Борьба с пылью на элеваторе

Одной из наиболее насущных проблем на элеваторах и зерносушилках является борьба с пылью. Некоторые зерносушилки изначально сконструированы таким образом, что выделяют минимум пыли. А некоторые даже с установленными циклонами не так эффективны. 

Как же выбрать зерносушилку с минимальными выбросами пыли? Прежде всего, нужно разобраться в том, какие существуют системы фильтрации и подавления пыли для зерносушилок и как они работают.

На следующем видео можно увидеть работу польской зерносушилки Araj без эффективной системы пылеподавления в Киевской области. 

В этот день снег на элеваторе не шел. Но даже на нашем некачественном видео можно отчетливо увидеть хлопья пыли, которые буквально сыпятся сверху.

Конечно, такая ситуация будет не только раздражать местных экологов, но и мешает нормальному функционированию элеватора.

Мы будем говорить о двух параметрах: 1) выбросы пыли и 2) наличие пыли в атмосфере.

1) Выбросы пыли из стационарных источников

Уровень выбросов зерновой загрязняющих веществ на элеваторах в Украине регламентируется де-факто. Однако, по нашему мнению, де-юре не всё так просто. Почему так? Давайте разберемся.

При рассмотрении уровня выбросов зерносушилки/элеватора, наши украинские государственные органы ссылаются на приказ №309 Министерства охраны окружающей среды Украины от 26 июня 2006 года. Однако, этим приказом утверждены нормативы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ из стационарных источников. Является ли зерновая пыль и мусор загрязняющим веществом?

Согласно Закона Украины об охране окружающей среды, "забруднююча речовина - речовина хімічного або біологічного походження, що присутня або надходить в атмосферне повітря і може прямо або опосередковано справляти негативний вплив на здоров’я людини та стан навколишнього природного середовища". Статья 11 того же закона гласит следующее:

Т.е., государство регулирует только выбросы самых распространенных и опасных загрязняющих веществ. Выбросы остальных веществ не регулируются государством.

Перечень таких вредных веществ был действительно утвержден приказом Кабинета министров Украины. Ознакомиться с ним можно здесь (он очень короткий). Однако, зерновой пыли в нём нет. В перечне лишь упоминаются "Речовини у вигляді суспендованих твердих частинок (мікрочастинки та волокна)". Акцентируем внимание: не все выбросы, а только лишь микрочастицы и волокна, которые находятся в воздухе во взвешенном состоянии! Хотя, есть аргументы не согласиться с этим. Ведь законодательство не даёт определение микрочастиц. А из курса физики мы знаем, что так называют элементарные частицы: атомные ядра, атомы, молекулы, квазичастицы. 

Тем не менее, спорить с инспекторами мы не будем. Общепринято подразумевать, что к микрочастицам относится и зерновая пыль.

Поэтому, мы возвращаемся к нормативам предельнодопустимых выбросов загрязняющих веществ из стационарных источников, утвержденный приказом №309 Минохраны окружающей среды (см. ссылку выше). Этим приказом регламентируется, что выбросы твердых взвешенных частиц не должны превышать 50 мг/м3. 

50 мг пыли на м3 - много это или мало?

Возьмем, для примера, абстрактную зерносушилку с выбросом пыли не более 50 мг/м3. Если предположить, что эта зерносушилка имеет производительность 100 тонн в час (по кукурузе влажностью 28%) и выбрасывает в атмосферу 400.000 м3/час воздуха, то за сутки она выбросит 50 мг/м3 х 400.000 м3/ч х 24 ч = 480 кг пыли. Это 14.4 тонны за месяц непрерывной работы. И вся эта пыль осядет вокруг вашего элеватора!

Со временем картина может стать даже такой, как на фото.

Если недалеко от элеватора находятся жилые дома, то это закончится скандалом и жалобами людей, как на этих фото ниже, которые были опубликованы на сайте shostka.info (ссылка на полную статью).

Поэтому, мы рекомендуем по возможности избегать строительства элеваторов в населённых пунктах.

Случается и такое, что предприятию приходится придумывать различные способы дополнительной защиты окружающей среды от выбрасываемой пыли. Например, как на этом фото.

Насколько такие средства защиты могут быть эффективны? Насколько они долговечны? Целесообразны? Оставим эти вопросы на раздумье нашим читателям. 

А чтобы такого не происходило, лучше всё же позаботиться о качественной очистке и (главное) аспирации зерновой пыли в технологии перед сушкой зерна.

Фото взято на сайте государственной экологической инспекции в винницкой области. (Ссылка на полную статью).

2) Наличие загрязняющих веществ в рабочей атмосфере элеватора

В то же время, законодательство однозначно регламентирует содержание пыли в рабочей атмосфере элеватора или близлежащих объектов. Что касается элеватора, то здесь, согласно СанПіН МОЗ 4617-88 (Гранично допустимі концентрації у повітрі робочої зони), величина предельно допустимой концентрации для зерновой пыли составляет 4 мг/м3.

Если зерносушилка выбрасывает отработанный воздух вверху, как на видео, то пыль, которая может содержаться в нем, рассеивается очень широким пятном и вообще редко оседает в самой рабочей зоне. Поэтому, современные европейские шахтные зерносушилки работают достаточно чисто (по отношению к другим типам сушилок).

Правильный параметр - это количество пыли, которое содержится в 1 м3 отработанного воздуха зерносушилки. Хорошим показателем здесь будет являться 30-50 мг/м3. 

Однако, обратите внимание, что иногда в предложениях украинских производителей может быть указано не количество пыли, которое содержится в отработанном воздухе зерносушилки, а содержание пыли в 1 м3 рабочей зоны элеватора. Такой показатель слабо коррелируется с пыльностью зерносушилки, так как больше зависит от расположения рабочей зоны, пыли, которая выделяется другим элеваторным оборудованием, розы ветров и др. факторов. Обычно такой показатель указывают как 2-4 мг/м3, чтобы он был ниже, чем предельные допустимые нормы, установленные законодательством. 

Измерить такой показатель с целью проверки вообще не представляется возможным. Ведь измерение запылённости рабочей зоны нужно проводить тогда, когда зерносушилка уже поработает какое-то время. Но в этом случае неизбежна работа других, более пыльных узлов элеватора: завальной ямы, зерносепараторов, циклонов и др.

Для получения разрешения, нужно обратиться в департамент экологии и природных ресурсов вашей облгосадминистрации. Процедура довольно муторная и бюрократическая, поэтому к данной работе обычно привлекают специальные "карманные" компании чиновников. 

Правильная процедура состоит из двух этапов:- Получение разрешения до запуска зерносушилки на основании теоретических расчетов;- Фактические измерения независимыми организациями во время запуска зерносушилки с занесением в Протокол запуска.

На практике, такая процедура не всегда соблюдается и разрешение часто оформляется задним числом или где-то в середине процесса.

Вообще говоря, большинство современных европейских зерносушилок, оснащенных пневматической системой пылеподавления, выделяют еще более низкий уровень выбросов пыли в атмосферу (15-50 мг/м3). Это такие зерносушилки как Buhler, Satig, Stela, Scolari, Ravaro и другие. Исключение составят, пожалуй, только некоторые финские и польские зерносушилки. Ну и, конечно, нельзя не упомянуть опять зерносушилки поперечного потока (американские зерносушилки), которые пылят, как паровоз.

На видео: пыль, которая летит от устаревшей зерносушилки ДСП, находящейся в 150 метрах справа. Невооруженным глазом можно видеть, что концентрация пыли существенно превышает установленные законом нормы, указанные выше (4 мг/м3 в рабочей атмосфере).

Мы рекомендуем устанавливать такие системы:

• Двузонная зерносушилка

  Двузонная зерносушилка с выходом воздуха вверху (подробнее см. ниже)

• Зерносепаратор с аспирацией

  Высококачественный зерносепаратор предварительной очистки (желательно ситового типа) с высокоэффективной системой очистки от пыли и мелких примесей и высокоэффективным провеивающим аспиратором на входе и на выходе (например, Ruberg RUV с двумя ситами грубой очистки и одним ситом тонкой очистки, Schneider Jaquet SNST и т.п.);

• Аспирация нории

  Дополнительная аспирация нории перед зерносушилкой.

• Пылеподавление на отгрузке

  Системы подавления пыли при разгрузке в автомобильный бункер.

На видео: Отгрузка бункера зерновых отходов без системы пылеподавления.

В Европе завальные ямы почти всех элеваторов оснащены активными системами аспирации пыли, которые включаются при выгрузке зерна из зерновоза. 

В качестве примера, на фото приведены два вида этих систем производства компании Silesfor DP.

Во время отгрузки из зернового бункера в автортанспорт или в ж/д вагоны, обычно образуется большое количество зерновой пыли и мы можем наблюдать картину, подобную той, что на видео.

При этом мы помним, что, как было сказано выше, содержание зерновой пыли в 1 м3 рабоче зоны элеватора не должно превышать 4 мг/м3.

Для борьбы с пылью при погрузке автомобильного или железнодорожного транспорта, обычно используются дорогостоящие механические аспирационные системы, которые потребляют электричество, ломаются и требуют дорогостоящего обслуживания.

На фото: система подавления пыли Moduflex (Cimbria).

Хотя, на сегодняшний день уже существуют более простые и эффективные системы!

Здесь мы имеем ввиду итальянскую систему DUST STOP.

Как видно на видео, система не оснащена моторами или другими механизмами, однако пыль вокруг бункера разгрузки отсутствует. (Сравните с предыдущим видео!)

А теперь загадка: куда же девается пыль?

Ответ вы можете получить по телефону (067) 111-6666.

По сути, очистка воздуха с помощью любых приспособлений сводится к использованию систем, через которые должен пройти весь отработанный воздух зерносушилки. Поэтому организовать такие системы очистки возможно только в сушилках шахтного типа, где конструктивно ВЕСЬ воздух выходит через одно или несколько отверстий шахты.

На видео: В зерносушилке ДСП невозможно установить дополнительные системы очистки воздуха от пыли, так как она вылетает по всей высоте шахты.

Поэтому, покупая такую зерносушилку, вы должны осознавать, что способов уменьшения выбросов пыли в них в принципе не существует. 

Все системы, о которых идет речь в последующих разделах этой статьи относятся преимущественно к шахтным зерносушилкам. Некоторые из них (циклоны) применяются и к горизонтальным (конвейерным, вибрационным и т.п.) 

Единственный доступный способ сокращения выброса пыли в открытых зерносушилках может быть использован только в порционном режиме сушки - аспирация из нории. Но сам по себе этот способ не оказывает существенного влияния на пылевыделение.

Итак, чуть ниже мы разберем эти системы подробнее. А сейчас - одно важное отступление:

Наверное, циклон - это первое, что приходит в голову, когда необходимо очистить большие объёмы проходящего воздуха. Ведь даже через маленькую зерносушилку проходит 50.000-150.000 м3 отработанного воздуха в час! Что уже говорить о больших промышленных сушилках.

Циклон - это система, которая очищает воздух, используются инерционный, центробежный и гравитационный принципы очистки. 

Воздух входит в циклон под углом и немного вниз, там он закручивается и возникает центробежная сила, которая отбрасывает крупные частицы пыли на стенки циклона. После этого, пыль, подхватывается вторичным потоком и выводится через нижнее отверстие циклона. А очищенный воздух по принципу воронки, поднимается по центру циклона вверх и выводится через соосное выходное отверстие.

Эффективность циклона высока для крупных частиц. Чем меньше частицы, тем менее эффективен циклон. 

Также, нужно помнить и о том, что чем меньше диаметр циклона, тем выше его эффективность. Но при этом, возрастает и металлоёмкость и затраты на очистку. 

Поэтому там, где нужна очень высокая степень очистки, устанавливают вместо одного большого, несколько маленьких циклонов параллельно.

Еще раз обращаем внимание! Бывает, что зерносушилка, оборудованная циклонами, выбрасывает пыли больше, чем зерносушилка без них. Почему? Читайте дальше.

Это циклоны с активной системой рециркуляции воздуха. Рециркуляция позволяет обеспечить более высокую степень очистки воздуха, посредством его многократной прогонки через циклон.

Показывает больший эффект, чем обычный пассивный циклон. Циклон для циклофенов будет меньшего размера и не требует такой большой металлоёмкости.

Нужно понимать, что циклофен отбирает на себя большое количество энергии. Поэтому, мощность циклофена должна быть ориентировочно в полтора раза выше мощности обычного вентилятора без циклона. Часто разница может оказаться слишком большой, что приведёт к необходимости строительства более мощной подстанции и т.п. дополнительных затрат.

Данный способ не удаляет пыль из отработанного воздуха зерносушилки! Удаление пыли производится в нории загрузки или рециркуляции зерна. Таким образом, этот способ дает наибольший эффект в порционном режиме, когда зерно должно обернуться через зерносушилку несколько раз. 

Снизив содержание пыли в зерне, мы, тем самым, косвенно снижаем и её содержание в отработанном воздухе.

Таким образом, этот способ применим не только к зерносушилкам шахтного типа, но и к зерносушилкам открытого типа.

Кроме того, аспирация нории помогает содержать в чистоте внутреннюю часть самой нории. Кто работал в мороз, знает почему это важно.

Европейские производители уже давно обратили внимание на тот факт, что основная масса пыли выделяется из шахты в тот момент, когда зерно продвигается вниз по зерносушилке. Поэтому, современные шахтные зерносушилки имеют порционную систему разгрузки зерна. (Не путать с порционным режимом работы зерносушилки!)

Такая система разгрузки имеет ряд преимуществ (снижение травмирования зерна, избежание "зависаний"), в том числе и возможность подавления выхода пыли из шахты.

Для этого, на момент разгрузки зерна, сушилка полностью перекрывает основные вентиляторы, чтобы нормализовать в шахте давление.

На видео показана работа пневматической системы герметизации шахты зерносушилки Ravaro.

Таким нехитрым образом, можно исключить до 90-99% пыли, которая в противном случае, вышла бы наружу вместе с отработанным воздухом.

Поэтому, зерносушилки с герметизацией шахты сегодня считаются самыми современными. А в купе с некоторыми другими перечисленными здесь методами, эффективность оказывается намного выше, чем циклоны или циклофены.

Среди всех зерносушилок, действующих по принципу герметизации шахты, самыми эффективными являются двузонные зерносушилки (Scolari, Satig, Bonfanti (только модель CE), и Stela (только модель Bi-Turbo).

Связано это с тем, что воздух, который выходит из нижней зоны сушки, где зерно уже сухое и выделяет наибольшее количество пыли, на самом деле не попадает в атмосферу, а подаётся обратно в зерно. 

Таким образом, в атмосферу отводится только влажный насыщенный водой воздух, который прошел только через верхнюю зону сушки, где зерно еще влажное и не выделяет много пыли.

В современных зерносушилках шахтного типа, производители организовывают специальные карманы для сбора пыли в тех местах, где снижается скорость потока отработанного воздуха. Их еще называют осадочными камерами.

Частицы пыли и зерновой мусор имеют свойство оседать, если скорость воздуха снижается. Чем меньше скорость воздуха, тем меньше вылетает пыли. По нашим наблюдениям, минимум пыли выбрасывают зерносушилки, в которых скорость воздуха в коробах составляет до 1-2 м/с.

Для того, чтобы скорость отработанного воздуха снизилась, воздушные короба отработанного воздуха зерносушилки должны быть достаточно большого объёма. При поступлении в большой короб, воздух сильно замедляет скорость, что позволяет частицам пыли осесть на дно кармана.

Чем больше объём короба, тем будет ниже скорость воздуха и тем больше пыли будет аккумулироваться в карманах, а не выходить наружу.

На изображении: часть тепловой схемы итальянской зерносушилки Ravaro.

Некоторые зерносушилки оснащены решётными фильтрами. Нужно понимать, что любой фильтр имеет свойство забиваться и его необходимо чистить. А остановки поточной зерносушилки всегда нежелательны. 

Поэтому, обычно, такие фильтры предназначены для удаления только крупных частиц пыли и обязательно должны быть оснащены системами самоочистки (подвижные аспирационные сопла). 

Эти системы несколько продлевают периоды между чистками зерносушилки.

Следующее видео: работа французской зерносушилки Satig с опциональными решетными фильтрами.

Американские зерносушилки (модульные и башенные) заведомо будут выделять много пыли.

Система циклонов эффективна, однако она, с нашей точки зрения, громоздка, неуклюжа, требует больше электроэнергии и не обладает всеми прелестями современных систем пылеподавления.

Поэтому, если у вас не фермерское хозяйство, а серьезный элеватор, нужно позаботиться о комплексе мер: - правильная настройка комбайнов, - зерносушилка шахтного типа (зерносушилка смешанного потока) с системой пневматической герметизации шахты на период продвижения зерна, а лучше двузонная сушилка,- качественный сепаратор с эффективной системой аспирации, - аспирация пыли из норий и т.д. 

Сама зерносушилка или зерносепаратор не решают проблемы. Проблем можно избежать лишь осуществив комплекс мероприятий.