Модернизация систем улавливания и аспирации производства пылящего технического углерода
Аннотация
Статья посвящена актуальной проблеме совершенствования пылеулавливающего оборудования, используемого в процессе производства технического углерода. Технический углерод (ТУ) широко применяется в резинотехнической и других видах промышленности, производится путем пиролиза в виде аэрозоля, эффективное улавливание которого представляет сложную задачу. Рассмотрены вопросы несовершенства аппаратурно-технологического оформления существующих производств пылящего ТУ аппаратами циклонного типа, отмечены тенденции и перспективы развития альтернативных производственных процессов и пылеулавливающего оборудования. С целью оптимального выбора конструкции пылеуловителя для систем улавливания ТУ представлен вариант решения задачи с использованием аппаратов со встречными закрученными потоками (ВЗП). Приведены основные расчетные зависимости для определения эффективности улавливания циклонов и аппаратов ВЗП, выполнено сравнительное математическое моделирование их работы и проанализированы полученные результаты. Результаты расчетов показывают, что использование в производстве ТУ группы из двух аппаратов ВЗП вместо применяемого в настоящее время аппарата циклонного типа позволит существенно повысить общую эффективность улавливания (92% против ~64%), снизить на 20–30% нагрузку на системы доулавливания и аспирации, уменьшить металлоемкость и гидравлическое сопротивление, повысить эксплуатационную надежность. Это приведет к увеличению экономичности производства при одновременном повышении его безопасности и экологичности.
Литература
Shopin, V.M. (2014). Creation and application of processes and devices for capturing target products in production of carbon black (Ph.D. dissertation). Omsk: Institute of Hydrocarbons Processing of the Siberian Branch of the RAS (in Russ.).
Ivanovsky, V.I. (2004). Carbon black: Processes and devices. Omsk: JSC “Carbon black” (in Russ.).
Orlov, V.Yu., Komarov, A.M., & Lyapina, L.A. (2002). Production and use of carbon black for rubbers. Yaroslavl: Publishing house Alexander Rutman (in Russ.).
Gyulmisaryan, T.G., & Levenberg, I.P. (2018). Technical carbon in the coming years. Tekhnologii nefti i gaza = Oil and Gas Technologies, 3(116), 3 - 8 (in Russ.).
Shurupov, C.V. (2009). Regularities of the formation of dispersed carbon during isothermal pyrolysis of hydrocarbon raw materials. Gazokhimiya = Gas Chemistry, 9, 64 - 72 (in Russ.).
GOST (State Standard) 7885-86. Technical carbon for rubber production. Specifications (in Russ.).
Baan, R.A. (2007). Carcinogenic hazards from inhaled carbon black, titanium dioxide, and talc not containing asbestos or asbestiform fibers: recent evaluations by an IARC Monographs Working Group. Inhalation Technology, International Forum for Respiratory Research, 19, 213 - 228. https://doi.org/10.1080/08958370701497903
Niranjan, R., &Thakur, A.K. (2017). The toxicological mechanisms of environmental soot (black carbon) and carbon black: focus on oxidative stress and inflammatory pathways. Front. Immunol., 8, 763. https://doi.org/10.3389/fimmu.2017.00763
Timonin, A.S. (2019). Environmental engineering directory. Vol. 1. M.; Vologda: Infra-Inzheneriya (in Russ.).
Krasovitsky, Yu.V., Nikolaev, V.I., Piglovsky, N.V., & Fedorova, M.N. (2010). Design, calculation and aerodynamic optimization of vortex dust collectors in the production of building materials. Stroitel'nye Materialy = Construction Materials, 5, 84 - 87 (in Russ.).
Sergina, N.M., Abduldzhalil, M.S.A., & Abramova, L.M. (2015). Dust collectors with counter swirling flows in dust emission treatment systems in building materials production. Inzhenernyi Vestnik Dona = Engineering Journal of Don, 3(37), 104 (in Russ.). http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3218 (accessed 20.10.2020).
Misyulya, D.I., Kuzmin, V.V., & Markov, V.A. (2012). Comparative analysis of the technical characteristics of cyclone dust collectors. Truby BGTU. Khimiya i Tekhnologiya Neorganicheskikh Veshchestv = Proceedings of BSTU. Chemistry and Technology of Inorganic Substances, 3, 154 - 163 (in Russ.).
Sazhin, B.S., Sazhina, M.B., Sazhin, V.B., Aparushkina, M.A., Osmanov, Z.N., Kushpanov, E.R., & Peskova, V.V. (2012). Analysis of the hydrodynamic features of vortex devices in order to clarify the area of their rational use. Uspekhii v khimii i khimicheskoi tekhnologii = Advances in Chemistry and Chemical Technology, 26(1), 99 - 103 (in Russ.).
Lyandzberg, A.R., & Latkin, A.S. (2004). Vortex heat exchangers and swirling condensation. Petropavlovsk-Kamchatsky: Kamchatka State Technical University (in Russ.).
Nesterov, V.A. (2014). Improving the efficiency of inertial gas cleaning equipment by applying high-intensity ultrasonic fields (Ph.D. dissertation). Biysk: Biysk Technological Institute (branch) of the Altay State Technical University (in Russ.).
Gas cleaning equipment. Cyclones. http://www.tverclima.ru/produktsiya/vzp (accessed 11.12.2019).
Cyclone SC-CN-34. https://venttehnica.ru/ciklony_sk-cn-34 (accessed 20.09.2020).
Copyright (c) 2020 Пётр Васильев, Е. Г. Баклаушева
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
