Исследование цилиндрических циклонных аппаратов сухой очистки от пыли в табачном производстве (стр. 2 из 6)
Рис. 1. Микрофотографии табачной пыли: а — после рукавных фильтров системы пневмотранспорта листового табака; б — после рукавных фильтров системы пневмотранспорта резаного табака.
Плотность табачной пыли по данным, приведенным в различных источниках, составляет от 1,3 до 1,85 г/см3. Среднее значение плотности пыли, отобранной на табачных фабриках в Москве, Ростове-на-Дону, Краснодаре, Армавире, составляет 1,78 г/см3.
Скорости витания частиц табачной пыли, имеющей плотность 1,78 г/см3, приведены ниже.
Таблица 1.
Диаметр частиц, мкм Скорость витания, см/с
До 5 До 0,9
5-10 0,9-3,7
10-20 3,7-18
20-30 18-28
30-40 28-48
40-50 48-78
50-60 78-92
Свыше 60 Свыше 92
Спектральный анализ табачной пыли показал наличие в ней кремния, кальция, магния, меди, титана, марганца, алюминия, железа, хрома, натрия и др.
2.3 Дисперсный состав пыли
Табачная пыль, как и другие промышленные пыли, полидисперсна, т. е. состоит из частиц различного размера. Дисперсный состав табачной пыли определен с помощью центробежной воздушной сепарации на приборе «Бако». Дисперсный состав пыли подчиняется логарифмически нормальному закону распределения частиц по размерам.На (рис. 2,а) показан дисперсный состав табачной пыли (геля), осевшей в папиросных цехах ряда табачных фабрик. Более значительное содержание мелких фракций в пыли говорит о большем измельчении вследствие меньшей влажности сырья на данной фабрике. Дисперсный состав пыли также зависит от места отбора: более крупные фракции осаждаются ближе к источнику пылеобразования. На (рис.2,б) представлен дисперсный состав пыли, отобранной в системах пневмотранспорта листового табака. Доля мелких фракций здесь несколько выше, чем на предыдущем графике. Удельная поверхность табачной пыли составляет от 1810 см2/г (осажденная в циклоне I ступени очистки) до 7260 см2/г (витающая в воздухе папиросного цеха). Условный средний диаметр частиц пыли составляет соответственно от 18,5 до 4,64 мкм. При увеличении удельной поверхности частиц повышается их химическая и физическая активность.  |
| Рис 2. Дисперсный состав табачной пыли: а — осевшей в папиросных цехах табачных фабрик: 1 — Ростовской; 2 — Армавирской; 3 — Краснодарского комбината; 4 — «Дуката»; 5 — «Явы»; б — отобранной из системы пневмотранспорта листового табака фабрик: 1 —Ростовской; 2 — Армавирской; 3 — Краснодарского комбината; 4 — «Дуката». |
2.4 Смачиваемость частиц
| Влажность пыли отличается от влажности листового и резаного табака. На основании исследований построены изотермы сорбции для образцов пыли (рис. 3). При изменении относительной влажности воздуха от 50% до 75% влажность табачной пыли изменяется от 7,5% до 8,5%. ПДК табачной пыли в воздухе рабочей зоны — 3 мг/м3 . Другими вредными выделениями табачного производства являются избыточная конвективная и лучистая теплота, влага, а также метиловый спирт и бумажная пыль. |
 |
| Рис 3. Изотермы сорбции табачной пыли на фабриках: 1 — Ростовской; 2 — Армавирской; 3 — «Дукате»; 4 — Краснодарском комбинате. |
| Метиловый спирт (метанол, древесный спирт): температура кипения — 65 °С, в производственных условиях поступление в организм возможно через легкие в виде паров. Хроническое отравление наступает медленно, при вдыхании паров и сопровождается раздражением слизистых оболочек, головными болями, звоном в ушах расстройством зрения. |
2.5 Пожаро- и взрывоопасность частиц пыли
Температура воспламенения табачной пыли в состоянии аэровзвеси — 988 °С. Нижний концентрационной предел распространения пламени (НКПРП) табачной пыли равен 68,0 и 101 г/м3. Разные значения объясняются тем, что исследованная пыль имела различный фракционный состав, влажность и зольность. Такая концентрация табачной пыли в воздухе в производственных условиях не встречается. Поэтому табачную пыль к числу взрывоопасных не относят. Реальна пожарная опасность табачной пыли. Обладая низкой температурой воспламенения, пыль (гель), осевшая на поверхности с высокой температурой, может воспламениться и вызвать пожар. Пожароопасность табачной пыли должна постоянно учитываться. Необходимо также принять меры против статического электричества.
3. Требования к воздушной среде табачных фабрик. Метеорологические условия воздушной среды в производственных помещениях табачных фабрик.
В производственных помещениях табачных фабрик необходимо поддерживать определенную влажность, а также температуру и подвижность воздуха, наиболее благоприятные для переработки табачного сырья и изготовления табачных изделий, соответствующих стандартам.
Параметры воздушной среды, оптимальные для технологического процесса, не должны выходить за пределы, допускаемые санитарными нормами.
С учетом технологических и санитарно-гигиенических требований могут быть приняты условия воздушной среды в кондиционируемых помещениях табачных фабрик .
Параметры воздуха, приведенные в табл. 2, относятся к холодному и переходному периоду (1Н < 8 °С).
В теплый период года относительная влажность и скорость воздуха должны поддерживаться на таком же уровне. Температура воздуха для районов с расчетной наружной температурой t н < 25 °С может быть принята такой же, как в табл. 2 . Для районов с более высоким значением 1Н температура воздуха в кондиционируемых помещениях определяется из соотношения 1В > 1н-7 °С. Более значительный перепад температуры наружного воздуха и воздуха в помещении может привести к простудным заболеваниям.
В литературе приводятся значения относительной влажности и скорости воздуха для табачных фабрик, на 5-10% и 0,1-0,2 м/с отличающиеся от приведенных в табл. 2.
Параметры воздуха в рабочей зоне некондиционируемых помещений принимают в соответствии с требованиями. На складах табака относительная влажность воздуха должна поддерживаться на уровне 70%.
Таблица 2. Параметры воздуха в рабочей зоне кондиционируемых производственных помещений табачных фабрик
Производственные помещения Температура, •с Относительная влажность, % Скорость, м/с
Табачный цех 18 70 0,5
Сигаретный цех 18 65 0,5
Папиросный цех 18 65 0,5
Печатный цех 18 65 -
4. Определение количества вредных выделений
Количество выделяющейся табачной пыли можно определить ве-совым методом. Известно, что до 2% (по массе) листового табака, поступающего в производство в ходе технологического процесса, превращается в табачную пыль. Однако данные о количестве образо-вавшейся пыли не могут быть использованы для расчета общеобмен-ной вентиляции, так как неизвестно соотношение между количеством осевшей пыли и пыли, находящейся во взвешенном состоянии. Кро¬ме того, общеобменная вентиляция неэффективна при борьбе с пылевыделениями, и они должны быть локализованы главным образом местными отсосами.
Расчет общеобменной вентиляции, функции которой в производ-ственных цехах осуществляет система кондиционирования, выполняют по избыточной теплоте и влаге, т. е. вредностям, которые ассимили-руются и удаляются в основном при помощи общеобменной вентиля-ции.
Тепловыделения в цехах табачных фабрик складываются из теп¬ловыделений от оборудования, остывающего табака, людей, солнеч¬ной радиации в теплое время года, искусственного освещения. Повышенную температуру имеют поверхности увлажнительных барабанов и камер, установленных в табачном цехе. Согласно сани-тарным нормам температура нагретых поверхностей должна быть не выше 45 °С. Это обеспечивается эффективной изоляцией. Количе¬ство теплоты, выделяющейся от нагретой поверхности, определяют по зависимостям теплопередачи и построенным по ним графикам. Там же приведены зависимости для определе¬ния тепловыделений от производственного оборудования, электродви¬гателей, искусственного освещения, людей.
Тепловыделения от табака. Табак после увлажнения имеет тем-пературу около 50 °С. Подвергаясь дальнейшей обработке в табач¬ном цехе, он отдает теплоту и охлаждается до температуры окружа¬ющего воздуха. Процесс охлаждения до этой температуры продолжа¬ется примерно один час.
Количество теплоты Q , кДж, выделяющейся от остывающего табака, можно определить по формуле:
Q = G Т *c(t T -t B ), (1)
где G T — массовый расход табака, кг/ч;
с — удельная массовая теплоемкость табака, принимаемая 2,2
кДж/(кг-К);
tT , — температура табака, принимаемая 50 °С;
tB — температура воздуха в цехе, принимаемая 18-20 °С.
Тепловыделения от вагонетки с увлажненным табаком емкостью 600 кг составляют примерно 63000 кДж, в том числе тепловыделения от табака 37000 кДж.
Тепловой баланс производственных помещений табачных фабрик
Теплопоступления в цех могут быть выражены следующим обра¬зом:
Q = Q1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q5 + Q6 + Q 7 + Q8 )
где Q1 — тепловыделения от электродвигателей производственного оборудования, Вт;
Q 2 — тепловыделения от нагретых поверхностей оборудования, Вт;
Q 3 — тепловыделения от остывающего табака, Вт;
Q 4 — тепловыделения от людей, Вт;
Q 5 — тепловыделения от солнечной радиации, Вт (в летний период);
Q6 — тепловыделения от искусственного освещения, Вт;
Q 7 — теплопоступления через наружные ограждения, Вт;
Q 8 — теплопоступления с инфильтрирующимся воздухом, Вт. Указанные выше виды теплопоступлений имеются не во всех це¬хах. Так, тепловыделения от остывающего табака поступают лишь в воздух табачного цеха.
Влаговыделения. В производственных помещениях табачных фаб¬рик влага выделяется от людей во всех производственных помещени¬ях, а от табака — практически только в помещениях табачного цеха.
Влаговыделения от табака. Табак, увлажненный в барабане или камере, после выгрузки теряет около 1 % влаги.