Штокман Е.А. Вентиляция, кондиционирование и очистка воздуха на предприятиях пищевой промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

вредность

Ориентировочный размер

расчетного отверстия, мм

v, м/с / L,

/ч

воздуха перед выбросом

Горизонтальный трясок; сита для

крупки или сахара-рафинада

Костяная или

сахарная пыль

Сплошное укрытие с

отсосом в верхней части

Проем 1,2 м

1,0/450

Бункер у пропарника костяного угля Зонт у воронки пропарника

500x900 0,5/ 810

То же

Выгрузка костяной пыли из бункера на

транспортер

Зонт над транспортером у

места выгрузки

500x900 0,5 / 810 Циклон-про- мыватель

Пылеотделитель

Костяная пыль

Отсос от аппарата - - / 2500

Высокая насыщенность объема главного корпуса нагретым технологическим оборудованием и его недостаточная герметизация не позволяют

поддерживать на некоторых переделах требуемые метеорологические условия и обусловливают необходимость организации воздушного душирования.

Ворота и технологические проемы в целях предотвращения проникновения холодного воздуха и конденсации влаги оборудуются воздушно-тепловыми

завесами.

У мест непосредственного выделения вредностей следует устраивать

укрытия и зонты (табл. 10.7).

Для компенсации объемов воздуха, удаляемых системами общеобменной и местной вытяжной вентиляции, в помещения подается приточный воздух,

подогреваемый в холодный период года до 16 °С из условий предотвращения конденсации влаги и туманообразования.

В фильтр-прессовом, клеровочном, сушильном отделениях необходимо предусматривать воздушное душирование постоянных рабочих мест.

Радиус действия вентиляционных

систем с механическим побуждением не должен превышать 30 м, а с естественным — 8 м. Объединение систем

помещений различного назначения возможно в соответствии с указаниями [1].

Воздуховоды вентиляционных систем изготавливаются из листовой стали в соответствии с их назначением, коррозионной и абразивной стойкостью и

требуемыми пределами огнестойкости.

При подборе оборудования необходимо учитывать требования взры-во- и

пожаробезопасности. При установке электродвигателей вентиляционных

систем в помещениях с температурой 40 °С установочную мощность электродвигателей следует увеличивать на 10%, а при 50 °С — на 25%.

Вопросы очистки воздуха от пыли подробно рассматриваются в литературе [19], а также в главе 6.

10.3.2. Вентиляция известкового производства

Известь и сатурационный газ, необходимые для очистки свекловичного сока, получают на сахарных заводах путем обжига известкового камня в

известеобжигательных печах, после чего известь гасят в известегасильном аппарате барабанного типа и получаемое известковое молоко применяют на

дефекации, а печной газ после охлаждения и очистки в лаверах используют как сатурационный газ на I и II са-турациях. Обычно расход извести

составляет около 2,5% от массы перерабатываемой свеклы.

Сырьем для получения извести СаО служит известняк, содержащий не менее 92% СаС0

. В процессе обжига карбонатных пород происходит

разложение карбоната кальция на оксид кальция и диоксид углерода.

Известь для получения известкового молока гасится промоями из фильтров в известегасильном барабане. При этом оксид кальция превращается в

гидрат оксида. Реакция гашения извести экзотермическая: на 1 кг негашеной извести выделяется 1160 кДж теплоты. При гашении куски извести

разрушаются и образуется гидрат оксида кальция в виде тонкой суспензии — известкового молока — с температурой около 65 °С.

Из известегасильного барабана Мика известковое молоко через сито и песколовушку поступает в мешалки и дозреватели.

Технология получения извести связана с процессами, сопровождающимися значительными пылевыделениями. Пыль образуется при эксплуатации

обжиговых печей, дробилок, грохотов при работе технологического транспорта — конвейеров, подъемников, питателей, при погрузочно-разгрузочных

работах и т. п. Наблюдается выделение в основном трех разновидностей пыли: пыли известняка, выделяющейся в результате сортировки и дробления

в приемном отделении; пыли извести, образующейся при обжиге известняка в шахтных известеобжигательных печах и при транспортировке ее к

известегасильным барабанам; а также пыли гидратированной

извести, выделяющейся при гашении обожженной извести.

Шихта, приготовленная для обжига, и обожженная известь при выгрузке из известеобжигательной печи содержат значительное количество

пылевидных фракций. Неорганизованный выброс пара из известегасильного барабана достигает^1500 м

/ч, при этом паровыде-ления представляют

капельки суспензии гидратированной извести, при испарении они являются дополнительным источником пылепоступлений. Величины

пылепоступлений от технологического оборудования зависят от вида оборудования, его производительности (см. табл. 10.8). По гигиенической

характеристике производственная пыль является нетоксичным аэрозолем фиброгенного действия, однако может вызвать и другие нежелательные

последствия.

В известковом отделении

наряду с повышенной запыленностью воздуха имеют место тепло- и влаговыделения от технологического оборудования и

экзотермичной реакции гашения извести. В таблице 10.8 приводятся температуры поверхностей технологического оборудования, теплопоступления от

которого необходимо учитывать в теп-ловоздушном балансе цеха.

Суммарный объем воздуха, удаляемого местными отсосами, не обеспечивает ассимиляцию тепло- и влагоизбытков компенсирующим его притоком,

поэтому в производственных помещениях известкового отделения необходимо устройство общеобменной вытяжки из верхней зоны.

Подача приточного воздуха в рабочую зону осуществляется рассредоточение для предотвращения вторичного пыления. Температура подаваемого

воздуха с целью исключения туманообразования должна быть на 2/5 °С выше температуры точки росы.

Запыленность воздуха в производственных помещениях колеблется в широких пределах и зависит

от характера производства, его технологии,

состояния оборудования, метеорологических условий, эффективности вентиляционных установок.

Пылевую обстановку в цехе наиболее полно отражают пылевые карты, представляющие собой планы производственных помещений с нанесенными

изолиниями концентрации пыли в воздухе. На рис. 10.4, 10.5 представлены пылевые карты известкового цеха.

Величины запыленности воздушной среды цехов известкового производства (табл. 10.9) колеблются от 2 до 580 мг/м

в зависимости от установленного

технологического оборудования и места отбора.

Воздух, содержащий значительное количество фиброгенной и агрессивной известковой пыли, ПДК которой составляет 2 мг/м

, попадает в приземный

слой промплощадки через неорганизованные выбросы, через выхлопы аспирационных систем и технологические шахты.

Таблица 10.8 Характеристика технологического оборудования известковых цехов сахарных заводов, количество воздуха, удаляемого от

укрытий

Наименование и техническая характеристи ка оборудования, темпера тура

перерабатываемого материала, °С

Вредность, вид и -

концентрация г/м

Тип укрытия

Объем удаляемого

воздуха, м/ ч

Шахтная известеобжигательная печь: d=4,8 м; 1=8 м; Т=2800 кг/ч

Пыль, 1 г/м

- -

Транспортер скребковый для извести и течки выгрузки извести: b=0,6 м; t=80 °C;

Т=5600 кг/ч

Пыль, 0,6 / 1,5 г/м

Кожух аспирируемый

разъемный

1500

Известегасильный барабан РЗ-ПГА: d=l,4 м; 1=8,0 м; Т= 17000 кг/ч; t=65 °C

Влага, пыль, 5+10 г/м

Укрытие сплошное 5000 (по влаговыделениям)

Песколовушка Русселя-Дорошенко известкового молока: 1,31x1,0 м; 1=7,8 м; t=60

T=8000 кг/ч

Влага, пыль, 1-2 г/м'

Укрытие сплошное

съемное

1000 (по влаговыделениям)

Мешалка известкового молока вертикальная: d=l,50 м; h=l,90 м; V=2,4 м

; t=45 °C;

Т=8000 кг/ч

Влага Укрытие сплошное 1000 (по влаговыделениям)

Дозреватель известкового молока: d=2,4; h=l,8 м; V=2,4 м

; t=45 °C

Злага Укрытие сплошное -

Бункер извести: t=40 "С, Т=3000 кг/ч

Тыль, 0,6 г/м

Сплошной кожух 000

Примечание. Условные обозначения, принятые в таблице: d — диаметр; I — длина; b — ширина; h — высота; Т — производительность оборудования;

t — температура продукта; V — объем.

Рис. 10.4. Пылевая карта отделения выгрузки и гашения извести: 1 — узел выгрузки извести на

транспортер; 2 — известегасильный барабан; 3 — загрузка барабана; 4 — мешалка известкового молока; 5 — дозреватель; 6 — песколовушка.

Рис 10.5. Пылевая карта очелкового отделения: 1 — известеобжигательная печь; 2 — узел загрузки известегасильного барабана.

Различия в технологических схемах, техническом состоянии оборудования и строительных конструкций, эффективности вентиляционных и

аспирационных систем определяют интенсивность загрязнения воздушного бассейна и прилегающей территории вредными выбросами. Наиболее

распространенными выбросами от известковых цехов в окружающую среду являются: технологические — от известеобжи-гательных

печей, от узлов

загрузки и разгрузки известегасильного барабана, песко- ловушек; аспирационные — от кареток известеобжигательных печей, от узлов выгрузки и

пересыпки обожженной извести, от скребкового транспортера обожженной извести; неорганизованные — от проемов в строительных конструкциях

пыльных помещений, от вторичного пыления с неубранных поверхностей. Технологические выбросы от известеобжигательных печей периодичны, так

как в рабочем

режиме все продукты сгорания («печной газ») направляются на сатурацию. Технологические выбросы от известегасильного барабана и

песколо-вушек удаляются в атмосферу в большинстве случаев без очистки. Аспирационный воздух выбрасывается одной либо двумя системами:первой

— от узлов перегрузки и транспортера обожженной извести; второй — от кареток известеобжигательных печей. В таблице 10.10 приведены основные

характеристики

выбросов.

Таблица 10.9

Запыленность производственных помещений известковых цехов сахарных заводов

Концентрация пыли

Место замера

Витающей,мг/м

Осевшей,

мг/м

Коэффициент

взаимоперехода

ПДК,

мг/м

Кратность превышения

ПДК

Тимашевский завод

Помещение известеобжигательных печей 4,4 121 28 6 Норма

Кореновский завод

Помещение выгрузки извести 47 1670 36 2 23

Ленинградский завод

Помещение выгрузки извести 53 1590 30 2 26

Усть-Лабинский завод

Отделение загрузки скипового подъемника 12 1841 16 6 2

Отделение выгрузки извести 17 595 35 2 8

Тбилисский завод

Отделение загрузки шихты 10 162 17 6 1,5

Отделение выгрузки извести 42 1120 27 6 7

Малороссийский завод

Загрузка скипового подъемника 10 276 27 6 1,5

Помещение выгрузки извести. Рабочее место у

транспортера

45 1300 28 2 22

Там же, рабочее место у известегасильного барабана 17 680 40 2 8

В известковом цехе сахарного завода выделяются в основном три разновидности пыли:

— от известняка при сортировке и загрузке скипового подъемника;

— от обожженной извести (образуется при обжиге известняка в шахтных известково-газовых печах и при транспортировке его к из-вестегасильным

барабанам);

— пыль гидратированной извести (возникает при испарении капелек суспензии известкового молока

и при адсорбции водяных паров частицами

обожженной извести).

В табл. 10.11 приведены свойства аэрозолей известкового производства. Содержание кремния в пересчете на Si0

составляет 4,9%. Нормы [2]

регламентируют предельно допустимую концентрацию в воздухе рабочей зоны для пыли известняка — 6 мг/м

, для пыли извести — 2 мг/м

Содержание пыли в воздухе, выбрасываемом в атмосферу, с учетом рассеивания выбросов должно обеспечивать концентрацию в приземном слое не

более 0,5 мг/м

. Эффективность рекомендуемого пылеулавливающего оборудования не всегда позволяет достичь требуемой степени очистки. В табл.

10.12 указаны характеристики действующего пылеулавливающего оборудования.

Имеется реальная возможность повысить эффективность и экономичность пылеулавливания. Схема аспирационно-технологической установки

комплексной очистки выбросов

приведена на рис. 10.6. Принцип работы установки заключается в следующем.

Таблица 10.10

Характеристика выбросов известкового цеха

Обслуживаемое технологическое

оборудование

Объем

выброса, м

/ч

Концен трация пыли в

выбросе, мг/м

аловый выброс

пыли, г/с

Диаметр устья

выброса, м

корость выхода

газа, м/с

ПДК,

мг/м

пдв,

г/с

М/

пдв

Технологические выбросы

Известегасильный барабан 5000 5,0 6,9 0,8 2,5 0,5 4,29 1,6

Песколовушка, мешалка 2000 2,0 1,1 0,5 3,0 0,5 0,68 1,6

Аспирационные выбросы

Транспортер обожженной извести 3000 1,5 1,2 0,3 10 0,5 0,01 120,9

Каретки известеобжигательных печей 4000 1,0 1,1 0,3 8 0,5 0,01 110,0

Примечание. Организация выбросов вредных веществ в атмосферу, рассеивание вредных веществ в атмосфере рассматриваются в гл. 25.

Рис. 10.6. Схема аспирационно-технологической установки: 1 — отсос-воронка; 2 — аспирационный воздуховод; 3 — вентилятор; 4 — I ступень

очистки воздуха — циклон ЦН-15; 5 — II ступень очистки воздуха — мокрый центробежный аппарат.

Запыленный воздух из укрытия транспортера всасывается через отсос-воронки (1) и движется по аспирационным воздуховодам (2).

Вентилятор (3) нагнетает его в I ступень очистки — циклон ЦН- 15 (4), где улавливается среднедисперсная пыль, представляющая собой t товарную

известь, которая идет на отпуск либо сбрасывается по течке на транспортер.

Таблица 10.11

Свойства известковой пыли

Свойства пыли Метод анализ: i

Наименование Значение, мкм

Дисперсный состав а=2,5; d„.=12 мкм Седиментация

Плотность, кг/м

3,15 Пикнометрический

— насыпная, кг/м

0,62

— в уплотненном состоянии, кг/м

0,85

Удельная поверхность, см

/г

2400

Слипаемость, 10

Па

3,9 По разрывной прочности слоя

Смачиваемость, % 89 Пленочная флотация

Угол естественного откоса

— статический 55

— динамический 40

Коэффициент абразивности, м /кг

0,36x10

-11

Центробежный

Удельное электрическое сопротивление (УЭС) в зависимости от температуры

УЭС, Омхм

3,3х10

2,5x10

t, 40 120

Дисперсный состав и скорость витания

Диаметр, мкм 4 6,3 10 16 25 40

Скорость витания, см/с 0,09 0,24 0,60 1,56 3,8 9,8

Содержание частиц диаметром более, % 84 70 54 40 17 8

'А. С. 893 219 (СССР). — Б. И. 1981. № 48 (Штокман Е. А., Скорик Т. А.).

Таблица 10.12 Эффективность пылеулавливающего оборудования

Давление, Па Концентрация пыли, мг/м

Полное

Наименование

завода

Обслуживаемое

технологическое

оборудование

Тип

пылеуловителя-

циклона

Диаметр

воздуховода,

Дина

мическое

До пыле

уловителя

После

пылеуловителя

Гид-равлич

еское

сопротивление,

Па

Скорость

воздуха

при

входе в

циклон,

м/с

Расход

воздуха,

/ч

До

пылеуловителя

После

пылеуловителя

Усть-Лабинский

Транспортер

извести

цол-з 0,200 127 610 80 530 14,3 1620 646,2 209,7

Малороссийский

Каретки известе

обжигательных

печей

ЦН-15 0,280 154 890 70 820 16,0 1810 85,3 17,9

Курганский Узел пересыпки, УЦ-500 0,225 120 810 14 796 14,2 1300 2183,0 141,7

транспортер

Донской

Узел выгрузки

извести

ЦОЛ-З 0,350 58 1341 100 1240 9,8 2200 2448,1 425,0

Ленинградский

Каретки известе

обжигательных

печей

ЦН-15 0,280 153 960 40 920 16,0 1810 85,3 17,9

Тбилисский УЦ-500 0,350 82 998 100 898 11,7 2600 228,3 929

Адыгейский

Транспортер

извести

ЦОЛ-З 0,350 30 242 40 200 7,1 2120 272,5 145,8

Выгрузка осуществляется периодически через клапан-мигалку. Частично очищенный воздух направляется с помощью поворотного клапана либо на II

ступень очистки (5), либо выбрасывается в атмосферу. На II ступени пыль, не уловленная в I сту-I пени, поглощается орошающей суспензией —

известковым молоком. Очищенный воздух проходит через каплеуловитель, освобождается от влаги и выбрасывается в атмосферу.

Работа на суспензии предъявляет особые требования к конструкции узлов установки, которые должны обеспечивать ее надежную и эффективную

эксплуатацию.

Удельный расход орошающей жидкости в установке выше обычного и составляет 5 л/м

. Для предотвращения забивания предусматривается

увеличенный диаметр сопла-распылителя, а для улучшения диспергирования суспензии за соплом устанавливается конус-рассекатель. Отрицательное

влияние брызгоуноса устраняется применением оригинальной конструкции каплеуловителя

Основные показатели работы аспирационно-технологической установки комплексной очистки (АТУ) приведены в таблице 10.13.

Таблица 10.13 Технические характеристики аспирационно-технологической установки (АТУ)

Наименование показателя Единица измерения

ступень

II ступень АТУ

Производительность по воздуху

/ч

3000 3200 3200

Гидравлическое сопротивление Па 1200 1350 3150

Эффективность пылеулавливания % 85 99,98 99,99

Потребляемая мощность на 1000 м' кВт - - 0,7

Диаметр мм 600 400 -

Высота мм 2500 1500 -

Металлоемкость кг 675 385 1425

Производительность по известковому молоку м'/ч - 15 15

Давление подачи Па -

2x10

Эффективность осветления известкового молока % - 95,8 95,8

Гидравлическая крупность граничного зерна мкм - 30 30

Выход нижнего продукта

/ч

- 0,3 0,3

'А. С. 133 3379 (СССР). — Б. И. 1987. № 32 (Скорик Т. А., Богуславский Е. К., Глазунова Е. К.).

Элементы аспирационно-технологической установки известкового цеха представлены на рис. 10.7. Подобные установки могут использоваться и на

других производствах при учете особенностей технологии.

Рис. 10.7. Элементы аспирационно-технологической установки известкового цеха: 1 — сопло с рассекателем; 2 — каплеуловитель

10.4. Мероприятия по предотвращению пожаров и взрывов

Производство сахара характеризуется высокой взрыво- и пожаро-опасностью. Сам сахар является горючим веществом, взвешенная в воздухе

производственных помещений пыль сахара взрывоопасна, осевшая сахарная пыль пожароопасна, она сильно электризуется. В технологическом

процессе используются

такие опасные вещества, как формалин, сера, кислоты; выделяются аммиак, водород, оксид углерода, диоксид серы. Горючими

веществами являются сухой свекловичный жом и его пыль, а также используемые при затаривании упаковочные материалы. Для очистки рафинадных

сиропов в качестве адсорбентов применяются костяной и активированный уголь. Пожароопасные свойства веществ, встречающихся в сахарном

производстве, приведены в

таблице 10.14.

Сахарная пыль при относительной влажности воздуха свыше 70% не воспламеняется, поэтому ряд технологических операций, вплоть до выхода

сахара-сырца из продуктового отделения, не представляет пожарной опасности. Исключение составляют диффузионные батареи, где для дезинфекции

используется формалин; выпарная станция, при выварке которой выделяется водород; серные печи, предназначенные для выработки

сульфитационного газа; обжиг

известняка и сушка жома.

Сушка и упаковка сахара-песка, разделка, сортировка и упаковка сахара-рафинада, производство сахарной пудры являются наиболее опасными в

пожарном отношении переделами производства, так как из-за высоких концентраций сахарной пыли возможны не только возгорания, но и взрывы.

Производство сахара-рафинада более пожароопасно, чем свеклосахарное производство, так как

сырьем для него служит сахар-песок, а не свекла или

сырец. Оценка категорий производственных помещений по взрыво- и пожароопасности, а та?.же классификация их по требованиям к пожарной

безопасности электроустановок приведены в таблице 10.15.

Таблица 10.14

Характеристики взрыво- и пожароопасных веществ сахарного производства

Вещество Температура, "С Нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПРП)

Вспышки Воспламенения Самовоспламенения % от объема

г/м

Оксид углерода - - - 12,5 -

Аммиак - 650 - 15,5 -

Водород - 510 - 4,0 -

Формалин 67 - 435 6,0 -

Сахар - 470-500 540 - -

Сахарная пудра - 335 395 - 42,5

Жом свекловичный - 230-300 435-700 - 27,7-40,0

Пыли:

сахарная, I - 470 350 - 8,0-8,9

угольная, II - - - - 40,0

серная, I - 207 232 - 2,3

древесная, IV - 250 275 - Свыше 65

Древесина - 250 400 - -

Картон - 258 427 - -

Примечание. Классы пожаро- и взрывоопасных пылей приведены по данным [38].

Предупреждению возникновения взрывов и пожаров способствует выполнение наряду с организационными и технологическими мероприятиями

специальных требований к системам инженерного оборудования.

Производственные помещения оснащаются системами отопления и приточно-вытяжной вентиляции. Назначение вентиляционных систем заключается

не только в создании требуемых санитарно-гигиенических условий, но и

в предотвращении образования взрыво- и пожароопасных концентраций.

Выбор систем отопления и вентиляции осуществляется в соответствии с нормативными требованиями [1] и ведомственными указаниями согласно

категорийности помещений. Противопожарные требования к отопительно-вентиляционным системам регламентируют выбор типа оборудования,

порядок его размещения с учетом степени огнестойкости.

При производстве сахара предусматриваются следующие основные мероприятия, обеспечивающие взрыво-

и пожаробезопасность. Как правило,

предусматриваются воздушные системы отопления отделении сушки сахара, прессового и колочно-упаковочного, сушки и расфасовки лимонной

кислоты, склада бестарного хранения сахара. Приборные системы отопления применяются в помещениях категорий В, Г, Д (табл. 10.15); в качестве

отопительных приборов на участках с пылевыделениями используются регистры из гладких стальных труб, устанавливаемые на

расстоянии не менее

100 мм от стен, с устройством в помещениях категорий Б и В защитных экранов из негорючих материалов.

Вентиляционные системы рассчитываются из условий обеспечения концентраций вредных веществ в рабочей зоне ниже ПДК, которые значительно

меньше значений НКПРП, установленных для этих веществ (табл. 10.14). Взрывоопасные концентрации могут создаваться в воздуховодах вытяжных

систем, сухих пылеуловителях и бункерах уловленной пыли. Во избежание этого концентрация горючих газов, паров, пылей в удаляемом системами

механической вентиляции воздухе не должна превышать 50% НКПРП. В производственных помещениях категории Б наряду с механической

вентиляцией предусматривается общеобменная естественная вытяжка в объеме не менее однократного воздухообмена; здесь же необходимо

предусматривать системы механизированной

уборки пыли; для производственных помещений с выделением сахарной пыли следует организовывать

мокрую пылеуборку. Запрещается применять сдув пыли сжатым воздухом.