Побочные продукты пользования лесом довольно часто игнорируется, хотя они могли бы принести гораздо большую прибыль, чем лесоматериалы, при более низком уровне капиталовложений. Латекс, масличное семя, смолы, фрукты, стебли и плоды ротанговой пальмы являются высокоценными продуктами и пользуются большим рыночным спросом. Орехи, танин, лекарственные растения, волокна и прочие "второстепенные виды лесной продукции", которые нередко играют заметную роль в местной экономике и широко применяются в быту, можно выращивать и производить для сбыта на крупных коммерческих рынках. Создание производственных систем, рынков и механизмов сбыта нередко сопряжено со значительными трудностями, однако, если эти мероприятия увенчаются успехом, они могут гарантировать устойчивый выход продукции и принести довольно высокую финансовую прибыль, а их воздействие на окружающую среду не причинит ущерба. Отказ от возможностей получения и использования подобных лесных ресурсов следует рассматривать как издержки выбора в результате игнорирования альтернативного курса. Проблема получения и использования побочных лесных продуктов заключается в следующем: после создания рынков сбыта спрос на эту продукцию может возрасти быстрее, чем предложение, и в результате окажется подорванной ресурсная база.
В условиях РФ подсочка леса и малая лесохимия способна давать значительную прибыль без заметного ущерба окружающей среде, так как использует древесные растения поступающие в рубку главного пользования и лесосечные отходы (древесная зелень, кора) [Ягодин, 1981; Грязькин и др., 1993].
1.3. ТЕХНОЛОГИЯ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ЛЕСА
1.3.1. ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ ПРИ РЕГЕНЕРАЦИИ ХИМИКАТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Пылеулавливание при сжигании щелоков в содорегенерационных котлах (СРК). При сжигании черного щелока в СРК имеются два источника выделения взвешенных частиц — топка и бак-растворитель плава.
Взвешенные частицы в топке образуются как дисперсная фаза аэрозоля конденсационного происхождения и состоят в основном из Na2S04. Количество газов зависит от расхода черного щелока на сжигание, содержания в нем сухих веществ, а также от степени уплотнения газового тракта.
Температура газов на выходе из котла может составлять 140—230 °С в зависимости от наличия или отсутствия в схеме СРК каскадного испарителя и степени развития конвективных поверхностей нагрева котла. Влажность газов составляет в среднем 25%. Такие условия не позволяют применять для улавливания взвешенных частиц рукавные фильтры.
Требуемая степень очистки дымовых газов СРК от взвешенных частиц составляет 95—97 % для предприятий большой единичной мощности и 90—92 % для небольших предприятий, оснащенных СРК производительностью 200—250 т абсолютно сухого вещества черного щелока в сутки. Однако поскольку сульфат натрия является основным химикатом, вводимым в производственный цикл для компенсации потерь щелочи и серы, то целесообразно достижение и более высоких значений степени очистки газов [Очистка, 1989].
Преимущественное содержание в пылевом уносе мелких частиц и высокая требуемая степень очистки газов в сочетании с параметрами газов за котлом обусловили повсеместное применение электрофильтров. Исключение при выборе типа пылеуловителя составляют СРК небольшой производительности, оснащаемые высоконапорными скрубберами Вентури, на которых в качестве орошающей жидкости используется черный щелок после выпарной станции с концентрацией сухих веществ 50—55%, уплотняемый в скруббере до концентрации 60 %.
На рис.1 приведена схема очистки дымовых газов СРК в электрофильтре. Уловленный пылевой унос поступает в бак с мешалкой, смешивается в нем с черным щелоком, подаваемым с выпарной станции, затем поступает в проточный ящик каскадного испарителя и далее, проходя через смеситель сульфата, откачивается циркуляционными насосами в топку СРК на сжигание и регенерирование соды. Таким образом, уловленный в электрофильтре пылевой унос полностью возвращается в производственный цикл регенерации соды.
Эффективность работы электрофильтра зависит от ряда факторов, а также от качества его изготовления, ремонта и обслуживания. Следует также отметить, что при очистке дымовых газов СРК отрицательное влияние на эффективность и состояние электрофильтра может оказывать: вынос капель черного щелока из каскадного испарителя на газораспределительную решетку и в активную зону электрофильтра вследствие увеличения скорости газов в каскадном испарителе из-за подсосов воздуха по газовому тракту; использование мазута для «подсветки» при работе СРК при сниженной нагрузке, а также работа только на мазуте с направлением газов через электрофильтр, что приводит к «зарастанию» газораспределительной решетки продуктами недожога и корродированию электродов.
Рис.1. Схема очистки дымовых газов СРК в электрофильтре:
1 — топка СРК: 2 — щелоковые форсунки, 3 - смеситель для сульфата натрия; 4 — каскадный испаритель: 5 —- проточный ящик каскадного испарителя; 6 — электрофильтр; 7 — дымосос; 8 - бак опорожнения электрофильтра; 9 — насосы
В случаях, когда после электрофильтра устанавливается газоочистная установка, схема пылеулавливания становится двухступенчатой. Вторая ступень при нормальной работе электрофильтров и использовании струйных газопромывателей может обеспечивать степень очистки от взвешенных частиц 50— 60 %. Газоочистная установка может также компенсировать снижение эффективности электрофильтра из-за ухудшения работы системы встряхивания осадительных электродов, так как в этом случае из электрофильтра будут выноситься агрегированные частицы, которые легче улавливаются. Однако при этом может снизиться надежность системы циркуляции жидкости в установке, а также могут возникнуть трудности с использованием отработанной жидкости, особенно на предприятиях, вырабатывающих беленую целлюлозу [Мазур, 1996].
Взвешенные частицы в баке-растворителе плава образуются в результате взаимодействия плава со струей слабого белого щелока, подаваемого на его распыление, и массой зеленого щелока в растворителе плава. Температура парогазов на выходе из бака-растворителя плава составляет 90—100 °С. Количество парогазов зависит от количества поступающего плава, температуры взаимодействующих с плавом жидкостей, величины подсоса наружного воздуха в растворитель плава. Основным компонентом парогазов являются водяные пары, содержание которых может составлять 50— 70 %. Образующиеся при распылении и растворении плава взвешенные частицы имеют размеры 5—20 мкм и состоят в основном из Na2CO3.
Схема рекуперации химикатов, уносимых с парогазами из бака-растворителя плава, включающая улавливание взвешенных частиц в струйном газопромывателе, показана на рис.2. Использование теплообменника в этой схеме
Рис.2. Схема рекуперации выбросов растворителя плава:
1 — регулирующие клапаны; 2 — труба-смеснтель: 3 — каплоуловитель: 4 — аварийный перелив; 5 — растворитель плава; 6 — насосы; 7 — теплообменник; 8 — концентратомер
перед струйным газопромывателем позволяет не только рекуперировать тепло от конденсации водяных паров, но и значительно сократить количество парогазов, а значит, и размеры струйного газопромывателя. Каплеуловитель струйного газопромывателя может быть применен в данном случае только гравитационного типа, так как транспортировка парогазов через установку обеспечивается (по соображениям безопасности) только за счет эжекции, создаваемой трубой-смесителем, и самотяги вытяжной трубы. Для предотвращения каплеуноса скорость парогазов в каплеуловителе не должна превышать 0,5 м/с. Условия для эжектирования парогазов обеспечиваются при удельном расходе орошающей жидкости (слабый белый щелок или конденсат парогазов) не менее 1,5 л/м3 и давлении подачи жидкости около 800 кПа. При таких условиях степень очистки от взвешенных частиц составляет 92—94 %.
Пылеулавливание при обжиге каустизационного шлама в из-вестерегенерационных печах (ИРП). Во вращающихся ИРП, получивших повсеместное применение на сульфатцеллюлозных предприятиях, пылевой унос образуется в результате механического увлечения частиц из зон обжига, подогрева и подсушки.
Количество газов на выходе из печи зависит от следующих величин: количества сжигаемого мазута и обжигаемого каустизационного шлама, коэффициента избытка воздуха, подсоса наружного воздуха в холодную головку печи. Температура газов на выходе печи определяется перечисленными соотношениями и, кроме того, зависит от влажности шлама и величины добавки камня-известняка, вводимого в печь для компенсации потерь шлама в цикле. Диапазон изменения температуры газов на выходе из печи— 140—170 °С, влажность газов—в среднем 25 %.
Значительные пределы изменения температуры и влажности газов обусловили преимущественное применение для очистки дымовых газов ИРП метода мокрой механической очистки.
Для различных условий размещения предприятий по отношению к жилой застройке требуемая степень очистки дымовых газов ИРП составляет 92—97 %.
Рис. 3. Схема очистки дымовых газов ИРП:
/ — теплообменник; 2 — струйный газопромыватель второй ступени; 3 — струйный тазо-промыватель первой ступени; 4 — насос; 5 — дымосос; 6 — печь.
Схема очистки дымовых газов ИРП приведена на рис. 3. Очистка газов от взвешенных частиц осуществляется в установке со струйным газопромывателем. Удельный расход орошающей жидкости должен составлять не менее 1,2 л/м3 при давлении подачи жидкости около 800 кПа для достижения степени очистки газов 93—94 %. Температура газов после газоочистки 60—65 °С. Более высокая степень очистки газов ИРП (96—97%) в установке со струйными газопромывателями может достигаться при двух ступенях очистки.
В связи с необходимостью резкого сокращения водопотребления орошающая жидкость должна использоваться повторно или для орошения следует применять отработанную воду из других технологических процессов. На некоторых предприятиях используется схема работы струйного газопромывателя с оборотным орошением и с осветлением циркулирующей жидкости в отделе каустизации. Такая схема может быть применима только при наличии резервного осветлителя и ее использование связано со значительными затруднениями, так как оборотная осветленная жидкость будет иметь рН не менее 11—11,5, при котором могут образовываться отложения карбоната и сульфита кальция в трубах и форсунках.
Рекуперация пыли, уловленной жидкостью из газов, достигается при направлении жидкости, на промывку каустизационного шлама. Без опасности нарушения материального баланса каустизации из цикла циркуляции может откачиваться 20— 25 % жидкости.
Применение для орошения вместо свежей воды конденсата с выпарных станций приводит к выделению Н2S в газы и поэтому нецелесообразно. К такому же отрицательному результату приводит использование в качестве орошающей жидкости слабого белого щелока из каустизации при работе с циркуляцией.
Перспективным направлением для снижения потребления воды мокрой газоочисткой ИРП может быть применение на первой ступени сухой очистки со степенью очистки 80—85 %. В этом случае добавку свежей воды снижают до 0,2 л/м3 газов.
1.3.2. ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ В ПРОЦЕССАХ ДЕРЕВООБРАБОТКИ
Пылеулавливание при производстве древесностружечных плит (ДСП). Источники загрязнения атмосферного воздуха в технологии производства ДСП: операции транспортирования, загрузки и выгрузки щепы, сырой и сухой стружки; процессы сушки и сортирования стружки; операция обработки (шлифования) плит. Кроме того, источниками загрязнения воздуха являются операции переработки отходов (стружки, опилок, пыли), которые осуществляются на различных стадиях технологического процесса с целью максимального использования отходов для производства ДСП.
Для транспортирования щепы и стружки применяют механические и пневматические транспортные устройства. В качестве механических устройств используют ленточные и скребковые конвейеры. Образование пыли при таком способе транспортирования незначительно и не превышает 0,1—0,3 % от массы щепы или стружки. Система пневмотранспорта является более компактной, позволяет исключить многочисленные перегрузочные операции, характерные при применении механических транспортных устройств, значительно сократить расходы на обслуживание, уменьшить неорганизованные источники выбросов. К недостаткам пневмотранспортных установок, с точки зрения загрязнения атмосферного воздуха, относятся: необходимость разгрузки транспортируемого материала через циклон (группу циклонов), что приводит к образованию организованных источников выбросов в атмосферу, так как абсолютно полное улавливание в циклоне дисперсной фазы практически не достигается; возможность аварийных выбросов пыли при разрыве пневмопроводов, забивании выпускных отверстий циклонов, переполнении бункеров-сборников; более высокая интенсивность пылеобразования по сравнению с механическим транспортом (до 1 % от 319
Рис. 4. Схема пылеулавливания при производстве ДСП:
1 — приготовление сырой стружки; 2 - линия пневмотранспорта;
3 — циклоны; 4 — сушка стружки; 5 — сортирование стружки;
6 — шлифование готовых плит.
массы щепы или стружки). Следует отметить также значительные энергозатраты на пневмотранспорт.
На рис.4 приведена принципиальная схема пылеулавливания при производстве ДСП при транспортировании щепы и стружки пневмотранспортом. Основными являются три линии приготовления и пневмотранспорта — щепы, сырой и сухой стружки. Транспортируемые материалы подаются в пневмотранспорт барабанными шлюзовыми затворами, винтовыми или камерными питателями; стружка может отсасываться вентиляторами непосредственно из циклонов. Количество воздуха в системе пневмотранспорта определяется условиями транспортировки материалов, исключающими их осаждение в воздуховодах. Скорость воздуха в воздуховодах должна составлять 23—26 м/с для щепы, 16—22 м/с—для стружки, минимальные диаметры воздуховодов составляют для стружки— 125 мм, для щепы— 160 мм.
Для пневмотранспорта щепы и стружки применяются нагнетательные и всасывающе-нагнетательные воздуходувки и вентиляторы. В первом случае в качестве побудителей тяги используются воздуходувки типа ТВ-80-1,6, ТВ-50-1,6 (производительностью соответственно 80 и 50 м3/мин), во втором — вентиляторы высокого давления (до 8000 Па).
Данные по дисперсному составу пыли, содержащейся в транспортируемых щепе и стружке, различны. Применяемые для улавливания щепы из системы пневмотранспорта циклоны Гипродрев выполняют свои основные функции. Однако вследствие выделения пыли из этих циклонов они заменяются на предприятиях на циклоны типа «К». Эти циклоны получили широкое распространение и для улавливания стружки, так как имеющиеся в циклонах типа «Ц» жалюзийные сепараторы имеют склонность к забиванию стружкой. В большинстве случаев достигаемая в циклонах типов «К» и «Ц» степень очистки 96—98 % соответствует требуемым значениям.
Обычно на линиях перекачки стружки пневмотранспортом устанавливают группы циклонов, имеющие общий бункер. Для таких групп необходима внутренняя перегородка в бункере на всю его высоту, так как при остановке одной из линий внутри бункера будут возникать перетоки между циклонами через их выпускные отверстия, отрицательное действие которых аналогично подсосам воздуха из атмосферы в бункер при расположении циклона на всасывающей стороне вентилятора.
Количество газов, поступающих вместе с высушиваемой стружкой из сушилки на циклонную установку, зависит от количества сжигаемого в топке топлива (мазут, древесная пыль, мазут+древесная пыль), количества рециркулирующих газов, влаги, испаряемой из стружки, и плотности газового тракта. Для улавливания сухой стружки и пыли из газов применяют циклоны типов «К» или «Ц», а также другие типы цилиндрических циклонов.
Наиболее мелкая пыль образуется при шлифовании готовых плит на калибровочно-шлифовальных станках. Интенсивность образования пыли в данном случае аналогична, как и на шлифовальных деревообрабатывающих станках. Расход отсасываемого воздуха составляет 6000—8000 м3/ч. Для очистки воздуха следует устанавливать конические циклоны, например типа УЦ-38, так как цилиндрические циклоны в данном случае не позволяют достигнуть требуемой степени очистки (hтр==92—96 %). Уловленная пыль используется в производстве или направляется на сжигание в топки сушильных установок.
Пылеулавливание при механической обработке древесных материалов. При механической обработке древесных материалов в результате воздействия на них режущего или шлифовального инструмента образуются древесные частицы — кусковые, отщепы, стружка, опилки, пыль. Во всех процессах деревообработки, кроме шлифования и полирования, вращающийся режущий инструмент станка сообщает древесным частицам значительную скорость вылета, что приводит к загрязнению рабочего места и воздуха в рабочей зоне. Для предотвращения травматизма и создания требуемых санитарно-гигиенических условий деревообрабатывающие станки снабжаются местными отсосами-пылеприемниками, через которые вместе с отсасываемым воздухом удаляются древесные частицы. Стремление максимально удалить древесные частицы от мест их образования приводит к тому, что в отсасываемом воздухе находятся во взвешенном состоянии древесные частицы с размерами от нескольких сантиметров до нескольких десятков микрон. В большинстве процессов деревообработки (пилении, строгании, фрезеровании, сверлении) собственно пыль, т. е. частицы с размерами dч > 200 мкм, составляют небольшую долю от общей массы образующихся частиц. Преобладание весьма крупных, с точки зрения пылеулавливания, фракций древесных частиц нередко приводит к неверному выводу о простоте решений по пылеулавливанию. При этом не учитывается, что из-за высокой интенсивности пылеобразования содержание наиболее мелких фракций может быть настолько значительным, что использование обычно применяемых для пылеулавливания древесных частиц циклонов не позволит обеспечить нормативы ПДВ [Мазур, 1996].
Пылеобразование при шлифовании древесных материалов имеет другой характер, чем при их обработке режущим инструментом. Пыль в этом случае образуется в результате взаимодействия абразивных частиц шлифовальной ленты с поверхностью обрабатываемого материала. В результате воздействия абразивных частиц образуются измельченные древесные частицы с размерами dч < 200 мкм.
Усредненные данные по дисперсному составу пылей, образующихся при механической обработке древесных материалов (кроме производства пиломатериалов), приведены в табл. 1.
Экспериментальные данные также показывают, что при толщине слоя 0,2—0,5 мм, удаляемого на станках типа ШлПС, средний размер частиц dm = 20 мкм, а при толщине слоя 3,0мм, удаляемого на шлифовальных станках с вальцовой подачей, dm = 40 мкм. Отличие экспериментальных данных от данных табл. 19.1 вызвано, очевидно, агрегацией мелких частиц, которую трудно учесть при сухом способе рассева на ситах. Еще более высокой дисперсностью характеризуется пыль, образующаяся при шлифовании древесных материалов, покрытых слоем полиэфирного лака на лаконаливных машинах. Средний размер частиц пыли в этом случае составляет dm = 8 — 10 мкм.
Таблица 1
ДИСПЕРСНЫЙ СОСТАВ ПЫЛЕИ В ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССАХ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Интенсивность, кг/ч, образования древесных частиц с размерами dr < 200 мкм для основных типов станков составляет:
При шлифовании поверхностей, покрытых слоем полиэфирного лака, интенсивность образования пыли достигает 0,8 кг/ч, а при полировании поверхностей (после шлифования) — 0,1-0,3 кг/ч. Приведенные данные по интенсивности образования пыли относятся непосредственно к времени работы. Поэтому при определении валовых выбросов, т/год, по общему фонду рабочего времени нужно учитывать коэффициент загрузки оборудования [Мазур, 1996].
Для основных типов станков минимальные значения количества воздуха, м3/ч, которые необходимо отсасывать через местные отсосы, при расположении их вблизи режущего инструмента составляют:
На каждом производственном участке устанавливают несколько станков. Для объединения воздуха, отсасываемого от отдельных станков, применяют коллекторы. В зависимости от типа и числа станков, присоединенных к одной вентиляционной системе, общее количество воздуха, поступающего в коллектор, может составлять 1200—30000 м3/ч.
Местные отсосы-пылеприемники разработаны для конкретных типов станков и их характеристики приведены в справочной литературе.
В воздуховодах-ответвлениях от отдельных станков скорость воздуха должна быть такой, чтобы не происходило отложения древесных частиц на стенках. Для этого скорость воздуха в зависимости от дисперсности частиц и положения воздуховода (вертикального или горизонтального) должна составлять 14— 20 м/с.
Коллектор, в который поступает запыленный воздух из воздуховодов-ответвлений, может представлять собой: 1) воздуховод переменного сечения; 2) сборник цилиндрической, шаровой или конической формы; 3) магистральный воздуховод. В деревообработке наиболее распространены коллекторы-сборники, занимающие среднее положение между первым и третьим типами коллекторов и наиболее необходимые при числе объединяемых станков до 8—12.
Принципиальная технологическая схема пылеулавливания при процессах деревообработки приведена на рис.4. Запыленность воздуха на выбросе в атмосферу от процессов деревообработки, по укрупненным данным, не должна превышать 60—120 мг/м3, т. е. при z = 4 г/м3 степень очистки должна быть не менее 97—98 %. При соблюдении проектных параметров работы циклонов такая степень очистки достигается на основных процессах, кроме шлифования, при одноступенчатой схеме очистки.
Установлены следующие области применения циклонов, распространенных в деревообработке при улавливании:
кусковых отходов и крупной стружки — циклоны Гипродрев; стружки, опилок и относительно крупной пыли—циклоны ОЭКДМ (или типа «К»); кусковых отходов, опилок, и пыли с размерами частиц dr>70 мкм—циклоны Гипродрев-пром (типа «Ц»); более мелкой пыли, в том числе от процессов шлифования,—циклоны УЦ-38, вместо которых могут быть применены конические циклоны НИИОгаз [Очистка, 1989].
При улавливании пыли от процессов шлифования и полирования требуемая степень очистки может быть в ряде случаев достигнута только в двухступенчатой пылеулавливающей установке, имеющей ступени: сухая механическая—мокрая механическая или сухая механическая—сухая фильтрующая. В качестве мокрой ступени очистки могут быть применены аппараты ПВМС или ПВМП, причем последние—для улавливания полировальной пыли, не смачиваемой водой. Для увеличения смачиваемости этой пыли могут быть применены добавки ПАВ и пе-ногасителя. При улавливании пыли лаковой пленки бункеры циклонов и рукавных фильтров необходимо оборудовать нейтрализаторами зарядов, а объемы самих бункеров должны быть ограничены.
Рис. 5. Схема пылеулавливания от деревообрабатывающих станков:
1 - местные отсосы-пылеприемники; 2 — воздуховоды-ответвления от станков; 3 — коллектор; 4 — сборный воздуховод; 5 — циклон; 6 — вентилятор
Древесные отходы, уловленные в пылеулавливающих аппаратах, выгружаются из бункеров периодически. Применяемые для этой цели шиберные затворы и затворы челюстного типа должны быть подогнаны таким образом, чтобы исключить вторичное загрязнение воздуха из-за их негерметичности. Транспортировка уловленных древесных отходов производится машинами, график работы которых должен быть составлен на основе предварительной оценки времени заполнения бункеров циклонов (не более 2/3 их высоты). Пневмотранспорт может применяться как для перекачки уловленной пыли непосредственно из пылевыпускных отверстий циклонов в циклоны-разгрузители, так и для подачи уловленных древесных отходов в утилизационную котельную.
Трудности в использовании древесных отходов заключаются в том, что они улавливаются обычно в виде смеси, а для утилизации (кроме сжигания) пригодны отдельные их виды. Для отдельных видов отходов возможны следующие пути утилизации: при производстве ДСП и ДВП; на предприятиях местной промышленности для производства товаров культурно-бытового назначения методом прессования в пресс-формах; в сельском хозяйстве и животноводстве; в промышленности строительных материалов.
1.3.3. ЗОЛОУЛАВЛИВАНИЕ ПРИ СЖИГАНИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА И ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ
В процессе сжигания топлива в топке котла органическая часть топлива сгорает, образуя продукты сгорания. Минеральная часть топлива является балластом. Частично она оплавля ется, образуя шлак, который удаляется через шлаковые воронки, расположенные под топкой. Остальная ее часть называется золой, а ее частицы, выносимые дымовыми газами из топки,— летучей золой. В обычных камерных топках, в которых твердое топливо сжигается в пылевидном состоянии, унос золы из топки, характеризуемый коэффициентом уноса, aун == 0,75— 0,95. При слоевом сжигании топлива aун =0,1—0,3. Количество золы в дымовых газах, кг/ч,
М=[ВрAp aун (1— hз)]/(100—Гун),
где Вр — расход топлива на рабочую массу, кг/ч; Ap - содержание золы в топливе, %; hз —степень очистки газов в золоулавливающей установке (в долях от 1); Гун — содержание горючих в уносе, % (при отсутствии данных принимается как q4).
Значения Ap, Гун(q4), aун для действующих котлов должны приниматься по фактическим данным, а при их отсутствии — по нормативным или справочным материалам [Очистка, 1989].
Количество дымовых газов на выходе из котла зависит от вида и расхода топлива на сжигание, коэффициента избытка воздуха a за котлом, который при отсутствии сверхнормативных подсосов равен 1,25—1,3 для котлов, оборудованных камерными топками, и 1,3—1,4—для котлов со слоевыми топками.
В соответствии с классификацией аэрозолей, унос золы по механизму его образования относится к классу пылей, так как он возникает в результате механического увлечения частиц золы продуктами сгорания органической части топлива. При слоевом сжигании топлива летучая зола характеризуется преобладанием более крупных по размерам частиц (dm= 20 — 80 мкм), чем при камерном сжигании топлива (dm= l5 — 40 мкм).
Запыленность дымовых газов зависит от содержания минеральной части в топливе, т. е. От Ap, %, и может составлять от 5 до 60 г/м3. При сжигании древесных отходов, имеющих малую зольность, запыленность дымовых газов не превышает 1,5—2,0 т/м3.
Требуемая очистка газов от взвешенных частиц зависит от количества золы в дымовых газах, расстояния до жилой застройки, уровня фонового загрязнения атмосферного воздуха, других факторов и составляет hтр= 70—98 %. Применение золоуловителя позволяет достигать требуемую степень очистки.
Котлы весьма малой паропроизводительности (до 1 т/ч) обычно работают на естественной тяге, т. е. без дымососов, что создает трудности в оснащении их газоочисткой. Для условий работы на естественной тяге НИИОГаз разработал циклон ЦМС-27, имеющий угол наклона входного патрубка 27° и в связи с этим весьма малое гидравлическое сопротивление.
Котлы паропроизводительностью до 2,5 т/ч оборудуют одиночными или групповыми циклонами НИИОГаз типа ЦН-15. При паропроизводительности котлов от 6 до 50 т/ч их оборудуют батарейными циклонами, которые изготавливают секционными и с неодинаковым числом циклонных элементов в разных секциях [Мазур, 1996].
Например, марка БЦ-2-4 (3+2) означает батарейный циклон, предназначенный для улавливания золы при сжигании угля, двухсекционный с четырьмя элементами по глубине и пятью по фронту (по ширине), причем в большей секции размещены три элемента, а в меньшей два. Секционирование и возможность отключения одной секции позволяют достигать требуемой степени очистки при работе котла на сниженной нагрузке. Степень очистки газов в правильно смонтированных и хорошо эксплуатируемых батарейных циклонах может составлять 82—88%.
Для предупреждения перетоков газов в случаях, когда h не удается достигнуть, возможно применение принудительного отсоса части газов (до 10%) из объема бункера. Отобранные газы проходят очистку в выносном одиночном циклоне, а затем подаются отдельным вентилятором в газовый тракт, расположенный перед батарейным циклоном.
Для выгрузки золы из бункеров батарейных циклонов применяют устройства периодического и непрерывного действия. Выбор устройств непрерывного действия зависит от способа транспортирования золы. При пневмотранспорте уловленной золы используют устройства для выгрузки золы в сухом виде, а при гидрозолоудалении выгрузка золы обеспечивается золосмывными аппаратами.
Схемы золоулавливания с мокрыми золоуловителями следует применять в тех случаях, когда требуемая степень очистки не достигается при использовании сухих золоуловителей. Применяемые в настоящее время на действующих предприятиях центробежные золоуловители типа ЦС-ВТИ и МП-ВТИ заменяются низконапорными скрубберами Вентури (скрубберами МС-ВТИ).
Мокрое золоулавливание в условиях оборотного орошения приводит к образованию трудноудаляемых отложений СаSО3 и СаСО3 в золоуловителях, трубопроводах, форсунках. Для предотвращения образования отложений необходимо обеспечить добавку к оборотной воде 15—20 % технической воды, ограничить применение мокрой газоочистки при повышенном содержании свободного СаО в топливе. Установлено, что отложения не образуются при рН орошающей жидкости не более 9—9,5 [Очистка, 1989].
Для очистки дымовых газов от сжигания коры и других древесных отходов по условиям пожароопасности целесообразно применять мокрое золоулавливание в скрубберах МС-ВТИ.
Повышенная пожароопасность золы корьевых котлов обусловлена наличием в ней недожога (до 20 %).
Для предотвращения серно-кислотной коррозии газоходов, элементов золоуловителя и дымососов орошение мокрых золоуловителей следует прекращать при переходе энергетических и корьевых котлов на сжигание мазута.
При сухом способе золоулавливания зола от сжигания твердого топлива может применяться при изготовлении строительных материалов. Мокрое золоулавливание сопровождается выщелачиванием золы, и она, представляя из себя инертный материал, может быть использована в дорожных работах.
2. ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЛЕСА.
2.1. Критерии эффективности.
Критерии эффективности переработки леса рассмотрим для нового направления лесного комплекса – использования вторичных ресурсов.
Комплексная оценка эффективности мероприятий, связанных с использованием вторичных ресурсов в условиях рыночной экономики - проблема новая. Исследования в этой области практически только начинаются; многие вопросы остаются дискуссионными. И это естественно, поскольку оценка эффективности инвестиционных проектов вообще и связанных с утилизацией вторичных ресурсов в частности, может осуществляться с разных позиций, с помощью различных показателей и измерителей [Методика, 1986, Методические, 1994, Методические, 1988, Петухов, 1990 и др.].
На первый взгляд формирование и оценка инвестиций представляются довольно простой задачей, поскольку возможностей для инвестирования в условиях рыночной экономики достаточно много. Но, с другой стороны, любое предприятие имеет ограниченные свободные финансовые ресурсы, достаточные для инвестирования. Поэтому при организации производства продукции из вторичных ресурсов неизбежно встает задача оптимизации инвестиционных предложений, что требует квалифицированного подхода, базирующегося на специальных знаниях и накопленном опыте. При этом глубина аналитических проработок в этой области непосредственно зависит от размера предполагаемых инвестиций. Так, уровень ответственности, связанный с принятием проектов стоимостью миллионов рублей и несколько миллиардов рублей, естественно, различен. К тому же существенен фактор риска, поскольку инвестиционная деятельность весьма часто осуществляется в условиях неопределенности. Но это не исключает, а скорее, наоборот, предполагает принятие решения не на интуитивном подходе, а на основе объективного аналитического процесса.
В основе принятия решения инвестиционного характера должно быть объединяющее начало, основной признак, на основе которого решаются все частные вопросы. Этот общий признак для того или иного явления, процесса в сущности и выражает понятие "критерий". Его количественным выражением является показатель (или система показателей), который характеризует оценочный признак данного явления. Показатель - это как бы конкретный механизм, с помощью которого определяется численная величина выбранного критерия, т.е. для любого явления сначала необходимо выбрать критерий, основной признак, по которому он оценивается, и уже на основании последнего установить показатели, которые будут числено отражать результаты исследуемого процесса [Мосягин,1998].
Выбор критерия является отправным пунктом и в решении вопроса, связанного с оценкой эффективности утилизации вторичных ресурсов. Только при наличии такого исходного и в тоже время обобщающего признака можно достаточно обоснованно ответить на вопрос: как наиболее рационально использовать ресурсы и при этом достигнуть максимума эффекта? Точно и конкретно сказать: такой-то вариант утилизации отходов выгоден, а такой-то нет; является ли организация производства продукции на базе утилизации отходов целесообразным мероприятием, а само производство перспективным или наоборот.
На выбор такого обобщающего критерия в значительной степени накладывает отпечаток цель общества, способ производства. В эпоху всеобъемлющего централизованного планирования такой целью являлось выполнение плана во всём объеме, по всем показателям. При этом эффективность от различного рода нововведений выражалась через экономию совокупных затрат труда. Вместе с тем, что считать в качестве таких затрат, какие показатели использовать, среди экономистов единого мнения не наблюдалось. А если используемые показатели не в должной мере отражают совокупные затраты (впрочем, как и другой какой-либо экономический процесс), то, естественно, и решение, принятое на их основе, не может быть достаточно обоснованным.
Цель производства в условиях рыночной экономики более конкретна - получение максимальной прибыли и удовлетворение потребительского спроса. В этом случае обоснование инвестиционного проекта предусматривает комплексный подход с использованием системы объективных показателей. Показатели экономической эффективности соизмеряют затраты и результаты, связанные с реализацией проекта. Показатели коммерческой эффективности показывают финансовые результаты проекта, а показатели бюджетной эффективности характеризуют влияние проекта на изменение федерального, регионального и местного бюджетов. Кроме того при обосновании эффективности инвестиционных проектов, в особенности связанных с утилизацией вторичных ресурсов, должна проводиться оценка их экологических, а при необходимости и социальных последствий.
2.2 Си