Улучшение качества очистки и оздоровление воздушной среды искусственной ионизацией

• Автор: Черкасова, Наталья Геннадьевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 286 с. : ил

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. ПРОБЛЕМА ОЗДОРОВЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ ОТ ТОНКОДИСПЕРСНОЙ ПЫЛИ.
1.1 Загрязнение воздушной среды тонкодисперсной древесной пылью и ее воздействие на человека
1.2 Существующие способы и средства совершенствования процесса очистки воздуха рабочей зоны от тонкодисиерсной пыли

1.3 Влияние адгезионных свойств пыли на эффективность

очистки воздуха

1.4 Влияние естественной и искусственной ионизации на

организм человека

1.5 Физические основы аэронификации и способы искусственной зарядки частиц

1.6 Коагуляция под воздействием электрического поля

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Определение влияния ионизации воздуха на осаждение тонкодисперсной пыли из воздушной среды
2.1.1 Система генерации аэрозоля.
2.1.2 Определение влияния ионизации воздуха на осаждение тонкоднсперсной пыли из воздушной среды
2.1.3 Регистрация дисперсного состава аэрозоля.
2.1.4 Методика униполярной и биполярной электризации аэрозольных частиц.
2.2 Определение сил адгезии гонкодисперсной древесной пыли
2.3 Определение морфологических свойств пыли.
2.4 Определение электрических свойств ныли.
2.4.1 Электрические характеристики пыли.
2.5 Определение оптимальных параметров ионизационной установки.
2.5.1 Определение концентрации легких отрицательных ионов ЛОИ при изменении расстояния от коронирующего электрода до точки измерения рабочего места при различных потенциалах на коронирующих электродах
2.5.2 Определение концентрации пыли при различных потенциалах
на коронирующих электродах
2.5.3 Определение концентрации ЛОИ при различном размере ячеек коронирующего электрода.
2.5.4 Определение концентрации ЛОИ при разном количестве коронирующих электродов.
2.6 Определение экономической эффективности.
3. ОЧИСТКА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ ОСАЖДЕНИЕМ ТОНКОДИСПЕРСНОГО АЭРОЗОЛЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НЕГО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ЗАРЯДАМИ
3.1 Физические процессы, протекающие при зарядке аэрозольных частиц
3.1.1 Способ электрической зарядки аэрозольных частиц.
3.1.2 Силы, действующие на частицу при электрической зарядке
3.2 Исследование изменения физикоэлектрических свойств аэрозоля под воздействием искусственной ионизации.
3.2.1 Изменение характеристик аэрозоля под влиянием электрического поля.
3.2.2 Передача заряда частицам ионным потоком.
3.3 Коагуляция частиц аэрозоля в газовой среде в электрическом
поле и без него.
3.3.1 Коагуляция разноименно заряженных частиц в отсутствии
электрического поля.
3.3.2 Коагуляция разноименно заряженных частиц при наличии внешнего электрического поля .
3.4 Исследование процессов униполярной и биполярной зарядки в электрическом иоле
3.5 Механизм осаждения аэрозоля.
3.5.1 Осаждение частиц аэрозоля из воздушной среды
3.6 Модель осаждения частиц в замкнутой системе
3.7 Изменение сгруктуры аэрозольных частиц в процессе их агрегации под воздействием ионного потока
3.8 Влияние дисперсности на коагуляцию аэрозоля при воздействии на нею ионным потоком
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛЕГКИХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ ЛОИ И КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ОТ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ИОНИЗАЦИОННОЙ
УСТАНОВКИ.
4.1 Теоретическое обоснование применения ионизации для очистки воздушной среды осаждением древесной пыли
4.1.1 Зависимость качества очистки воздушной среды от
адгезионных свойств тонкоднсперсной древесной пыли.
4.2 Применение ионизационной установки для осаждения тонкодисперсной пыли.
4.2.1 Планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных.
4.2.2 Зависимость концентрации тонкоднсперсной пыли от основных конструкционных параметров ионизационной установки
4.2.3 Зависимость концентрации ЛОИ от основных конструкционных и технологических нарамсгров ионизационной
установки.
5. ОЧИСТКА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ОТ ТОНКО ДИСПЕРСНОЙ ПЫЛИ И ОСОБЕННОСТИ ЗАРЯДКИ ОСАЖДАЕМЫХ ЧАСТИЦ
5.1 Исследование влияния электрических свойств пыли на качество очистки воздуха рабочей зоны
5.2 Обоснование выбора конструкционных параметров и технологических режимов ионизационной установки.
5.2.1 Описание зависимости концентрации ЛОИ от размера ячеек
коронирующего электрода.
. 5.2.2 Описание зависимости концентрации ЛОИ от количества коронирующих электродов.
5.2.3 Описание зависимости концентрации ЛОИ от количества игл
на коронирующем электроде.
5.2.4 Описание зависимости концентрации ЛОИ от напряжения
на коронирующем электроде.
5.2.5 Описание зависимости концентрации ЛОИ от расстояния на которое удалено рабочее место от ионизационной установки
5.3 Определение оптимальных параметров ионизационной установки
5.3.1 Методика исследований.
5.3.2 Реализация метода определения оптимальных параметров ионизационной установки.
5.3.2.1 Приведение переменных целевой функции и ограничений математической модели к единым единицам измерения.
5.3.2.2 Описание математической модели и полученных результатов.
6. ОЧИСТКА И ОЗДОРОВЛЕНИЕ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫИСКУССТВЕННОЙ ИОНИЗАЦИЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ
ИОНИЗАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УДАЛЕНИЮ ОСАЖДЕННОЙ ТОНКОДИСПЕРСНОЙ ПЫЛИ.
6.1 Обоснование применения предлагаемой ионизационной установки
6.2 Устройство ионизационной установки
6.3 Обеспечение безопасности при проведении очистки и оздоровления воздуха рабочей зоны методом искусственной
ионизации
6.4 Расчет параметров ионизации в условиях максимально эффективной очистки воздушной среды
6.5 Удаление и утилизация осажденной тонкодисперсной древесной пыли за пределы цеха и территории предприятия
7. РАСЧЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ИСКУССТВЕННОЙ ИОНИЗАЦИИ КАК СПОСОБА ОЧИСТКИ И ОЗДОРОВЛЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
ПРЕДПРИЯТИЯ
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ


Опыт использования различных способов пылеудаления в различных отраслях промышленности показал, что наиболее эффективным с санитарногигиенической и экономической точки зрения способом уборки производственных помещений является сухой вакуумный сбор пыли, осуществляемый централизованной вакуумной пылеуборочной установкой, которая обладает большей мощностью и удобством эксплуатации 0. Собранная пыль направляется для дальнейшего использования в производстве древесной муки, для переработки в формованные изделия или пьсзотермопластики, а также использовать в качестве наполнителя, в разного рода материалах клеи, замазки и др. Знание свойств пыли, в частности адгезионных, в процессе осаждения пыли и ее удаления за пределы производственных помещений играет существенную роль. Изучение явления адгезии и прикладных вопросов, в основе которых лежат адгезионные процессы, привлекли внимание многих специалистов , , , , . Исследования по адгезии частиц проводились еще в начале двадцатых годов. Так, например, А. Бузаг определял взаимодействие частиц в жидкой среде. У нас в стране первые теоретические представления об адгезии частиц в воздушной среде дал Б. В. Дерягин. Им также изучена адгезия пленок, разработана теория взаимодействия твердых тел. Количественную оценку адгезии частиц, главным образом в жидкой среде, предложил Г. И. Фукс 3, 4, 5. В развитии теории явления адгезии частиц А. Д Зимон разработал и усовершенствовал методы определения сил адгезии проанализировал причины, обуславливающие адгезию определил зависимости сил адгезии от свойств контактирующих тел и окружающей среды изучил условия удаления частиц под давлением воздушного и водного потоков . Исследования причин адгезионного взаимодействия ведут в направлении оценки вклада различных составляющих молекулярной, электрической и капиллярной в формирование сил адгезии , 6, 9 влияния поверхности и формы частиц на силы адгезии оценки величины адгезионного взаимодействия посредством одного параметра. Несмотря на обилие материала по теории и практике адгезионного взаимодействия частиц, сведений об адгезии древесной пыли к различным поверхностям очень мало. В исследованиях О. Н. Русака 0, 1 определена зависимость сил адгезии от размера частиц, времени контакта с подложкой и изменение сил адгезии от материала поверхности. Недостатком этих исследований является то, что результаты определения сил адгезии оценены качественным показателем, что затрудняет их использование на практике, рисунок 1. Рисунок 1. Следует различать также силы адгезии силы сцепления отдельной пылинки с данной поверхностью и силы аутогезии силы сцепления пылинок между собой в достаточно толстом слое. Теория 9 дает возможность в ряде случаев предсказать вид зависимости отдельных составляющих сил адгезии от размеров пылинок, физикохимических свойств и частоты обработки поверхностей и ряда других факторов. Однако количественное значение сил адгезии в каждом конкретном случае в настоящее время требует экспериментального определения. Эго в особенности относится к пыли, образующейся на предприятиях деревообрабатывающей и целлюлознобумажной промышленности, гак как в литературе отсутствуют какиелибо данные. Даже для монодисперсной пыли, состоящей из частиц правильной формы, характерен сильный разброс сил адгезии по величине. Это явление объясняется неодинаковостью условий контакта каждой отдельной пылинки с подложкой изза микрошероховатости последней. Ьще сильнее разброс сил адгезии наблюдается для полидисперсной пыли, состоящей из пылинок неодинаковой формы. Эксплуатационная надежность систем пылеулавливания зависит также от аутогезионных свойств, далее данное свойство называется слипаемость. Слипаемость некоторых видов пылей была определена в исследованиях , . Древесная пыль являясь пылью растительного происхождения относится к той же группе слипаемости, что и хлопковая, мучная пыль, и является сильно слипающейся разрывная прочность Р по Р0 Па. Для сравнения, металлическая пыль имеет Р0 и называется среднеслипающейся. В литературных источниках какихлибо данных об адгезии отдельных частиц аэрогеля, после воздейст вия на них ионным потоком, не обнаружено.