1. Введення
Для додання металевим виробам захисних, захисно-декоративних функціональних властивостей, що забезпечують надійну довговічну роботу їх в різних експлуатаційних умовах, а також для відновлення деталей, обраних при порівняно малих износах, велику роль відіграють хімічні та електрохімічні процеси нанесення покриттів.
Електрохімічні (гальванічні) покриття широко застосовуються при відновленні деталей, обраних при порівняно малих износах.
Електрохімічним способом одержують покриття цинком, кадмієм, міддю, хромом, нікелем. У машино-та приладобудуванні використовують електролітичне осадження міді, цинку, кадмію, срібла і золота в ваннах.
Різноманітність гальванічних і хімічних процесів, застосування при цьому хімічних речовин, температурних режимів обумовлює різноманітність якісного та кількісного складу виділяються забруднюючих речовин, їх агрегатних станів.
Технологічні процеси нанесення електрохімічним способом включають в себе ряд послідовних операцій: травлення, шліфування, хімічне знежирення, нанесення покриттів.
Всі ці операції у виробництві металопокриттів супроводжуються виділенням в повітря приміщень, в атмосферу різних забруднюючих речовин. Особливою токсичністю відрізняються розчини ціаністих солей, сірчаної, хромової та азотної кислот і ін
Мета: за заданими умовами виконати проект загальнообмінної вентиляції захисту атмосфери від викидів забруднюючих речовин при нанесення металопокриттів гальванічним способом.
Вихідні дані:
1.Процесс - нанесення металопокриттів гальванічним способом (електрохімічний спосіб)
2.Прімененіе в проекті бортового відсмоктування (односторонній) з піддувом
3.Шіріна стаціонарної ванни 1000 мм . Довжина стаціонарної ванни 1500 мм
4.Температура кислоти в стаціонарній ванні 18 С °.
2.Вліяніе гальванічних виробництв на навколишнє середовище
З великого обсягу промислових викидів, що потрапляють у навколишнє середовище, на машинобудування припадає лише незначна його частина - 1-2%. У цей обсяг входять і викиди підприємств військово-орієнтованих галузей, окремих підприємств, що є значною складовою частиною машинобудівного комплексу. Однак на машинобудівних підприємствах є основні забезпечують технологічні процеси виробництва з дуже високим рівнем забруднення навколишнього середовища. До них відносяться: внутрішньозаводське енергетичне виробництво та інші процеси, пов'язані у спалюванням палива; ливарне виробництво; металообробка конструкцій і окремих деталей; зварювальне виробництво; гальванічне виробництво; лакофарбове виробництво. [1]
За рівнем забруднення навколишнього середовища райони гальванічних і фарбувальних цехів як машинобудівних в цілому, так і оборонних підприємств порівняти з такими найбільшими джерелами екологічної небезпеки, як хімічна промисловість; ливарне виробництво порівнянно з металургією; території заводських котелень - з районами ТЕС, які належать до числа основних забруднювачів.
Таким чином, машинобудівний комплекс в цілому і виробництва оборонних галузей промисловості, як його невід'ємна частина, є потенційними забруднювачами навколишнього середовища: повітряного простору; поверхневих вододжерел; грунту. [2]
При всьому різноманітті підгалузей машинобудування і в тому числі військово-орієнтованих, оборонних підприємств за специфікою забруднення навколишнього середовища їх можна розділити на дві групи: ресурсо-та наукоємні. Особливості наукомістких підгалузей машинобудування: їх невелика матеріало-і енергоємність, мале водоспоживання і значно менший викид забруднюючих речовин в навколишнє середовище в порівнянні з ресурсоємними. Ці підгалузі і виробництва характеризуються невеликим викидом в атмосферу таких традиційних масових забруднюючих речовин, як діоксиди сірки, азоту та ін, але в той же час викидаються інші забруднюючі речовини, не настільки властиві для ресурсномістких галузей машинобудування. Останнім часом ресурсомісткі підгалузі переважають над наукомісткими. На частку підприємств, що мають гальванічне виробництво припадає 15-20% загальних забруднень атмосфери промисловістю, що складає понад 10,3 млн. т шкідливих речовин на рік,
Екологічна безпека атмосфери, мінімізація викидів забруднюючих речовин може бути забезпечена застосуванням методів знешкодження забруднювачів або використанням безвідходних технологій, а також розробка очисних споруд. [3]
4. Опис загальнообмінної вентиляційної схеми
Найбільш ефективний засіб боротьби з шкідливими речовинами у вентильованих приміщеннях - це видалення їх в місцях виділення за допомогою витяжних систем. Однак це не завжди можливо, наприклад, коли у місця перебування людей або джерела шкідливих виділень розташовані по всій площі приміщень. У таких випадках влаштовують загальнообмінну вентиляцію, коли розбавлення шкідливих речовин до ГДК здійснюється за рахунок припливу свіжого повітря. Відповідно до цього системи загальнообмінної вентиляції повинні включати в себе пристрій для забору повітря, його обробки, транспортування, а також для видалення відпрацьованого повітря. Для підготовки виробів до покриття застосовують в основному стаціонарні ванни. [1]
Виробничі ванни представляють собою відкриті резервуари, найчастіше чотирикутної форми, наповнені рідиною з різними розчинами, нерідко дуже отруйними.
Ванни для нанесення гальванічних покриттів роблять в основному з нержавіючої сталі і в разі необхідності викладають всередині різними ізоляційними матеріалами.
Вміщені у ваннах розчини, випаровуючись, розносяться по приміщенню і тим самим забруднюють у ньому повітря. Шкідливості з виробничих ванн можуть виділятися у вигляді пари, газів і «порожніх капель», що представляють собою частки газу, укладені в рідку оболонку. Ці краплі, піднімаючись вгору, виносяться з ванни і, лопаючись, змішуються з повітрям приміщення. У вентиляційній практиці набуло великого поширення пристрій відсмоктування по бортах ванни у вигляді суцільної щілини, званої бортовим відсмоктувачем. Для енергійного всмоктування в щілину бортового відсмоктування шкідливих парів застосовують піддув від мережі стисненого повітря. Застосування піддування дає можливість знизити вплив сторонніх струмів повітря в приміщенні на стійкість перетікання газоподібної шкідливості до приймача і знизити витрату повітря. Далі забруднене повітря потрапляє у фільтр. Фільтр очищає повітря від аерозольних часток кислот. Фільтр обладнується піддоном для збору конденсату, де скупчується конденсат після очищення повітря. По трубопроводу він переходить в ємність для збору конденсату. Від фільтра очищений від парів сірчаної кислоти повітря за допомогою вентилятора потрапляє у воздуховод (коррозионностойкий з нержавіючої сталі). Через отвір в перекритті в системі загальнообмінної вентиляції повітря викидається в атмосферу. Для запобігання попадання атмосферних опадів у вентиляцію на даху влаштовується вентиляційний зонт.
5.Оборудованіе для нанесення гальванічних покриттів
5.1Стаціонарная ванна
Для підготовки виробів до покриття застосовують в основному стаціонарні ванни.
Всі деталі, що піддаються хімічній або електролітичної обробці, поділяються на три групи складності:
1.Пластіни і циліндричні деталі (без різьби)
2.крепежние деталі, рельєфні, штамповані деталі безполостей, в яких може затримуватися розчин (електроліт)
3.деталі з глухими отворами, в яких затримується розчин (електроліт), наприклад, склянку з внутрішнім різьбленням, а також детелі, що мають важко промиваються ділянки
Знежирюють вироби у зварних прямокутних ваннах, виготовлених з листової сталі. Ванни для знежирення в більшості випадків забезпечені підігрівом і мають спеціальні вентиляційні пристрої. У ваннах передбачені спеціальні пристрої «кишені» для видалення з поверхні розчину піни і масла.
Для травлення міді і її сплавів застосовують кераміковие ванни, обладнані вентиляційними пристроями.
Ванни для нанесення гальванічних покриттів роблять в основному із сталі і в разі необхідності викладають всередині різними ізоляційними матеріалами. Для кислих електролітів для внутрішньої обкладки застосовується вініпласт. Їх використовують для кислого цинкування, лудіння,
5.2 Бортові відсмоктувачі
Бортові відсмоктувачі застосовуються в тих випадках, коли великі габарити обладнання або технологія обробки громіздких деталей не дозволяють ставити витяжні шафи або інші повні укриття. Бортові відсмоктувачі отримали широке поширення в гальванічних цехах, при знежирюванні і травленні металу, при антикорозійних і декоративних покриттях, до яких відносяться процеси цинкування, хромування, нікелювання і ін
Бортові відсмоктувачі влаштовуються у виробничих ванн. Виробничі ванни представляють собою відкриті резервуари, найчастіше чотирикутної форми, наповнені рідиною з різними розчинами, нерідко дуже отруйними.
Найбільш доцільним рішенням питання з вентиляційної точки зору слід вважати повне укриття ванни або укладання її в кожух у вигляді витяжної шафи з відсмоктуванням від негo такої кількості повітря, яке перешкодило б проникненню шкідливостей в приміщення. Однак з технологічних міркувань це можливо вкрай рідко, тому у вентиляційній практиці набуло великого поширення пристрій відсмоктування по бортах ванни у вигляді суцільної щілини, званої бортовим відсмоктувачем. [7]
Види відсмоктувачів від ванн. При ширині ванни до 0,7 м застосовують однобортової відсмоктувачі, що влаштовуються з однією з поздовжніх її сторін. При ширині ванни більше 0,7 м (До 1 м ) Застосовують двухбортовие відсмоктувачі. Крім ширини в даному випадку важливі розмір і конфігурація виробу: якщо виріб виступає над поверхнею рідини у ванні, то в цьому випадку незалежно від ширини ванни влаштовується двухбортовой відсмоктування. Бортові відсмоктувачі називаються простими, якщо площина щілини вертикальна, або перекинутими, коли площина щілини горизонтальна, тобто звернена в бік дзеркала ванни. Щоб уникнути зменшення ширини ванни при застосуванні перекинутих відсмоктувачів можна надати їй форму. Щоб забезпечити рівномірність всмоктування повітря через щілину, суцільним бортовими відсмоктувачами надають клиноподібну форму. Довжина секцій стандартна від 500 до 1000 мм . Ширина щілини приймається в межах 40 - 100 мм . Так як кислоти і луги надають коррозірующего дії на метал, то бортові відсмоктувачі слід виготовляти з матеріалів, стійких проти корозії, наприклад з вініпласту. Якщо ж для виготовлення відсмоктувачів використовується сталь, то її слід брати товщиною не менше 3 мм і з обох сторін покривати антикорозійним лаком. Такі ж вимоги необхідно пред'являти і до матеріалів повітроводів, відсмоктуючих повітря від ванн.
Прості відсмоктувачі слід застосовувати при високому рівні розчину у ванні, коли відстань від щілини відсмоктування становить не більше 80 - 150 мм . Чим токсичнее шкідливі виділення з ванни, тим нижче до поверхні розчину потрібно притиснути їх, щоб не допустити потрапляння їх у зону дихання робітника біля ванн. Перекинуті бортові відсмоктувачі вимагають значно меншої витрати повітря, особливо при більш низькому стоянні рівня рідини (150 - 300 мм і більше).
Конструктивні розміри відсмоктування вибираються за довідником майстра - вентиляційник автор Б. А. Журавльова в залежності від заданих розмірів ванни і витраті повітря.
5.3 Вентилятор
Вентиляторами називаються машини, що служать для переміщення повітря. У цих машинах збудником руху повітря є обертове робоче колесо, що укладена в кожух, що визначає напрямок руху повітря. Обертання колеса виробляється від електричного двигуна. За принципом дії вентилятори поділяються на осьові і відцентрові.
У залежності від развиваемого тиску вентилятори можуть бути низького, середнього та високого тиску. Вентилятори низького тиску створюють тиск до 100 кг / м "2, середнього від 100 до 300 кг/м2, високого від 300 до 1200 кГ/л2. Вентилятори низького і середнього тиску застосовуються в системах загальнообмінної вентиляції, кондиціювання повітря, в мережах пневматичного транспорту матеріалів і відходів виробництва і в інших вентиляційних установках. Що стосується вентиляторів високого тиску, то вони мають головним чином технологічне призначення, наприклад ставляться для дуття в вагранках. [7]
Переміщуваний повітря може містити найрізноманітніші домішки (пил, гази, пари кислот, лугів) і вибухонебезпечні суміші. Тому залежно від умов експлуатації до вентиляторів пред'являються різні вимоги як щодо застосовуваних для їх виготовлення матеріалів, так і в частині конструктивного виконання.
У відповідності зі СНиП 2.04.05 - 91 вентилятори виготовляються:
а) звичайного виконання - для переміщення чистого або малозапиленного повітря з температурою до 150 ° С; всі частини таких вентиляторів виготовляються із звичайних сортів сталі;
б) антикорозійного виконання - для переміщення повітря, що містить домішки речовин, які руйнівно діють на звичайний метал; в цьому випадку для виготовлення вентиляторів повинні застосовуватися стійкі проти дії агресивних домішок матеріали - железохромістая і хромонікелева сталь, вініпласт і т. д.;
в) вибухобезпечного виконання - для переміщення горючих і вибухонебезпечних сумішей; основна вимога до таких вентиляторів, полягає в тому, щоб під час їх роботи була повністю виключена небезпека іскріння при випадковому ударі або терті рухомих частин про нерухомі частини, наприклад робочого колеса об кожух ; тому колеса, кожухи і вхідні патрубки таких вентиляторів виготовляються з більш м'якого, ніж сталь, металу - алюмінію або дюралюмінію; частину валу, омивана рухомим потоком вибухонебезпечної суміші, повинна прикриватися алюмінієвими ковпаками і втулкою, а в місці проходу вала через кожух ставиться сальникове ущільнення ;
г) пилові вентилятори - для переміщення повітря з вмістом пилу понад 150 мг/м3; до цих вентиляторів пред'являється вимога зносостійкості, що досягається застосуванням матеріалів підвищеної міцності, потовщенням частин, що піддаються стирання механічними домішками, наварки на них твердих сплавів і т. д.
У залежності від розрахованого витрати повітря підібраний антикорозійний вентилятор марки ПЦ 14-46-6,3 D = 400 мм, n = 600 об / хв.
Зарядка зважених часток. В електричному полі корони зарядка зважених часток відбувається внаслідок адсорбції іонів поверхнею частинок у зовнішній зоні коронного розряду. Величина потоку іонів до поверхні частки визначає процес зарядки.
Рухливість, або швидкість, іона пропорційна напруженості електричного поля (В / м) і абсолютній температурі газу. У звичайних умовах негативні іони більш рухливі, ніж позитивні. У процесі іонізації газових молекул електричним розрядом відбувається зарядка частинок. Електричний заряд утворює навколо себе електричне поле. Існування поля визначають, вносячи в нього інший електричний заряд, який притягується до першого (якщо заряди різнойменними) або відштовхується (якщо вони однойменний). [11]
Рух зважених часток у електрофільтрі. Зважена в газах частка при вступі до електрофільтр набуває електричний заряд, який за частку секунди досягає значення, близького до максимального.
На зважену заряджену частинку в електрофільтрі діють сили: а) захоплення рухомим газовим потоком, б) тяжкості; в) механічного впливу потоку іонів на молекули газу в електричному полі, що викликає рух газу в напрямку до осадительному електроду, - електричний вітер; г) взаємодії поля і заряду частинки - кулонівська сила
Для підбору електрофільтрів необхідно знати місце роботи фільтру, витрата газу, температуру, розрідження, ступінь очищення.
За цільовим призначенням фільтра обраний фільтр марки ДП 75 - 3 для гальванічних виробництв.
Фільтр для гальванічних виробництв
Призначені для санітарної очистки аспіраційного повітря від рідких і розчинних у воді твердих аерозольних часток в гальванічних і травильних виробництвах при таких операціях, як хромування, Сірчанокислотне нікелювання, електрохімічне обезжирення і другіх.Аерозольние частки уловлюються волокнистим фільтруючим елементом, який промивається 1 раз на 15 діб у корпусі фільтра або в промивної ванні.
Ступінь очищення повітря 90 - 95%
Аеродинамічний опір 500 - 700 Па
Основні переваги: простота обслуговування (легкість заміни фільтруючого елементу), невеликі габарити, можливість очищати повітря від аерозольних часток кислот або лугів. [12]
G0 ЗВ = 10-3 · YЗВ · Fв · k1 · k2 · k3 · k4 · k5 · k6 · k7, м / с (6.3)
k6 - коефіцієнт, що залежить від площі випаровування, дорівнює 1
k7 - коефіцієнт, що залежить від швидкості і температури повітряного по-струму над поверхнею випаровування, дорівнює 4,3.
G 0ЗВ = 10-3 · YЗВ · Fв · k1 · k2 · k3 · k4 · k5 · k6 · k7 = 0,001 · 6,5 · 1,5 · 1.0, 8.1, 176.1, 5.0, 75 · 1 ·
· 4,3 = 0,048 г / с
М0ЗВ = 3,6 · 0,001 · YЗВ · Fв · k1 · k2 · k3 · k4 · k5 · k6 · k7 · τ · D (6.4)
τ - тривалість роботи ванни в годинах
D - число змін роботи ванни на рік
Масове кількість кожного ЗВ (у тоннах), що відходить від ванни за рік:
М0ЗВ = 3,6 · 10-6 · YЗВ · Fв · k1 · k2 · k3 · k4 · k5 · k6 · k7 · τ · D = 3,6 · 10-6 · 6,5 · 1,5 · 1 · 0,8 · 1,176 · · 1,5 · 0,75 · 1.4, 3.8.12.22 = 0,113 т / г
Розрахунок кількості ЗВ (г / с або т / г), що викидається в атмосферне повітря від гальванічного виробництва з урахуванням газоочистки та гравітаційного осідання аерозолю в повітроводі, здійснюється за формулами:
G ВЗВ max = (1 - η/100) · GЗВmax · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ), м / с (6.5)
G ВЗВ0 = (1 - η/100) · GЗВ0 · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ), м / с (6.6)
МВЗВ = (1 - η/100) · МЗВ0 · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ), т / г (6.7)
η ступінь очищення газу пилогазоочисного установки,%
η = 98%, тоді
G ВЗВ max = (1 - η/100) · GЗВmax · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ) = (1 - 98/100) · 0,0105 ·
· (1,2 · 6,5 / 6,5) = 0,02 · 0,0105 · 1,2 = 0,00025 г / с
G ВЗВ0 = (1 - η/100) · GЗВ0 · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ) = (1 - 98/100) · 0,048 ·
· (1,2 · 6,5 / 6,5) = 0,02 · 0,048 · 1,2 = 0,0012 г / с
МВЗВ = (1 - η/100) · МЗВ0 · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ) = (1 - 98/100) · 0,113 ·
· (1,2 · 6,5 / 6,5) = 0,02 · 0,113 · 1,2 = 0,0027 т / г
Розрахунок витрати повітря, що видаляється однобортової відсмоктувачами з піддувом:
Для додання металевим виробам захисних, захисно-декоративних функціональних властивостей, що забезпечують надійну довговічну роботу їх в різних експлуатаційних умовах, а також для відновлення деталей, обраних при порівняно малих износах, велику роль відіграють хімічні та електрохімічні процеси нанесення покриттів.
Електрохімічні (гальванічні) покриття широко застосовуються при відновленні деталей, обраних при порівняно малих износах.
Електрохімічним способом одержують покриття цинком, кадмієм, міддю, хромом, нікелем. У машино-та приладобудуванні використовують електролітичне осадження міді, цинку, кадмію, срібла і золота в ваннах.
Різноманітність гальванічних і хімічних процесів, застосування при цьому хімічних речовин, температурних режимів обумовлює різноманітність якісного та кількісного складу виділяються забруднюючих речовин, їх агрегатних станів.
Технологічні процеси нанесення електрохімічним способом включають в себе ряд послідовних операцій: травлення, шліфування, хімічне знежирення, нанесення покриттів.
Всі ці операції у виробництві металопокриттів супроводжуються виділенням в повітря приміщень, в атмосферу різних забруднюючих речовин. Особливою токсичністю відрізняються розчини ціаністих солей, сірчаної, хромової та азотної кислот і ін
Мета: за заданими умовами виконати проект загальнообмінної вентиляції захисту атмосфери від викидів забруднюючих речовин при нанесення металопокриттів гальванічним способом.
Вихідні дані:
1.Процесс - нанесення металопокриттів гальванічним способом (електрохімічний спосіб)
2.Прімененіе в проекті бортового відсмоктування (односторонній) з піддувом
3.Шіріна стаціонарної ванни
4.Температура кислоти в стаціонарній ванні 18 С °.
2.Вліяніе гальванічних виробництв на навколишнє середовище
З великого обсягу промислових викидів, що потрапляють у навколишнє середовище, на машинобудування припадає лише незначна його частина - 1-2%. У цей обсяг входять і викиди підприємств військово-орієнтованих галузей, окремих підприємств, що є значною складовою частиною машинобудівного комплексу. Однак на машинобудівних підприємствах є основні забезпечують технологічні процеси виробництва з дуже високим рівнем забруднення навколишнього середовища. До них відносяться: внутрішньозаводське енергетичне виробництво та інші процеси, пов'язані у спалюванням палива; ливарне виробництво; металообробка конструкцій і окремих деталей; зварювальне виробництво; гальванічне виробництво; лакофарбове виробництво. [1]
За рівнем забруднення навколишнього середовища райони гальванічних і фарбувальних цехів як машинобудівних в цілому, так і оборонних підприємств порівняти з такими найбільшими джерелами екологічної небезпеки, як хімічна промисловість; ливарне виробництво порівнянно з металургією; території заводських котелень - з районами ТЕС, які належать до числа основних забруднювачів.
Таким чином, машинобудівний комплекс в цілому і виробництва оборонних галузей промисловості, як його невід'ємна частина, є потенційними забруднювачами навколишнього середовища: повітряного простору; поверхневих вододжерел; грунту. [2]
При всьому різноманітті підгалузей машинобудування і в тому числі військово-орієнтованих, оборонних підприємств за специфікою забруднення навколишнього середовища їх можна розділити на дві групи: ресурсо-та наукоємні. Особливості наукомістких підгалузей машинобудування: їх невелика матеріало-і енергоємність, мале водоспоживання і значно менший викид забруднюючих речовин в навколишнє середовище в порівнянні з ресурсоємними. Ці підгалузі і виробництва характеризуються невеликим викидом в атмосферу таких традиційних масових забруднюючих речовин, як діоксиди сірки, азоту та ін, але в той же час викидаються інші забруднюючі речовини, не настільки властиві для ресурсномістких галузей машинобудування. Останнім часом ресурсомісткі підгалузі переважають над наукомісткими. На частку підприємств, що мають гальванічне виробництво припадає 15-20% загальних забруднень атмосфери промисловістю, що складає понад 10,3 млн. т шкідливих речовин на рік,
Екологічна безпека атмосфери, мінімізація викидів забруднюючих речовин може бути забезпечена застосуванням методів знешкодження забруднювачів або використанням безвідходних технологій, а також розробка очисних споруд. [3]
4. Опис загальнообмінної вентиляційної схеми
Найбільш ефективний засіб боротьби з шкідливими речовинами у вентильованих приміщеннях - це видалення їх в місцях виділення за допомогою витяжних систем. Однак це не завжди можливо, наприклад, коли у місця перебування людей або джерела шкідливих виділень розташовані по всій площі приміщень. У таких випадках влаштовують загальнообмінну вентиляцію, коли розбавлення шкідливих речовин до ГДК здійснюється за рахунок припливу свіжого повітря. Відповідно до цього системи загальнообмінної вентиляції повинні включати в себе пристрій для забору повітря, його обробки, транспортування, а також для видалення відпрацьованого повітря. Для підготовки виробів до покриття застосовують в основному стаціонарні ванни. [1]
Виробничі ванни представляють собою відкриті резервуари, найчастіше чотирикутної форми, наповнені рідиною з різними розчинами, нерідко дуже отруйними.
Ванни для нанесення гальванічних покриттів роблять в основному з нержавіючої сталі і в разі необхідності викладають всередині різними ізоляційними матеріалами.
Вміщені у ваннах розчини, випаровуючись, розносяться по приміщенню і тим самим забруднюють у ньому повітря. Шкідливості з виробничих ванн можуть виділятися у вигляді пари, газів і «порожніх капель», що представляють собою частки газу, укладені в рідку оболонку. Ці краплі, піднімаючись вгору, виносяться з ванни і, лопаючись, змішуються з повітрям приміщення. У вентиляційній практиці набуло великого поширення пристрій відсмоктування по бортах ванни у вигляді суцільної щілини, званої бортовим відсмоктувачем. Для енергійного всмоктування в щілину бортового відсмоктування шкідливих парів застосовують піддув від мережі стисненого повітря. Застосування піддування дає можливість знизити вплив сторонніх струмів повітря в приміщенні на стійкість перетікання газоподібної шкідливості до приймача і знизити витрату повітря. Далі забруднене повітря потрапляє у фільтр. Фільтр очищає повітря від аерозольних часток кислот. Фільтр обладнується піддоном для збору конденсату, де скупчується конденсат після очищення повітря. По трубопроводу він переходить в ємність для збору конденсату. Від фільтра очищений від парів сірчаної кислоти повітря за допомогою вентилятора потрапляє у воздуховод (коррозионностойкий з нержавіючої сталі). Через отвір в перекритті в системі загальнообмінної вентиляції повітря викидається в атмосферу. Для запобігання попадання атмосферних опадів у вентиляцію на даху влаштовується вентиляційний зонт.
5.Оборудованіе для нанесення гальванічних покриттів
5.1Стаціонарная ванна
Для підготовки виробів до покриття застосовують в основному стаціонарні ванни.
Всі деталі, що піддаються хімічній або електролітичної обробці, поділяються на три групи складності:
1.Пластіни і циліндричні деталі (без різьби)
2.крепежние деталі, рельєфні, штамповані деталі безполостей, в яких може затримуватися розчин (електроліт)
3.деталі з глухими отворами, в яких затримується розчин (електроліт), наприклад, склянку з внутрішнім різьбленням, а також детелі, що мають важко промиваються ділянки
Знежирюють вироби у зварних прямокутних ваннах, виготовлених з листової сталі. Ванни для знежирення в більшості випадків забезпечені підігрівом і мають спеціальні вентиляційні пристрої. У ваннах передбачені спеціальні пристрої «кишені» для видалення з поверхні розчину піни і масла.
Для травлення міді і її сплавів застосовують кераміковие ванни, обладнані вентиляційними пристроями.
Ванни для нанесення гальванічних покриттів роблять в основному із сталі і в разі необхідності викладають всередині різними ізоляційними матеріалами. Для кислих електролітів для внутрішньої обкладки застосовується вініпласт. Їх використовують для кислого цинкування, лудіння,
5.2 Бортові відсмоктувачі
Бортові відсмоктувачі застосовуються в тих випадках, коли великі габарити обладнання або технологія обробки громіздких деталей не дозволяють ставити витяжні шафи або інші повні укриття. Бортові відсмоктувачі отримали широке поширення в гальванічних цехах, при знежирюванні і травленні металу, при антикорозійних і декоративних покриттях, до яких відносяться процеси цинкування, хромування, нікелювання і ін
Бортові відсмоктувачі влаштовуються у виробничих ванн. Виробничі ванни представляють собою відкриті резервуари, найчастіше чотирикутної форми, наповнені рідиною з різними розчинами, нерідко дуже отруйними.
Найбільш доцільним рішенням питання з вентиляційної точки зору слід вважати повне укриття ванни або укладання її в кожух у вигляді витяжної шафи з відсмоктуванням від негo такої кількості повітря, яке перешкодило б проникненню шкідливостей в приміщення. Однак з технологічних міркувань це можливо вкрай рідко, тому у вентиляційній практиці набуло великого поширення пристрій відсмоктування по бортах ванни у вигляді суцільної щілини, званої бортовим відсмоктувачем. [7]
Види відсмоктувачів від ванн. При ширині ванни до 0,7 м застосовують однобортової відсмоктувачі, що влаштовуються з однією з поздовжніх її сторін. При ширині ванни більше
Прості відсмоктувачі слід застосовувати при високому рівні розчину у ванні, коли відстань від щілини відсмоктування становить не більше 80 -
Конструктивні розміри відсмоктування вибираються за довідником майстра - вентиляційник автор Б. А. Журавльова в залежності від заданих розмірів ванни і витраті повітря.
5.3 Вентилятор
Вентиляторами називаються машини, що служать для переміщення повітря. У цих машинах збудником руху повітря є обертове робоче колесо, що укладена в кожух, що визначає напрямок руху повітря. Обертання колеса виробляється від електричного двигуна. За принципом дії вентилятори поділяються на осьові і відцентрові.
У залежності від развиваемого тиску вентилятори можуть бути низького, середнього та високого тиску. Вентилятори низького тиску створюють тиск до 100 кг / м "2, середнього від 100 до 300 кг/м2, високого від 300 до 1200 кГ/л2. Вентилятори низького і середнього тиску застосовуються в системах загальнообмінної вентиляції, кондиціювання повітря, в мережах пневматичного транспорту матеріалів і відходів виробництва і в інших вентиляційних установках. Що стосується вентиляторів високого тиску, то вони мають головним чином технологічне призначення, наприклад ставляться для дуття в вагранках. [7]
Переміщуваний повітря може містити найрізноманітніші домішки (пил, гази, пари кислот, лугів) і вибухонебезпечні суміші. Тому залежно від умов експлуатації до вентиляторів пред'являються різні вимоги як щодо застосовуваних для їх виготовлення матеріалів, так і в частині конструктивного виконання.
У відповідності зі СНиП 2.04.05 - 91 вентилятори виготовляються:
а) звичайного виконання - для переміщення чистого або малозапиленного повітря з температурою до 150 ° С; всі частини таких вентиляторів виготовляються із звичайних сортів сталі;
б) антикорозійного виконання - для переміщення повітря, що містить домішки речовин, які руйнівно діють на звичайний метал; в цьому випадку для виготовлення вентиляторів повинні застосовуватися стійкі проти дії агресивних домішок матеріали - железохромістая і хромонікелева сталь, вініпласт і т. д.;
в) вибухобезпечного виконання - для переміщення горючих і вибухонебезпечних сумішей; основна вимога до таких вентиляторів, полягає в тому, щоб під час їх роботи була повністю виключена небезпека іскріння при випадковому ударі або терті рухомих частин про нерухомі частини, наприклад робочого колеса об кожух ; тому колеса, кожухи і вхідні патрубки таких вентиляторів виготовляються з більш м'якого, ніж сталь, металу - алюмінію або дюралюмінію; частину валу, омивана рухомим потоком вибухонебезпечної суміші, повинна прикриватися алюмінієвими ковпаками і втулкою, а в місці проходу вала через кожух ставиться сальникове ущільнення ;
г) пилові вентилятори - для переміщення повітря з вмістом пилу понад 150 мг/м3; до цих вентиляторів пред'являється вимога зносостійкості, що досягається застосуванням матеріалів підвищеної міцності, потовщенням частин, що піддаються стирання механічними домішками, наварки на них твердих сплавів і т. д.
У залежності від розрахованого витрати повітря підібраний антикорозійний вентилятор марки ПЦ 14-46-6,3 D = 400 мм, n = 600 об / хв.
Зарядка зважених часток. В електричному полі корони зарядка зважених часток відбувається внаслідок адсорбції іонів поверхнею частинок у зовнішній зоні коронного розряду. Величина потоку іонів до поверхні частки визначає процес зарядки.
Рухливість, або швидкість, іона пропорційна напруженості електричного поля (В / м) і абсолютній температурі газу. У звичайних умовах негативні іони більш рухливі, ніж позитивні. У процесі іонізації газових молекул електричним розрядом відбувається зарядка частинок. Електричний заряд утворює навколо себе електричне поле. Існування поля визначають, вносячи в нього інший електричний заряд, який притягується до першого (якщо заряди різнойменними) або відштовхується (якщо вони однойменний). [11]
Рух зважених часток у електрофільтрі. Зважена в газах частка при вступі до електрофільтр набуває електричний заряд, який за частку секунди досягає значення, близького до максимального.
На зважену заряджену частинку в електрофільтрі діють сили: а) захоплення рухомим газовим потоком, б) тяжкості; в) механічного впливу потоку іонів на молекули газу в електричному полі, що викликає рух газу в напрямку до осадительному електроду, - електричний вітер; г) взаємодії поля і заряду частинки - кулонівська сила
Для підбору електрофільтрів необхідно знати місце роботи фільтру, витрата газу, температуру, розрідження, ступінь очищення.
За цільовим призначенням фільтра обраний фільтр марки ДП 75 - 3 для гальванічних виробництв.
Фільтр для гальванічних виробництв
Призначені для санітарної очистки аспіраційного повітря від рідких і розчинних у воді твердих аерозольних часток в гальванічних і травильних виробництвах при таких операціях, як хромування, Сірчанокислотне нікелювання, електрохімічне обезжирення і другіх.Аерозольние частки уловлюються волокнистим фільтруючим елементом, який промивається 1 раз на 15 діб у корпусі фільтра або в промивної ванні.
Ступінь очищення повітря 90 - 95%
Аеродинамічний опір 500 - 700 Па
Основні переваги: простота обслуговування (легкість заміни фільтруючого елементу), невеликі габарити, можливість очищати повітря від аерозольних часток кислот або лугів. [12]
G0 ЗВ = 10-3 · YЗВ · Fв · k1 · k2 · k3 · k4 · k5 · k6 · k7, м / с (6.3)
k6 - коефіцієнт, що залежить від площі випаровування, дорівнює 1
k7 - коефіцієнт, що залежить від швидкості і температури повітряного по-струму над поверхнею випаровування, дорівнює 4,3.
G 0ЗВ = 10-3 · YЗВ · Fв · k1 · k2 · k3 · k4 · k5 · k6 · k7 = 0,001 · 6,5 · 1,5 · 1.0, 8.1, 176.1, 5.0, 75 · 1 ·
· 4,3 = 0,048 г / с
М0ЗВ = 3,6 · 0,001 · YЗВ · Fв · k1 · k2 · k3 · k4 · k5 · k6 · k7 · τ · D (6.4)
τ - тривалість роботи ванни в годинах
D - число змін роботи ванни на рік
Масове кількість кожного ЗВ (у тоннах), що відходить від ванни за рік:
М0ЗВ = 3,6 · 10-6 · YЗВ · Fв · k1 · k2 · k3 · k4 · k5 · k6 · k7 · τ · D = 3,6 · 10-6 · 6,5 · 1,5 · 1 · 0,8 · 1,176 · · 1,5 · 0,75 · 1.4, 3.8.12.22 = 0,113 т / г
Розрахунок кількості ЗВ (г / с або т / г), що викидається в атмосферне повітря від гальванічного виробництва з урахуванням газоочистки та гравітаційного осідання аерозолю в повітроводі, здійснюється за формулами:
G ВЗВ max = (1 - η/100) · GЗВmax · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ), м / с (6.5)
G ВЗВ0 = (1 - η/100) · GЗВ0 · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ), м / с (6.6)
МВЗВ = (1 - η/100) · МЗВ0 · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ), т / г (6.7)
η ступінь очищення газу пилогазоочисного установки,%
η = 98%, тоді
G ВЗВ max = (1 - η/100) · GЗВmax · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ) = (1 - 98/100) · 0,0105 ·
· (1,2 · 6,5 / 6,5) = 0,02 · 0,0105 · 1,2 = 0,00025 г / с
G ВЗВ0 = (1 - η/100) · GЗВ0 · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ) = (1 - 98/100) · 0,048 ·
· (1,2 · 6,5 / 6,5) = 0,02 · 0,048 · 1,2 = 0,0012 г / с
МВЗВ = (1 - η/100) · МЗВ0 · (k8 · YаЗВ / YЗВ + YгЗВ / YЗВ) = (1 - 98/100) · 0,113 ·
· (1,2 · 6,5 / 6,5) = 0,02 · 0,113 · 1,2 = 0,0027 т / г
Розрахунок витрати повітря, що видаляється однобортової відсмоктувачами з піддувом: