
исследован недостаточно. Так, например, нормами не установлено значение
ПДК, отсутствуют рекомендации по организации вентиляции и применению
пылеулавливающего оборудования в цехах по производству лимонной кислоты.
Технологический процесс сушки, рассева, расфасовки сахара и лимонной кислоты связан со значительными пылевыделениями из-за многократного
перемещения сыпучих продуктов, что вызывает дезинтеграцию пылеобразующего материала и выделение пыли через не-герметизированные укрытия
технологического оборудования в рабочую
зону. В таблице 10.3 приведена запыленность воздуха цехов по производству сахара и лимонной кислоты.
Рис. 10.1. Зависимости коэффициентов теплоотдачи от температуры наружной поверхности (при скорости окружающего воздуха ω
b
= 0,5 м/с и
частоте вращения цилиндра n = 6 -5- 30 об./мин): 1 - суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и излучением α
н
+ α
н
; 2 — коэффициент
теплоотдачи излучением α
л
; 3 - коэффициент теплоотдачи в зонах контакта вальцов.
пдк
мг/м
3
, Класс опасности
Диффузионное отделение:
формалин (водный раствор формальдегида)
0,5 2
Сокоочистное отделение
диоксид серы
10,0 3
аммиак 20,0 4
Сушильное и упаковочное отделения
пыль сахарная
10,0 4
Вспомогательные производства
Жомосушильное отделение:
оксид углерода
20,0 4
пыль жома 4,0 4
Производство сульфитационного газа:
сера (аэрозоль)
1,0 2
Отделение костеугольных фильтров: 4,0 4
Известковое отделение: пыль известняка 6,0 4
пыль угольная 4,0 4
пыль извести 2,0 3
пары щелочи 0,5 2
Высокая взрывоопасность пыли сахара и лимонной кислоты обусловливает необходимость тщательного анализа пылевой обстановки производственных
помещений. На рисунках 10.2, 10.3 даны пылевые карты этих производств.
Концентрация пыли в воздухе, количество осевшей пыли и показатель их взаимоперехода отражают санитарно-гигиенические и технологические
параметры производственного помещения. Вышеперечисленные показатели объективно и с достаточной достоверностью описывают состояние
производственного помещения, с их помощью возможна разработка конкретных рекомендаций и по нормализации пылевой обстановки в цехах (табл.
10.4).
Борьба с пылевыделениями связана с решением ряда задач. Одна из них — максимальное повышение эффективности пылеулавливающего
оборудования — решается обоснованным выбором соответствующего типа пылеуловителя, который обеспечивает в данных условиях нормируемую
степень очистки выбросов, обладает высокой надежностью
и не требует высоких капитальных и эксплуатационных затрат. В этой связи важно знание
свойств улавливаемой пыли — пыли сахара и лимонной кислоты (табл. 10.5).
Таблица J 0.3
Запыленность воздуха в производственных помещениях
Место пробоотбора Концентрация витающей пыли, мг/м
3
Цех сушки сахара
Общая запыленность воздуха в рабочей зоне 30-75
У сушильного барабана 70-130
У транспортера 61-90
Сито тряска 270
Ссыпка сахара 194-290
Рабочее место у растарки 85-113
Цех лимонной кислоты
У сушильного барабана 88
У тряска 263
Общая запыленность в воздухе рабочей зоны 51-62
Рис 10.2. Пылевая карта цеха сушки сахара: О — рабочее'место; X — место отбора пробы пыли и значение концентрации осевшей пыли, г/(м
2
ч).
Причинами неудовлетворительного пылевого состояния помещения являются различные факторы, и они должны выявляться для каждого конкретного
случая. Как показали обследования, степень амортизации технологического оборудования различна, различны технологические схемы заводов,
переоборудованные и переоснащенные в большинстве случаев без соответствующей техдокументации.
Таблица 10.4
Осредненные значения запыленности в производственных помещениях сахарных заводов
Концентрация пыли
Место замера
Витающая,
мг/м
3
Осевшая,
мг/(м
г
ч)
пдк,
мг/м
1
Кратность превышения
пдк
Тимашевский завод
Цех сушки сахара
Отделение упаковки. 1-й этаж 15 910 6 2
Сушка. 2-й этаж 19 1178 6 3
Сушка. 3-й этаж 33 1551 6 5
Сушка. 4-й этаж 4 148 6 норма
Цех известковообжигательный 4,4 121 6 норма
2-й этаж. Помещение известково-обжигательных нечей
Кореновский завод
Цех сушки сахара
Рабочее место у тряска 21 2550 6 3
Отделение расфасовки 14 1012 6 2
Рис. 10.3. Пылевая карта цеха сушки лимонной кислоты.
Концентрация пыли
Место замера
Витающая мг/м
3
мг/м(м
2
ч)
пдк мг /м
3
Кратность превышения ПДК
Цех известково-обжигательный
Помещение выгрузки извести 47 1670 6 6
Ленинградский завод
Цех сушки сахара
Отделение упаковки 34 1118 6 5
Сушка. 3-й этаж 24 768 6 4
Цех известково-обжигательный
Помещение выгрузки извести 53 1950 6 9
Усть-Лабинский завод
Цех сушки сахара
Отделение упаковки 23,7 696 6 4
Сушка. 3-й этаж. Рабочее место у транспортера 13,9 490 6 2
Цех известково-обжигательный
Отделение загрузки скипового подъемника 12 84 6 2
Отделение выгрузки извести 16,5 490 6 2
Тбилисский завод
Цех сушки сахара
Помещение расфасовки 22 689 6 3
Помещение сушильного барабана 16,8 572 6 2
Цех известково-обжигательный
Отделение выгрузки извести 40 11200 6 6
Отделение загрузки шихты 10 162 6 1,5
Малороссийский завод
Цех сушки сахара
Сушка. 3-й этаж 28 2128 6 4
Растарка 96 6624 6 16
Цех известково-обжигательный
Неэффективная работа вентиляционных систем, обусловленная недостатками проекта, отсутствием штата слесарей-вентиляционников, неграмотным
переоборудованием вентиляционных систем и т.д., не снижает запыленности цехов, а во многих случаях способствует распространению вредностей по
помещению.
Таблица 10.5 Свойства пылей сахара и лимонной кислоты
Вид пыли
Наименование свойства пыли
Сахар Лимонная кислота
Плотность, г/см
— истинная 1,69 1,67
— насыпная 1,54 1,55
— в уплотненном виде 1,97 1,85
Сыпучесть, град.
— динамический УЕО 40 45
— статический УЕО 18 35
Слипаемость, 10 Па 3,7 4,65
Смачиваемость, % 100 100
Дисперсный состав
— медианный диаметр, мкм 3,5 3,2
— дисперсия 2,3 4
Скорость витания, 10
-2
м/с
0,1 0,17
Примечание. УЕО — угол естественного откоса.
10.2. Параметры воздуха в рабочей зоне производственных помещений
Допустимые параметры воздуха в рабочей зоне производственных помещений сахарных заводов указаны в таблице 10.6.
Расчетные параметры наружного воздуха принимаются для систем вентиляции, воздушного душирования и кондиционирования в теплый период года
по параметрам А, для систем отопления, вентиляции, воздушного душирования
и кондиционирования в холодный период года — по параметрам Б [1].
10.3. Организация воздухообмена
10.3.1. Вентиляция основного производства
При проектировании вентиляции производственных помещений главного корпуса завода, в котором осуществляются все технологические операции
переработки свеклы на сахар, руководствуются общими принципами расчета и устройства систем, изложенными в нормативной литературе [1,2],
ведомственных указаниях, а также в главах 1-6
настоящей книги.
Таблица 10.6
Допустимые параметры воздуха в рабочей зоне
Холодный период года и переходные условия Теплый период года
Наименование производственных помещений
Температура,
°С
Скорость
движения, м/с
Относительная
влажность, %
Температура,
°С
Скорость
движения, м/с
Относительная
влажность,
%
Свеклосахарные заводы
Отделения: моечное, свеклорезки, упаковочное,
сушильное, известковое
17 0,4 75 29 0,5 75
Отделения: продуктовое, сокоочистительное,
диффузионное, жомосушильное, выпарное
23 0,4 75 31 0,8 75
Сахарорафинадные заводы
Отделения: приемное, расфасовки, получения сахарной
пудры
17 0,4 75 29 0,5 75
Отделения: фильтрационное, продуктовое, сушильное, 23 0,4 75 31 0,8 75
регенерации угля и крупки, клеровочное
Примечания. 1. Для районов с расчетной температурой наружного воздуха (параметры А) 25 °С и выше соответственно для категорий работ легкой,
средней тяжести и тяжелой температуру на рабочих местах следует принимать на 4 °С выше температуры наружного воздуха, но не выше 32, 31 и 30
°С соответственно для категорий работ легкой, средней тяжести и тяжелой.
2. Скорость движения воздуха следует увеличивать на 0,1 м/с на каждый градус превышения температуры в рабочей зоне в теплый период года
свыше 28 °С, но не более чем на 0,3 м/с.
3. Если допустимые нормы невозможно обеспечить по производственным или экономическим условиям, то следует предусмотреть воздушное
душирование или кондиционирование воздуха на постоянных рабочих местах [1].
Так
как в большинстве производственных помещений наблюдается комплексное выделение всех основных вредностей — теплоты, влаги, пыли, газов и
паров, необходимо наряду с общеобменной механической приточно-вытяжной вентиляцией, аэрацией предусматривать местную вентиляцию.
Таблица 10.7
Местные отсосы и укрытия технологического оборудования
Расчетные данные
Технологическое
оборудование
Выделяемая
вредность
Тип местного отсоса
Ориентировоч ный размер
расчетного отверстия, мм
- v, м/с /L м
3
/
ч
Рекомендуемый метод очистки
воздуха перед выбросом
Центрифуги Влага Из верхней части кожуха
- -/800
Клеровочные котлы От крышки 0 290 1,5/350 Выброс в атмосферу
Утфелемешалка 0 150
Вакуум-фильтр Сплошное укрытие верх-
0 375 -/4000
Желоба фильтр-прессов Бортовой отсос от корыта
Высота отверстия борто-
-/400 м
3
/ час
на 1 п.м.
i
Сушильный
барабан сахара-песка
'сахарная пыль
От приемной
головки
охладительно-
0 200 - /900
Сушильный барабан сахара-
песка
От места вьпрузки на
транспортер
Зонт -/800
Двухступенчатая очистка в сухом и
мокром
Колочный станок
прессованного рафинада
От места выгрузки
колотого сахара на
Зонт 500x900 -/810
Транспортер передачи сахара
к весам
Укрытие места
пересыпки
500x700 - 650
Двухступенчатая очистка в сухом и
мокром циклонах
Технологическое оборудование Выделяемая Тип местного отсоса Расчетные данные Рекомендуемый метод очистки