СКОЛЬКО СТОИТ МЕШОК ДЫМА?
И все же специалистам по пылеулавливанию пока приходится иметь дело с уже созданными технологическими процессами. Нет ни свободного места, ни резервов мощности, ни возможности исправить что-либо в оборудовании. Такой подход к делу в корне неправилен. Сначала необходимо решить вопрос экологии. Ведь зачастую можно с самого начала создать процесс, при котором будет вдвое меньше выделяться дыма и пыли, меньше расходоваться топлива.
Уж так сложилось, что упоминание о городе Тольятти ассоциируется со знаменитым Волжским автомобильным заводом. Но Тольятти славен не только этим.. В городе находится крупнейший в стране завод цементного машиностроения "Волгоцеммаш", где на уникальных станках изготовляются огромные валы, автоматы сваривают толстые листы стали, в цехах сборки мощные мостовые краны манипулируют деталями в десятки тонн весом. Там же, в Тольятти, расположен и Всесоюзный научно-исследовательский институт цементного машиностроения.
...Цементное производство -- одно из старейших, но технология получения цемента за последние 100 лет мало в чем изменилась, если не считать процессов управления. На заводах мы увидим все ту же вращающуюся печь. Тонким ручейком ползет по ее дну шлам, состоящий из смешанной с водой цементной сырьевой муки, остальное пространство печи пустует. Казалось бы, единственный резерв для повышения производительности --дальнейшее удлинение вращающейся печи. Так вот и появились печи гигантских размеров -- 200 м в длину и 7 м в диаметре! Чрезвычайно усложнился привод печей. Малейшая неточность при изготовлении -- и махина может сорваться с катков, круша опоры и постройки.
И еще одна проблема: чем выше производительность цементной печи, тем больше топлива она пожирает. В среднем на каждый килограмм клинкера затрачивается 2,5 тыс. ккал. Огромные трубы цементных заводов изрыгают в небо сотни тысяч кубометров газа в час. Летит в атмосферу и тончайшая пыль, которая губит растительность, загрязняет окрестности.
Институт поставил перед собой цель: создать компактные, но более производительные и экономичные печи, которые резко снизили бы количество потребляемого топлива, а следовательно, и количество выбрасываемых в атмосферу газов.
Вопросом обеспыливания в цементной промышленности давно уже озабочен не один институт. Но в большинстве случаев это были изыскания эффективного фильтра для очистки газов, уходящих из вращающихся печей. Разрабатывались мощные электрофильтры, пылеуловители с множеством рукавов из различных тканей, остроумнейшие ловушки. Однако кардинального решения не находили.
Институт цементного машиностроения взялся за такую задачу почти со дня своего основания, т.е. с 1959 г. Была организована патентная группа для тщательного изучения мирового опыта. Систематизировались микропленки, патентные описания, авторские свидетельства. Параллельно отдел печей и теплообменных устройств вел эксперименты.
Одна за другой отпали схемы, уже разработанные иностранными фирмами. Все более становилось очевидным, что проторенного пути нет. Поиск возглавил заведующий лабораторией кандидат технических наук Н. Н. Шепелев, вскоре подключился инженер А. П. Волов.
Рассматриваются сотни всевозможных вариантов, составляются программы для счетно-решающей машины, ведется моделирование. Наконец, готова и просчитана схема: сырьевая мука уже не смешивается с водой, а в сухом виде поступает сверху в несколько установленных ярусом циклонов-теплообменников. Горячие дымовые газы, выходящие из печи, поднимаются навстречу ссыпающейся вниз муке, прогревают ее и подготавливают к спеканию. Здесь, в циклонном теплообменнике, форма которого чем-то напоминает межзвездный корабль, происходит значительная часть того, что раньше совершалось в 130-метровой вращающейся печи. В самой же печи, длина которой уменьшена до 60 м, происходит спекание сырьевой муки в клинкер.
И вот схема принята техническим советом института, ее работоспособность подтверждена на действующих моделях.
Я побывал в г. Катав-Ивановске, где на цементном заводе была испытана печь конструкции ВНИИцеммаша.
Этажерка с циклонами взметнулась высоко в небо. В топке бушует нестерпимой яркости пламя. Белые от жара орешки клинкера рекой текут навстречу обжигающему факелу.
У каждой технической новинки свои "детские болезни". Были они и у вращающейся печи оригинальной конструкции. Но главный результат налицо: еще не кончился пусковой период, а наши стройки уже получили от щедрой печи сотни тонн высококачественного цемента. "Изюминка" печи -- циклон-теплообменник. Эффект, от его применения превзошел ожидания: 50 т сырья в час, превращенного мельницами в тончайшую пудру, он улавливает и нагревает до 300 с лишним градусов. Клинкер получен, что называется, с первого предъявления.
Тогда же в Тольятти я видел действующую модель новой установки. В отличие от той, что работала в Катав-Ивановске, высота ее ступеней ниже, а степень очистки газов и производительность по обжигу клинкера значительно выше. Научно-технические изыскания помогли попутно создать самые различные новинки: оригинальные пневмонасосы, пробоотборники, устройства для ввода цементной сырьевой муки в циклонные теплообменники, охладители для клинкера. В других отделах института изобретены и уже работают эффективные электрические и центробежные сепараторы, мельницы, элементы вращающихся печей.
За всем этим -- новые веяния в развитии цементного машиностроения.
Иногда руководители предприятий жалуются на то, что они не располагают средствами для строительства газоочистных сооружений. А ведь средства эти можно легко почерпнуть все из тех же дымовых труб, которые отравляют окрестность. Недавно я увидел, как буквально из ничего, а точнее говоря из воздуха, делаются... деньги. И довольно крупные,
Это грандиозное чудо осуществляется ежедневно в масштабах города Рустави. Он известен в первую очередь своим металлургическим заводом. На 25 км вокруг расползался удушливый дым из многочисленных труб аглофабрики Руставского завода. И, сами понимаете, под дымовой завесой не бушевали цветением фруктовые сады, не так уж вольготно чувствовал себя виноград. Да и самим людям дышалось нелегко. Что же касается заводской территории, то разгуливать там в чем-либо, кроме спецовки, никому и в голову не приходило.
А недавно тут воздвигли вторую аглофабрику. Казалось бы, они задымят с удвоенной силой. Но...
Инверсионный слой над городом постепенно стал просветляться. Отряхнули с себя пыль окрестные сады и виноградники. Руставцы вдохнули полной грудью. На заводской территории поднялся чудесный парк, по которому без опаски можно разгуливать в белой рубашке.
Но при чем тут деньги, которые делаются из воздуха? А вот при чем. Старая аглофабрика, нынче уже вышедшая в тираж, вместе с дымом выбрасывала в воздух десятки тонн шихты. А новая не делает этого. Очистные устройства ловят мельчайшую пыль и вновь возвращают, ее в производство. И немалое количество -около 172 тыс. т в год. А это, образно говоря, пойманные в воздухе 1 млн. 670 тыс. руб.!
Много сил вложили в это и главный инженер проекта Т. А. Гачечиладзе, и бригадир монтажников депутат Верховного Совета СССР 3. Капонадзе, и министр строительства Грузии В. Т. Гоголадзе, и многие другие.
К счастью, не только дурные, но и хорошие примеры заразительны. Возможно, на ферросплавном заводе в Зестафони, поглядев на пример руставцев, решили больше не мириться с тем, что дым из здешних 56 труб на 30% состоял из бесполезно улетающего в воздух марганца.
Не так-то просто было директору завода Г. Кашакашвили в союзе с чиатурскими строителями возвести очистные сооружения высотой 35 м. Но зато и тут на территории расцвели цветы, заплескались бирюзовые воды плавательного бассейна. И тут в сутки отлавливают и вновь направляют в производство около 33 т марганца. А это ежегодно пойманные в воздухе 800 тыс. руб.!
Товарищи, работающие на небольших предприятиях, могут возразить: "Где уж сотни тысяч экономить, когда весь годовой доход у нас меньше этой суммы!" Но на маленьких предприятиях есть и свои удобства. Внедрить изобретение там легче, так как это не связано с нарушением технологического цикла. А в охране атмосферного воздуха маловажных дел нет. Все пойдет в народную копилку.
ОГОНЬ БЕЗ ДЫМА
Вроде бы баня -- чистое учреждение, а попробуйте постоять неподалеку от нее с подветренной стороны! Что мылся, что не мылся -- весь в саже будешь.
Однажды житель Омска отставной паровозный машинист Борис Прохорович Бреусов пошел в баню, посмотрел на трубу над ней и ахнул. Черный дым валил клубами. Снег почернел на крышах соседних домов. Аж сердце сжалось у старого рабочего. "Руки-ноги поотрывать такому кочегару!"
Вместо мыльного отделения направился Борис Прохорович прямо в котельную. А там! Во все щели в топку воздух тянет, а настоящего горения нет. Сколько мазута дымосос в трубу выбрасывает! Котлы совсем сажей заросли.
Видит Бреусов: нет вины кочегара -- топка не годится. "А что, думает,-если реконструировать ее по типу той, что я сделал во время войны на паровозе?"
Тогда транспортники получали отвратительный мазут, который сжигать без дыма было просто невозможно. А дым демаскировал эшелон. Того гляди "юнкере" из облаков выскочит. Вот и переложил он топку по-своему. Прямо на пути факела поставил огнеупорную стенку. Она и помогла. Черный шлейф за трубой локомотива исчез.
Как был с веником и свертком, Борис Прохорович отправился к директору банно-прачечного комбината. Так, мол, и так: "Непорядок во вверенном вам хозяйстве. Летят в небо денежки да еще засоряют все вокруг!"
-- Знаю,-- отвечает директор,-- да что попишешь? Сделано все по проекту.
Рассказал ему Борис Прохорович про то, как на паровозе топку перекладывал. Заинтересовался директор: "Эх, была не была, поверю старому изобретателю".
Наутро работа закипела, а через неделю реконструкцию топки закончили. Подивиться приходили даже с соседних предприятий. Зауженной горловиной она напоминала грузинскую печь для выпечки лаваша. Форсунка с паровым распылом поставлена с наклоном. Основной, первичный, поток воздуха введен через днище, а небольшая его часть -- "вторичное дутье" -- подана под факел, образуемый форсункой.
С замиранием сердца Борис Прохорович зажег топку. Пламя ударило в заднюю,стенку и быстро накалило ее. Частицы сажи, вылетавшие в трубу, по инерции устремлялись на раскаленную стенку и на ней догорали.
Выбежали на улицу: дымок из трубы светлый. Будто и не та котельная. Выключили дымосос -- и так хорошо.
Обратились к умельцу руководители Омского пассажирского автотранспортного предприятия. Там Борис Прохорович переложил топки котлов паровозного типа в гаражах и конторах. И реконструкция удалась. Провели сравнительные испытания: экономический эффект--13374 руб. Пришлось оформлять заявку на предполагаемое изобретение. Без возражений с первого предъявления Б. П. Бреусову выдали авторское свидетельство No 343114. Советую конструкторам, проектирующим "малую энергетику", ознакомиться с разработкой Б. П. Бреусова и внедрить ее в небольших котельных.
ДЫМ МОЖНО СДЕЛАТЬ ВКУСНЫМ
Я уже говорил о гидродинамическом пылеуловителе. После его внедрения и публикации сообщения об этом в экспресс-информации на мое имя пришло много писем. Писали инженеры-эксплуатационники с химических и металлургических предприятий, активисты НТО и ВОИР, ответственные за чистоту воздушного бассейна над заводами стройиндустрии. Но одно из них -- от жителя Севастополя инженера-конструктора ЦПКТБ Азчеррыба Б. Гергеля показалось мне особенно интересным: "Уважаемый товарищ, я разработчик коптильных печей и дымогенераторов. Дымовоздушная смесь, применяемая для копчения рыбы, образуется в дымогенераторах в результате возгонки древесных опилок и несет в себе большое количество зольных и смолистых веществ. Последние загрязняют рыбу и оборудование. Известные методы очистки дыма малоэффективны. Что можно придумать для осушки и очистки дыма перед его поступлением в коптильную камеру?"
Обычно в таких случаях применялись электростатические тканевые фильтры, но от них пришлось отказаться. Дело в том, что в дымогенераторах опилки иногда вспыхивают и факел со снопом искр выбрасывается в коптильную камеру. В этом случае электростатическая ткань, конечно, моментально сгорит. Известный ранее акустический метод, возможно, и подошел бы, но ведь эксплуатация ультразвуковой сирены дело не простое. Для рыбозаводов требовалось что-нибудь попроще. Кроме того, ведь нужно решить вопрос предохранения коптильной камеры от выброса огня.
Рис. 3. Дымогенератор:
1 -- корпус дымогенератора; 2 -- бункер для опилок; 3 -- колосниковая решетка; 4 -- дымоотводящая труба; 5 -- барботажное кольцо; 6 -- патрубок брызгоуловителя; 7 -- газоход
Я ответил Б. Гергелю и вскоре по приглашению руководства ЦПКТБ Азчеррыба выехал туда для проведения опытов. Ведь, что ни говори, а лучше один раз увидеть процесс, чем сто раз о нем услышать. Картина, которую я увидел на рыбозаводе, была не из лучших. Смола, образующаяся при неполном сжигании опилок, текла через фланцы газоходов, загрязняла лопасти вентилятора, капала на оборудование цехов, которое по условиям пищевых производств нужно держать в идеальной чистоте и порядке.
В ту пору многим казалось абсурдным осушение коптильного газа водой. А ведь известны системы кондиционирования, где снижение влажности воздуха достигается путем его орошения холодной водой. Возьмите стакан и подышите в него. Тут же стенки запотеют. Это выпала вода из нагретого в легких воздуха. Из дыма при охлаждении тоже выпадает влага.
И все же решиться на то, чтобы на этом явлении строить дымогенератор, было трудно. Одно дело знать назубок "I -- d диаграмму", где каждому физическому состоянию газа соответствует своя точка выпадения росы, другое -- уверовать в нее настолько, чтобы осушить воздух в камере орошения. И тем не менее главный конструктор ЦПКТБ Азчеррыба заслуженный изобретатель УССР А. Баяндин и лауреат Государственной премии УССР Б. Гергель совместно с автором этих строк решили сделать мокрую дымоочистку. Результат не замедлили сказаться. Партии морской рыбы, прошедшие через коптильную камеру, были безукоризненны.
Специалисты подсчитали, что кубометр дыма из нового генератора значительно дешевле, чем из старого.
Рыба получается нежно-золотистой, без малейшего привкуса горечи, которую дают частицы смолы, и никакие выбросы искр теперь ей не страшны. На этот водно-инерционный (ВИ) способ было получено авторское свидетельство No 749374 (рис. 3).
ОТХОДЫ В ДОХОДЫ!