Выбросы вредных веществ при плазменной резке и мероприятия по сокращению загрязнения

Поэтому при решении вопроса снижения выбросов   следует исходить из возможности применения технологических способов, основанных на использовании информации о механизмах образования оксидов азота. Применительно к условиям плазменной резки актуальной является разработка технологических методов сокращения выхода оксидов азота путем уменьшения концентрации кислорода непосредственно в зоне резки.

Одним из таких методов является метод ввода в зону резки восстановителей (паров органических веществ). Более эффективным методом сокращения выхода оксидов азота является метод воздушно-водяной плазменной резки, предусматривающий подачу небольшого количества воды в зону резки. При такой резке вокруг плазменной дуги образуется защитная водяная завеса, отсекающая плазму от окружающего воздуха, и поэтому в реакции образования оксидов азота участвует только кислород, входящий в состав плазмообразующей среды.

Вытяжной воздух, удаляемый от установок плазменной резки должен подвергаться очистке с целью выполнения требований ПДВ (предельно допустимого выброса). Следует отметить, что это техническое решение находит все большее распространение в связи с тем, что она позволяет экономить энергоресурсы во время отопительного сезона, который на большей части территории России продолжается 7-8 месяцев.

Для решения задачи очистки удаляемого воздуха от установок плазменной резки металлов предпринимались попытки использования аппаратов мокрой чистки. Однако, такая система не получила широкого распространения в связи с тем, что эффективность такой чистки не превышала 80% из-за мелкодисперстности образующихся аэрозолей, а так же возникла задача последующей очистки воды, от уловленных окислов металлов.

Прорывом в решении этой непростой задачи явилось создание новых высокоэффективных фильтрующих материалов.

На основе этих материалов были разработаны патронные (картриджные) фильтрующие элементы (рисунок 3.1). Конструктивно такие элементы представляют собой мини-плиссированный пакет фильтрующего материала, размещенного так называемой «звездой» в цилиндрическом корпусе. Обеспечение надежной герметизации элементов патронных фильтров достигает соединением концевых дисков и мини плиссированного фильтрующего пакета с помощью специальных герметиков.

Схема патронного фильтрующего элемента

1 - опорная сетка; 2 - металлический  концевой диск; 3 – мениплиссированный  фильтрующий пакет; 4 – бандажный  пояс; 5 – концевое кольцо

С использованием патронных фильтрующих элементов были разработаны патронные фильтр с импульсной регенерацией сжатым воздухом(ФПИ) (рисунок 4.2) Фильтры ФПИ выпускают производительностью от 2 до 32 тысяч м3/ч и позволяют эффективно решать задачи очистки воздуха, выбрасываемого в атмосферу от аэрозолей автоматизированных установок резки металлов, обеспечивая выполнения требований ПДВ.

Для решения задачи рециркуляции очищенного воздуха от установок резки металлов с последующей его рециркуляцией разработаны и выпускаются специальные патронные элементы ФЭП (рисунок 4.3) с применением сверхэффективных материалов, покрытых мембранами. Такие мембранные покрытия могут наноситься на основу из синтетических и целлюлозных волокнистых структур.

Патронный фильтр типа Фильтрующий

ФПИ патронный  элемент типа ФЭП

Эффективность элементов типа ФЭП, оснащенных такими материалами в отношении частиц 0,3 – 0,5 мкм составляет более 99%.

Применение мембранных покрытий в фильтрующих материалах ФЭП не позволяет мелкодисперсным аэрозолям глубоко проникать внутрь материала, обеспечивая, таким образом, поверхностную фильтрацию, что в дальнейшем позволяет эффективно проводить регенерацию ФЭП импульса и сжатого воздуха.

Заключение

           При решении проблем экологизации производства в настоящее время используют пассивные методы защиты, смысл которых сводится к ограничению количества загрязняющих окружающую среду выбросов, то есть улавливание пылегазовыделений, выбрасываемых в атмосферу, очистка сточных вод от примесей.  

Литература 

1.  
   Григорьев Л.Н., Иванов И.Д., Матвеева Л.М.и др. Сокращение выбросов оксидов азота при плазменной резке металлов / Технология судостроения. – №5, 1991.
2.  
   Горбач В.Д., Евдокимов Ю.А., Григорьев Л.И., Исянов Л.М. Снижение вредных выделений и отходов при плазменной резке металлов / Сварочное производство. – №2, 2004.
3.  
   Григорьев Л.Н. Расчет выхода оксидов азота при сварке / Технология судостроения. – №6, 1991. 
4.  
   Фролов В.В.Физико-химические процессы в сварочной дуге. – М.: Машгиз, 1954.
5.  
   Вальская Э.Н., Григорьев Л.Н., Губанов Ю.П., Матвеева Л.М. Образование окислов азота при плазменной резке металлов и их контроль / Технология судостроения. – №8, 1984.
6.  
   Васильев К.В. Особенности плазменно-дуговой резки в азотно-кислородных смесях (Обзор) / Автоматическая сварка. – №12, 2000.