Введение
Внастоящее время, когда биосфера в населённых людьми регионах утратила своёгосподствующее значение и стало превращаться в техносферу, возникли новые условиявзаимодействия живой и неживой материи: взаимодействие человека с техносферой,взаимодействие техносферы с биосферой (природой) и др. Главным стал вопросбезопасности жизнедеятельности человека в техносфере и защита природной средыот её негативного влияния.
Первопричиноймногих негативных процессов в природе и обществе явилась антропогеннаядеятельность, не сумевшая создать техносферу необходимого качества как поотношению к человеку, так и по отношению к природе. В XXвеке на Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело кчастичной, а в ряде случаев и к полной региональной деградации. Этомуспособствовали:
-высокиетемпы роста численности населения Земли (демографическийвзрыв)и его урбанизация;
-ростпотребления и концентрация энергетических ресурсов;
-интенсивноеразвитие промышленности и сельского хозяйства;
-массовоеиспользование средств транспорта,
-ростзатрат на военные цели и ряд других процессов.
Достиженияв медицине, повышение комфортности деятельности и быта во многом способствовалиувеличению продолжительности жизни человека и как следствие росту населенияЗемли.
Одновременнос демографическим взрывом идёт процесс урбанизации населения планеты, которыйнепрерывно ухудшает условия жизни в регионах, неизбежно уничтожает в нихприродную среду. Для крупнейших городов и промышленных центров характеренвысокий уровень загрязнения компонент среды обитания. Так, атмосферный воздухгородов содержит значительно большие концентрации токсичных примесей по
1. Зерновой комплекс « Дон »
1.1Зерноперевалочныйтерминал
СуществующийЗерноперевалочный терминал предназначен для приёма, хранения, отпуска зерновыхкультур и семян подсолнечника объёмом 81000т в год, при этом
получениепродукции осуществляется :
- железнодорожнымтранспортом -56 000 т;
- автотранспортом-25000 т. отправление :
- воднымтранспортом — 61000т
- железнодорожнымтранспортом — 20 000 т.
Основныеоперации технологического процесса :
- экспресс-анализсемян или зерна;
- взвешиваниена автомобильных или железнодорожных весах;
- выгрузкаиз автотранспорта или железнодорожных вагонов;
- хранениев складах ангарного типа;
- загрузкасемян или зерна в железнодорожные вагоны или на водный
транспорт.
Погрузочно-разгрузочныеработы выполняются нориями, установленными в рабочей башне, и ленточнымитранспортёрами, проходящими по крытым транспортёрным галереям, выполненным вметаллических конструкциях.
Длявыполнения транспортных операций на площадке имеются автотранспортные средства.
Зерноперевалочныйтерминал имеет собственный подъездной путь, примыкающий стрелочным переводом № 26к подъездному пути АООТ
«Зареченскийзавод железобетонных изделий».
Обслуживаниеперевозок на подъездном железнодорожном пути, а также подача вагонов к погрузочномуфронту производится силами ст. Зареченская Северо-кавказской железной дороги иосуществляется маневровым порядком.
1.2Характеристика основных источников загрязнения атмосферного воздуха на перспективуи прогнозируемая оценка состояния атмосферы
Наперспективу источники загрязнения атмосферы Зернового комплекса локализуются натерритории реконструируемого зерноперевалочного терминала, силосного складасемян, маслоэкстракционнго завода и связанных с ними вспомогательныхпроизводств.
Зерноперевалочныйтерминал
Намечаемаяреконструкция терминала приведёт к ликвидации неорганизованных выбросов от местразгрузок и перегрузок зерна и к обустройству систем аспирации и очисткизапылённого воздуха со следующими характеристиками выбросов :
- Н= 14.0 м; d=0,45 м; V= 1,5 м3/с;
Т= 32 (источники 0004, 0005, ООП, 0013);
- Н= 13,0 м; d=0,5 м; V= 2,5 м'/с; Т = 32 ° (источники 0006, 0008);
- Н= 11,0 м; d=0,2 — 0,3 м; V= 0,37 — 0,49 м3/с; Т = 32 ° (источники 0007, 0009).
Дляочистки запыленного воздуха планируется использовать батарейные циклоны У21-НБЦ-225,-250, -285, -500, -550. Основным поллютантом от вышеперечисленных источниковявляется пыль зерновая (табл. 10). К неорганизованным источникам загрязнения атмосферыотносятся сварочный пост и заточной станок ремонтного участка, открытая стоянкаавтотранспорта, два автопогрузчика. Ликвидируется аварийный дизельэлектрогенератор.Вместе с переоборудованием производственной котельной (замена существующихкотлоагрегатов на два котлоагрегата Д-25) планируется строительство новойдымовой трубы (Н = 30,0 м; 0 1,5 м; V= 13,7 м3/с; Т = 130 °), что должно улучшить характеристики рассеиваниявыбросов от сжигания газа.
1.3Силосный склад семян
Приемзерна с железнодорожного и водного транспорта осуществляется с существующихприемных устройств зернового терминала, с автотранспорта — с автоматическихприемных устройств.
Вавтомобильном приемном устройстве установлено два приемо-разгрузчика ABC-5ОМ,которые могут принимать до 100 т/ч семян.
Приемноеустройство позволяет одновременно принимать семена двух сортов ( по влажностиили засоренности ).
Савтомобильных приемных устройств семена подаются в рабочую башню по наклоннойгалерее цепными транспортерами, с которой также связаны существующие склады зерноперевалочноготерминала и железнодорожное приемное устройство.
Рабочаябашня представляет собой металлическое сооружение, габаритами в плане 10 м х 7м и высотой 30 м, в которой установлены 4 сепаратора для очистки семян, двенории для загрузки семян в силосы, циклоны аспирационных систем, транспортноеоборудование
Семенас повышенной влажностью перед сушкой поступают в две приемные емкости диаметром10,43 м3 и высотой 12,46 м с коническим днищем, емкостью 1000 м на350 т семян.
Длясушки семян предусмотрены две шахтные сушилки А1-ДСП-50, производительностью 30т/ч, работающие на газе.
Дляхранения семян предусмотрены 4 блока из 6 металлических силосов.
Силоспредставляет собой металлическое сооружение диаметром 20,9 м и высотой 13 м сконическим верхом, емкостью 3000 т семян.
Силоспредставляет собой металлическое сооружение диаметром 20,9 м и высотой 13 м сконическим верхом, емкостью 3000 т семян.
Общаяемкость силосного склада составляет 72000 т.
Вкаждом блоке 6 штук силосов, расположенных в два ряда. Загрузка силосовосуществляется ленточными транспортерами, отгрузка — цепным транспортером.Между емкостями под навесом установлены два ленточных транспортера: один подаетсемена к нориям рабочей башни, второй — на отгрузку.
Технологическаясистема силосного склада предусматривает выполнение следующих операций:
- приемсемян с автотранспорта, подача их на очистку и далее сухих — на хранение всилосы и в существующие склады зерноперевалочного терминала, влажных — внакопительные емкости;
- перекачкасемян из силоса и прием из существующих складов терминала в силосы;
- подачасемян из накопительных емкостей на сушку и далее на хранение в силосы и складытерминала;
- отгрузкасемян на воду из силосов или на МЭЗ.
Весьтехнологический процесс, начиная от приема семян и заканчивая отгрузкой их,полностью механизирован. Ручной труд частично применяется только при зачисткесилосов и приемных емкостей, а также при открывании и закрывании задвижек иустановки перекидных клапанов. Уровень механизации -90%.
2.Технологические решения
2.1Производственная программа
Всоответствии с заданием разработан рабочий проект строительства силосногосклада для хранения семян.
Возможентакже приём и хранение зерна.
Семена,поступающие на хранение должны соответствовать ГОСТ 22391-89.
Объемсклада 42000 м3 ( 6 силосов по 7000 м3).
Ёмкостьсклада 18 тыс. т семян или 30 тыс. т зерна.
Режимработы
Режимработы склада — 3 смены по 8 часов, 313 рабочих дней в году.
Характеристикатехнологического процесса и обоснование технических решений
Рабочийпроект силосного склада выполнен в составе следующих сооружений:
-приёмныеёмкости для семян;
-силосыдля семян;
-рабочаябашня;
-шахтныесушилки с топочным помещением;
-транспортёрныегалереи.
Всуществующем автомобильном приёмном устройстве установлены дваавтомобилегрузчика АВС-50М, которые могут принимать до 200 т/час зерна или до100 т/час семян каждый.
Приёмноеустройство позволяет одновременно принимать семена двух сортов (по влажностиили засорённости).
Семенас повышенной влажностью поступают в две приёмные ёмкости, которые представляютсобой цилиндрический резервуар диаметром 10430 мм и высотой 12460 мм сконическим днищем. Ёмкость каждого резервуара 1000 м3, что позволяетхранить около 350 т семян или 700 т зерна каждый.
Длясушки семян с повышенной влажностью предусмотрены две шахтные сушилки А1-ДСП-50. производительность сушилки 50т/час зерна или 30 т/час семян. За сутки две сушилки могут просушить до 1500 тсемян или 2400 т зерна.
Рабочаябашня представляет собою металлическое сооружение габаритами в плане 10x7 ивысотой 30 м в башне установлены две нории для загрузки семян в силоса, наотметках 4400 и 7900 установлены 4 сепаратора для очистки семян от сора.Производительность сепаратора А1-БИС-100-100 т/час по зерну, то есть 4сепаратора соответствуют производительности автомобильного приёмногоустройства.
Наотметке 11400 установлено транспортное оборудование, на отметке 15500установлены циклоны аспирационных систем, на отметке 21500-вентиляторы, наотметке 25000 головки норий и на отметке 0.000 — башмаки норий и транспортноеоборудование.
Дляхранения семян предусмотрены 6 металлических силосов диаметром 20,9 м и высотой23 м с коническим верхом. Ёмкость силоса 3000т семян или 5000т зерна. Общаяёмкость силосного склада 18000т семян.
Загрузкасилосов осуществляется ленточными транспортёрами по центру силоса, разгрузкаосуществляется цепным транспортёром, для зачистки силоса предусмотрен зачистнойшнек. Силоса имеют по два лазовых люка — один вверху, один сбоку.
Силосарасположены в два ряда. Между силосами под навесом установлены два ленточныхтранспортёра: один подаёт семена к нориям рабочей башни, а второй — на отгрузкуна водный транспорт.
Автомобильноеприёмное устройство связано с рабочей башней наклонной галереей, в которойустановлены два цепных транспортёра, подающих семена на сепараторы.
Существующиесклады и железнодорожное приёмное устройство также связаны галереей на отметке10960, в которой установлены два ленточных транспортёра: один подаёт семена всуществующие склады, по второму — семена из существующих складов и железнодорожногоприёмного устройства поступают в силосный склад.
Дляустановки ленточных транспортёров, подающих семена на водный транспорт и отсуществующего склада-ангара в силосный склад (к рабочей башне ) выполненыгалереи наклонная и прямая на отметке 6000.
Длясбора сора от сепараторов и аспирационных систем предусмотрены 3 металлическихбункера ёмкостью по 20 м3 из которых сор вывозится автотранспортомна свалку.
Технологическаясхема силосного склада предусматривает выполнение следующих операций:
- приёмсемян с автотранспорта, подача их на очистку и сухих на хранение в силоса исклады, а семена повышенной влажности в накопительные ёмкости;
- перекачкасемян из силоса в силос и приём из существующих складов в силоса;
- подачасемян из накопительных ёмкостей на сушку и далее на хранение в силосы и склады;
— отгрузка семян на водный транспорт из силосов и существующих складов. Приочистке семян на сепараторах необходимо заменить сита с диаметром отверстий 12мм и 10 мм. Сита изготовить из листовой оцинкованной стали.
2.2СЛОВАРЬПРИМЕСЕЙКод Тип Код в гр Название пдк F 148 П Железа окись 0,4 1,0 900 Г 901 902 903 904 Взвешенные вещества 0,5 0,5 0,5 0,5
1,0 2,0 3,0
2,5 910 П
Пыль неорганическая, Si02 20-70 0,3 3,0 991 П Пыль зерновая 0,2 2,0 992 П Пыль зерновая 0,2 2,5 993 П Пыль зерновая 0,2 3,0 994 г 991 992 993 Пыь зерновая 0,2 0,2 0,2 2,0 2,5 3,0 901 П Взвешенные вещества 0,5 1,0 902 П Взвешенные вещества 0,5 2,0 903 п Взвешенные вещества 0,5 3,0 904 п Взвешенные вещества 0,5 2,5
ФоновыеконцентрацииКод примеси Концентрация (мг/м ) в зависимости от метеоусловий V 2.3Сведения о санитарно-защитной зоне предприятия
Всоответствиис санитарной классификацией, производственные подразделения зернового комплексаотносятся к IV классу с размеромнормативной санитарно-защитной зоны (СЗЗ) 100 м от источников выбросов.
Расстояниеот ограждения территории предприятия до внешней границы нормативной СЗЗ должносоставлять не менее 50 м.
Учитывая,что на перспективу максимальные приземные концентрации примесей, обусловленныевыбросами зернового комплекса, за пределами его территории не превышаютпредельно допустимых значений, построения границы расчётной санитарно-защитнойзоны и уточнение её размеров не выполнялось
3.РАСЧЕТ ЦИКЛОНА
Длярасчета циклона необходимы следующие исходные данные: количество очищаемогогаза Qv= 9000 м /ч,
- плотностьгаза при рабочих условиях pг=1,293 кг/м3 ,
- вязкостьгаза при рабочих условиях µ=17,3x10 Па с;
- входнаяконцентрация С вх= 0,9, г/м3
— плотность частиц зерновой пыли -рч =2,3 х 10-3, кг/м3;
— дисперсныйсостав пыли dm=4,5мкм, lgσ= 0, 352.
1.Выбираем тип циклона УЦ-600, определяем оптимальную скорость Wопт в сечении циклона диаметром Dпо данным приведенным в таблице 1
таблица!Тип циклона УЦ-600 ЦН-24 ВЦНИИОТ ЦН-15 Оптимальная 10 4,5 4,0 3,5
скорость ωопт, м/с
d50T, мкм 4,5 8,5 8,6 4,5
lg σTή 0,352 0,308 0,320 0,352
Дляциклонного аппарата УЦ-600 оптимальная скорость ωопт= 10 м/с
2. определяемнеобходимую площадь сечения циклона
F=Qr/ωопт = 9000/ 10= 900 м2
3. Вычисляемдиаметр циклона
/> , D=/>
Полученноезначение D округляем доближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона -600мм.
4.По выбранному диаметру циклона находим действительную скорость движения газа вциклоне, м/с.
/> /> м/с,
действительнаяскорость движения газа в циклоне не должна отклоняться от оптимальной скоростиболее чем на 15%
10-8.84/10=0.116*100=11.6%, что отвечает требованию 11,6%
5. Определяемкоэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона
/>
гдеk1- поправочный коэффициент надиаметр циклона k1=k
k2-поправочный коэффициент на запыленность газа, k2=0.86
Дляциклона УЦ600 справедлива формула для определения коэффициента гидравлическогосопротивления :
/> ; />
6. Гидравлическоесопротивление циклона определяем по формуле
/> ; ∆P=11.78*1.293*8.84/2=761.5Па
7.Эффективность очистки газа в циклоне определяем по формуле
/>
гдеФ(Х) – табличная функция параметра Х равного
/>
Дляучета влиянтя отклонения условий труда от типовых используют соотношение
/> ; />
Определяемпараметр Х
/>
Определяемзначение Ф(Х)по таблице нормального распределения, представляющее собой полныйкоэффициент очистки газа, выраженный в долях, Ф(Х)=0.9035 .
Вэтом случае эффективность очистки газа ή=0.9035 или в процентах 95 %.
3.1ДИСПЕРСНЫЙ СОСТАВ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ, ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА
Втехнике пылеулавливания принято различать первичные размеры частиц,свойственные им в момент их образования; размеры агрегатированных частиц,возникающих в процессе коагуляции частиц в пылевых трактах; размеры частиц ввиде хлопьев и комочков после выделения их из газовой фазы.
Впервых двух случаях используется понятие так называемых стоксовских размеров частиц.Под стоксовским размером любой, в том числе агрегатированной, частицынеправильной формы понимается размер сферической частицы, имеющей такую жескорость седиментации, как и данная несферическая частица или агрегат. Из-затрудности определения действительной кажущейся плотности эта величина приопределении стоксовского размера частиц обычно принимается равной 1000кг/м3(1г/м3).Одни методы и приборы для экспериментального определения дисперсности частицпозволяют находить их фактические размеры, другие — стоксовские диаметры. Крометого, в одних случаях может быть найдено распределение частиц по первичнымразмерам, в других — с учетом степени их агрегации в газовых потоках.
Прирешении большинства вопросов связанных с очисткой газов, основной интерес представляютраспределения по стоксовским размерам, приобретаемым частицами в Пыле- изолоулавливающих аппаратах.
Дисперсныйсостав пыли характеризует пыль с разных сторон. Кроме физических и химическихсвойств дисперсный состав определяет в значительной степени характер и условияраспространения пыли в воздушной среде. Мелкодисперсная пыль осаждаетсязначительно медленнее, а особо мелкодисперсная пыль практически вовсе неосаждается. Таким образом, рассеивание пылевых частиц в воздухе в значительнойстепени определяется дисперсным составом пыли. Важнейший вопрос пылеулавливания- выбор пылеулавливающего оборудования — решается главным образом на основаниидисперсного состава пыли. Точный размер частицы пыли может быть определен диаметромшарообразной формы.
Поэтомудля определения размера частицы пользуются понятием эквивалентный,седиментационный диаметры.
Эквивалентныйдиаметр частиц неправильной формы — диаметр шара, площадь которого одинакова сплощадью проекции частицы.
Седиментационныйдиаметр частиц — диаметр шара, Скорость оседания и плотность которого равныскорости оседания и плотности частицы неправильной формы.
Весьдиапазон размеров, частиц разбивают на фракции. Фракции объединяют пылевыечастицы, находящиеся в пределах одного1 интервала размеров рекомендуемойшкалы.
Графикдисперсного состава пыли обычно выполняют в вероятностно-логарифмическойсистеме координат, на оси абрисе откладывают логарифмы размеров(диаметров)частиц, на оси ординат -массу, процентное содержание данной пылисоответствующего размера в процентах. Распределение массы пыли по диаметрамчастиц выражается прямой или близкой к ней линией.
Дисперсностьпыли также характеризует медианный диаметр. Медианным диаметром d50называют такой размер частиц, по которому масса частиц пыли мельче d50составляет 50% всей массы пыли, так же как и масса частиц крупнее d50.
Результатыдисперсных анализов могут быть изображены графически. Принимая равномернымраспределение частиц по размерам внутри каждой фракции, можно построитьступенчатый график, называемый гистограммой, по оси абсцисс откладывают размерычастиц а по оси ординат относительные содержания фракций, то есть процентноесодержание каждой фракции, отнесенное к массе всего материала.
Еслипроцентное содержание каждой фракции разделить на разность размеров частиц,принятых в качестве граничных, и найденные значения отложить в системекоординат как ординаты точек, абсциссы которых равны среднему длясоответствующих фракций размеру частиц, то через полученные точки можнопровести плавную дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Наиболееудобным является графическое изображение результатов дисперсного анализа в видеинтегральных кривых D(dч)или R(dч),показывающих относительное содержание частиц с размерами больше или меньше данногоразмера.
ОбозначенияD и Rнаосях ординат соответствуют начальным буквам немецких слое проход и остаток.
Дляцелого ряда расчетов, в которых используются результаты дисперсных анализов,удобно аналитическое описание функций распределения частиц по размерам.Ненарушенные распределения частиц по первичным размерам чаще всего являютсялогарифмически-: нормальными. Интегральная кривая для частиц с логарифмическинормальным распределением может быть представлена формулами, что позволяет присоответствующих значениях пользоваться табулированными значениями интегралавероятности и стандартными программами ЭЦВМ. Интегральные, кривые для частиц слогарифмически нормальными распределениями -удобно строить в вероятностнологарифмической системе координат, в которой они приобретают вид прямых линий.В логарифмически-вероятностной системе координат ось абсцисс начинается отточки на оси ординат- 50%.
Интегральныекривые для частиц с логарифмически нормальным распределением удобно строить ввероятностно-логарифмической системе координат, в которой они приобретают видпрямых линий. Для построения такой системы координат по оси абсцисс влогарифмическом масштабе откладывают значения dч,а по оси ординат — значения D(dч)или R(dч).Приведем расчет в следующем виде:
/>-t/2dt,где t=(lg(dx/dm))/lg