gototopgototop

Снижение запыленности рабочих зон объектов калийного производства с использованием скруббера Вентури

Бунас Андрей Георгиевич – магистрант Тольяттинского государственного университета.

Аннотация: Данная статья посвящена исследованию состояния запыленности в рабочей зоне сильвинитово-обогатительной фабрики ОАО «Беларуськалий», Старобинского месторождения, размещенного в Солигорском районе, в Республике Беларусь. Учитывая, что для всех компаний, производящих минеральные удобрения, одним из важнейших неблагоприятных факторов является запыленность рабочей зоны, вредные и опасные факторы в деятельности ОАО «Беларуськалий» будут рассматриваться как характеризующие действия загрязненного воздуха и пыли, вредных веществ, связанных со спецификой промышленности.

Актуально для работников этого предприятия, имеющих непосредственное отношение к транспортировке и обработке продуктов горных выработок, а также для инженерного состава, занимающегося вопросами охраны труда и техники безопасности на предприятии.

Ключевые слова: Диффузия пыли, запыленность, производственная среда, рабочая зона, борьба с пылью.

ОАО "Беларуськалий" один из мировых лидеров по объему производства калийных удобрений. За период с 2016 по 2020 года ОАО "Беларуськалий" только за счёт модернизации действующего производства увеличил производственную мощность более чем на 23%. Предприятием постоянно создаются принципиально новые производства - экологичные, безотходные, рентабельные, с замкнутым циклом, модернизируются отделения сильвинитовых обогатительных фабрик всех рудоуправлений предприятия, реконструируются объекты на основных и вспомогательных производствах. В ближайшие годы планируется ввод в эксплуатацию новых калийных комбинатов Дарасинского и Петриковского ГОКов. В разрезе бурного развития и наращивания мощностей, модернизации производства, осуществления масштабных строительных работ тема эффективной работы систем управления охраной труда и промышленной безопасностью на объектах ОАО "Беларуськалий" весьма актуальна поскольку с изменением самого предприятия должна производится модернизация и актуализация системы управления охраной труда и промышленной безопасностью, так как эффективность данных систем является столпом организации безопасности производственного процесса.

В таблице 1 приведен перечень соединений, содержащихся в воздухе помещений рабочей зоны сильвинитово-обогатительной фабрики. При производстве азотных и фосфорсодержащих минеральных удобрений состав примесей пыли в воздухе содержит такие соединения как фтор, фосфор, пары минеральных кислот, аммиак, окись углерода, окись азота, и прочие [7]. Пылевой фактор является важнейшим в калийном горно-химическом производстве минеральных удобрений на большинстве этапов, от транспортировки добытой руды, обработки - вплоть до процессов упаковки готового продукта.

Таблица 1. Соединения по классу опасности.

Наименование

Характеристика

ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3

Калий хлористый

3 класс опасности

Пыль 5

Глинистые шламы

Не токсичны

-

Окись углерода

4 класс опасности

20

Фтор

2 класс опасности

0,15

Фосфор

2 класс опасности

0,2

Аммиак

4 класс опасности

20

Окись азота

3 класс опасности

5

Пыль разрушает оборудование, снижает качество продукции и ухудшает освещенность в помещении. Все это отрицательно сказывается на качестве условий труда, вызывая утомляемость, снижая производительность. Может вызывать профессиональные заболевания органов дыхания, зрения и поражать кожу человека, вызывать острую и хроническую интоксикацию. Частицы пыли размером более 10 мкм, попавшие в органы дыхания, сложной геометрической формы с острыми и рваными краями, внедряются в слизистую оболочку и оседают в верхних дыхательных путях. Поскольку значение фильтрации носовых полостей человека для более мелких частиц пыли, размер которых составляет около 0,01-5 мкм, является небольшим, такие частицы легко проникают в легкие. Поэтому производство минеральных удобрений оказывает комплексное негативное влияние на здоровье человека.

На всех этапах производства калийных удобрений выделяются вещества, которые при воздействии на людей могут вызвать кратковременную или длительную дисфункцию организма, ослабляя его защитные реакции [1]. Метод флотации дает мелкий розово-красный и гранулированный KCl.

Производство флотации хлорида калия включает следующие стадии [4]:

1) Подготовка сырья к обогащению:

  • дробление руды с предварительным грохочением;
  • измельчение руды с предварительной и поверочной классификацией.

2) Обесшламливание:

  • механическое и флотационное обесшламливание руды;
  • депрессия глинистых шламов с применением реагентов;
  • флотация сильвина.

3) Основная сильвиновая флотация:

  • флотация хлорида калия;
  • перечистная флотация;
  • контрольная флотация.

4) Стадия переработки продуктов обогащения:

  • сгущение и обезвоживание концентрата;
  • сгущение и обезвоживание галитовых отходов;
  • сгущение шламов;
  • сушка концентрата.

В местах выгрузки и перегрузки добытой руды, готового продукта находятся основные зоны запылённости (Рисунок 1).

Рисунок 1. Конвейер ПУ №3 Петриковского ГОК ОАО «Беларуськалий».

Производственный процесс изготовления хлористого калия должен быть обеспечен системами приточно-вытяжной вентиляции, систематически контролироваться воздух рабочих зон с измерением массовых долей реагентов.

Основным методом борьбы с воздействием пыли на организм человека является изменение технологии производства. Это достигается автоматизацией производственных процессов, дистанционным управлением, внедрением замкнутых непрерывных технологий, созданием специальных герметичных помещений для пылевыделяющего процесса и оборудования, заменой сухих процессов производства мокрыми. Использование механизмов и приспособлений, уменьшающих контакт рабочих с источниками пылевыделения на всех операциях транспортировки, перегрузки, упаковки сыпучих реагентов. Эффективное удаление пыли должно производиться непосредственно из самих мест пылеобразования. Системы вентиляции и отсоса воздуха из герметичного, укрытого пылящего оборудования позволят снизить пылевыделение в воздух рабочей зоны. Можно использовать вентиляцию в комплексе с технологическими мероприятиями.

Пыль, образовавшаяся при производстве, может использоваться в качестве строительных материалов, при производстве огнетушителей. Подход сбора пыли позволяет не только уменьшить работы по очистке воздуха в помещениях от нее, но и собрать пыль которая послужит в качестве сырья для производственных предприятий.

При решении задачи обезпылевания воздуха помещений возможно также решить вопрос утилизации теплоты, выделяемой при производственных процессах. Высокотемпературные технологические процессы калийного производства имеют относительно низкую эффективность использования теплоты [6].

Целью пылеулавливания является обеспечение коагуляции частиц и осаждения их в пылеулавливающих системах. Существуют механические, которые делятся на сухие и мокрые, и электрические методы пылеулавливания. Эффективность работы пылеулавливающих систем оценивается степенью задерживания пыли, характеризующуюся отношением масс пыли, задержанной к общей, попавшей в аппарат пылеулавливателя, что наглядно представлено в формуле [6]:

где g - степень очистки воздуха от пыли, %;

m1 - масса вошедшей в аппарат пыли, кг;

m2 - масса вышедшей из аппарата пыли, кг.

Для решения задачи обезпылевания воздуха в помещении фабрики СОФ 1РУ автором предлагается использовать принцип мокрой очистки, основанный на контакте запыленного потока воздуха с водой. Реализовывается данное решение путем использования скруббера Вентури, потому как данный аппарат является наиболее эффективным механизмом удаления твердых частиц разной фракции и состава из воздуха. Также помимо удаления пыли из пространства рабочей зоны, скруббер Вентури способен осуществлять абсорбционные и теплообменные процессы.

В скруббере Вентури, который схематично изображен на рисунке 2, вода распыляется из-за энергии турбулентного воздушного потока, а из-за высокой его скорости капли воды измельчаются и пыль оседает на них. Тангенциальное введение воздуха в каплеуловитель вызывает вращение потока, в результате чего влажные и крупные частицы пыли выбрасываются на стенки каплеуловителя, из которого они непрерывно удаляются в виде шлама [5]. Чтобы предотвратить образование отложений на стенках устройства при подаче в трубу сильно загрязненной циркулирующей жидкости, осуществляется пленочная ее подача.

Рисунок 2. Скруббер Вентури, схема.

Для более лучшего контакта воздуха и жидкости по окружности горловины трубы, диаметр которой имеет большое значение, необходимо сделать выемку. Очищаемый воздух, входящий в контакт с поверхностью жидкости в емкости приемнике, захватывает жидкость в виде брызг и переносит ее в распылительную трубку.

Контакт воздуха с жидкостью способствует абсорбции вредных газообразных компонентов. Достоинством данного аппарата является использование его для очистки воздуха высокой температуры, а степень очистки воздуха от пыли достигает 98 % даже для частиц размерами 1-2 мкм. Основным преимуществом использования на сильвинитово-обогатительной фабрике СОФ ОАО «Беларуськалий» предложенного автором метода является исключение основного недостатка аппарата скруббер Вентури - образование шлама, который необходимо утилизировать либо очищать. Его отвод возможно реализовать с отводом шлама, создающегося при производственном процессе.

Трудностью эффективной борьбы с пылью на калийных производствах как правило является невозможность использования систем орошения и вентиляции, для которой сложность функционирования обусловлена большой концентрацией соляной пыли, образующейся при технологических процессах. Затруднением использования орошения является растворимость калийных солей и создание агрессивных сред, в которых оборудование быстро выходит из строя. Однако при решении задачи борьбы с пылью необходимо исследовать свойства самой пыли.

Список литературы

1. Инструкция по охране труда, промышленной безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности для работников поверхностных объектов. – ОАО «Беларуськалий».

2. Глебова, Е.В. Производственная санитария и гигиена труда: учебное пособие для вузов / М. – - 2007 – С – 382.

3. Тимофеева, С. С. Промышленная экология : практикум : учеб. пособие / С. С. Тимофеева, О. В. Тюкалова. – Москва – 2017. – С – 128.

4. Официальный сайт ОАО «Беларуськалий» [Электронный ресурс]: URL: https://kali.by.

5. Оборудование и аппараты для очистки газов, выбросов и улавливания пыли [Электронный ресурс]: URL: https://sibelkon.ru/base/ulavlivanie-pyli.

6. Генерация и утилизация теплоты. Лекция [Электронный ресурс]: URL: https://ppt-online.org/115991.

7. Механтьева Л.Е. Оценка влияния неблагоприятных факторов при производстве минеральных удобрений // Вестник ВГУ, – 2007 – № 1 – С 179 – 181.

Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail