Для чого боротись з пилом
Елеватор продукує велику кількість пилу. Він складається з багатьох нейтральних і небезпечних складових, куди входять грибні спори, бактерії й алергени. Берегти здоров’я людей — як персоналу, так і тих, хто живе поблизу — завдання для власника бізнесу. Крім того, на сьогодні за забруднення довкілля можна сплатити чималий штраф, що має додатково симулювати до встановлення очисного обладнання. Однак найважливішою причиною для застосування систем пиловидалення є запобігання вибухів і пожеж. Жоден власник елеватора незалежно від розміру і класу не хоче, щоб його підприємство згадували саме через негатив. Та й економічні наслідки можуть сильно вдарити по бізнесу.
Однак, незважаючи на переконливі аргументи, далеко не всі елеватори будують з урахуванням потреб у пиловидаленні. Так відбувається через неповне розуміння тих проблем, що можуть статися під час роботи технологічного обладнання в запиленій атмосфері. Люди намагаються економити й думають, що вони зможуть дооснастити елеватор аспіраційним обладнанням пізніше, коли з’являться кошти. Також працює елементарна жадібність: навіщо видаляти пил, якщо це призведе до зменшення маси зерна? Так і з’являються елеватори, довкруж яких із часом змінюється колір усього ландшафту. Особливо це стосується елеваторів, що розташовані у віддаленні від житла людей та інфраструктури, на яку можуть впливати пилові забруднення. Однак і ті підприємства, що працюють у межах населених пунктів, не завжди «поводяться» чемно, підкидаючи пил, луску й інше сміття рослинного походження до житлових кварталів. В окремих випадках населення змушене роками відвойовувати своє право на нормальні умови життя.
Пил знижує ресурс техніки, оскільки будь-які тверді частки є абразивом. Усі рухомі частини транспортного і виробничого обладнання зношуються швидше у запилених умовах. Тобто це елементарно невигідно — ігнорувати пил. Про небезпеку пожеж і вибухів уже згадувалось, додамо тільки те, що будь-яке забруднення призводить до збільшення тертя, росту температури в точках концентрацій навантажень і загоряння. У сушарках пил може стати додатковою причиною налипання зерна. Тож для запобігання пожеж доведеться частіше чистити сушарку. Пил у силосах також небажаний «гість». Під час завантаження металевих силосів залишкова волога може конденсуватися на стінках сховищ, і пил залюбки приставатиме до такої поверхні. Враховуючи, що разом із рослинним сміттям у повітрі літає безліч спор грибів, за сприятливих умов вони можуть утворити осередки зараження, подолати які вдасться тільки за допомогою фумігації силоса.
Допустимий рівень викидів
Гранична концентрація викидів забруднювальних речовин зі стаціонарних джерел регулюється наказом Мінохорони довкілля і природних ресурсів №309 і не має перевищувати 50 мг/м.. Щоб уявити, скільки це в кілограмах, візьмемо зерносушарку, через яку проходить 300 тис. кубометрів повітря на годину. Якщо в кожному кубометрі повітря буде 50 мг пилу, за добу назбирається 360 кг, а за місяць безперервної роботи — 10,8 т, які осідатимуть навколо елеватора. Це не тільки спричинить обурення серед населення — навіть якщо елеватор розташовано вдалині від населеної зони, екологічні інспектори будуть раді завітати до керівника підприємства з купою запитань.
Тому під час проєктування й будівництва елеваторів слід орієнтуватися не на граничні норми, а намагатись практично повністю усувати можливість викидів пилу і сміття в повітря.
Ще одна важлива норма, якої потрібно дотримуватися, — наявність забруднювальних речовин у робочій атмосфері елеватора. Згідно із СанПіН МОЗ 4617-88 (Гранично Допустимі концентрації у повітрі робочої зони), величина гранично допустимої концентрації для зернового пилу становить 4 мг/м.. У цьому разі потрібно враховувати, як високо від поверхні землі розташовані джерела забруднень. Якщо автоприймання розташовано безпосередньо в робочій зоні, то шахтні сушарки викидають відпрацьоване повітря на значну висоту, і доки пил опуститься до рівня землі, його концентрація сильно зменшиться й не перевищуватиме норму.
Джерела пилу
Пилове забруднення з’являється вже на першому технологічному етапі — вивантажені зерна у завальну яму. Особливо багато пилу продукується із сухого зерна. На цьому етапі знадобляться потужні фільтраційні системи, бо їм доводиться працювати у відкритому просторі й пропускати крізь себе надзвичайний обсяг повітря за короткий проміжок часу. Це доволі енергомісткий процес, тому варто заздалегідь подбати про виділення відповідних електричних потужностей.
На етапі сепарації відбувається основний відбір пилу і легкого сміття. Тут можна говорити навіть не про забруднення, а саме про очищення зерна. Однак господарства далеко не все зерно готові очищувати до базового рівня. Наприклад, ранні зернові культури чистять одразу, а ту саму кукурудзу доводять до кондиції безпосередньо перед відвантаженням. Тому чистота зерна на самому елеваторі далеко не завжди визначається якістю роботи сепаратора. Отже, тут головне, щоб під час очищення не відбувалося викидів пилу назовні.
Під час роботи норій та іншого транспортного обладнання також утворюється велика кількість пилу. Цим можна скористатись і, наприклад, доочищувати зерно перед завантаженням у сушарку. Якщо сушарка не обладнана додатковими аспіраційними системами, це може суттєво вплинути на концентрацію забруднень у відпрацьованому повітрі.
Найбільшим джерелом пилових викидів безперечно є сушарки. Більшість із них навіть неможливо обладнати пиловловлювальними системами, оскільки вони випускають відпрацьоване повітря через перфоровані зовнішні стінки. Найчистішими вважаються сушарки шахтного типу, особливо двозонні, там, де нагріте і максимально запилене повітря із зони охолодження використовується для розігрівання вологої зернової маси. Пил затримується у верхній частині, й назовні виходить майже чисте повітря. Тож ще на етапі проєктування слід замислитись над питанням екологічності сушарки.
Процес відвантаження також є джерелом забруднення повітря пиловими частками й органічним сміттям. Зазвичай на цьому етапі кількість викидів незначна, і ними просто нехтують, бо аспіраційне обладнання тут досить дороге і потребує значної електричної потужності. Щоправда, є рішення, які дозволяють уникати виділення пилу під час відвантаження практично без додаткових енерговитрат, але вони також коштують грошей, і це зупиняє власників елеваторів.
Машини для пиловидалення
Циклони, мабуть, є найпростішими й широко розповсюдженими пристроями для очищення великих обсягів повітря. Видалення пилу тут відбувається внаслідок відцентрових сил, інерції й гравітації. Пил і сміття осідають на внутрішніх стінках циклона й виводяться через нижній отвір, а очищене повітря підіймається й виводиться крізь вихідний отвір. На жаль, не всі частки циклон видаляє однаково ефективно. Зі зменшенням розміру часток ефективність стрімко знижується, і це потрібно враховувати під час вибору системи очищення. Для збільшення ефективності слід зменшувати діаметр циклона, однак для підтримки заданої продуктивності доведеться збільшити кількість самих циклонів, що встановлюють паралельно. Також слід збільшити потужність вентиляторів, зростуть витрати електроенергії.
Ефективнішими за звичайний циклон є циклофен (або цикловентилятор) з активною системою рециркуляції повітря. Тобто повітря багаторазово проганяється крізь циклон, і за завдяки цьому вдається досягти кращого очищення. Виходячи з технологічних особливостей, циклофен витрачає у півтора раза більше енергії, ніж циклон, що слід ураховувати під час проєктування електропідстанції для елеватора.
Видалення пилу в норіях, через які завантажується зерно або відбувається його рециркуляція, допомагає зменшити викиди, коли зерно кілька разів пропускається крізь сушарку. Відповідно, тепле повітря із сушарки виноситиме значно менше пилу та сміття. До речі, так можна суттєво покращити екологічність не лише шахтних, а й сушарок відкритого типу. З тим норія набагато менше забруднюється зсередини, що особливо важливо під час роботи в морози.
Сушарку можна примусити продукувати менше пилу навіть без активних систем очищення. Достатньо закривати шахту в момент просування зерна вниз — саме тоді відбувається максимальне викидання пилу. Тому сучасні сушарки мають порційну систему розвантаження, що також дозволяє зменшити травмування й запобігти зависанню зерна. Тому в момент просування зерна автоматика повністю закриває основні вентилятори сушарки. У більшості випадків цей метод працює набагато краще, ніж циклони або циклофени.
Продовжуючи тему сушіння зерна, слід ще раз згадати про двозонні сушарки. Вони практично не викидають пил назовні завдяки своїй конструкції. Річ у тім, що повітря з нижньої зони, де зерно сухе і виділяє максимальну кількість пилу, не потрапляє на вулицю. Воно подається у верхню зону, де пил затримується холодним і вологим зерном. Назовні виходить лише вологе повітря, практично без пилу і сміття.
Шахтні сушарки можуть оснащуватися камерами для збирання пилу в зонах, де знижується швидкість відпрацьованого повітря. Щоб краще використовувати цей ефект, швидкість повітряного потоку навмисно зменшують шляхом використання переходів із короба малого перерізу до короба великого перерізу.
Ефективним способом утримувати пил і сміття є решітний фільтр. Однак його потрібно періодично очищувати, щоб не втрачати ефективність. Часто зупиняти сушарку безперервної дії невигідно з багатьох причин, тому такі фільтри слід оснащувати системами самоочищення. В результаті можна значно збільшити інтервал між зупинками сушарки.
Тільки комплекс заходів допоможе
Боротьба з пиловим і смітним забрудненням повинна мати системний характер. Ще на етапі проєктування слід урахувати всі можливі способи очищення зерна і повітря, обрати не лише найефективніше очисне обладнання, а й машини основного виробничого циклу (сепаратори, сушарку), які продукуватимуть мінімум пилу. Тільки так можна позбутись можливих проблем, пов’язаних із забрудненням.
Владислав Олійник
журнал The Ukrainian Farmer, березень 2021 року
Усі авторські права на інформацію розміщену у журналі The Ukrainian Farmer та інтернет–сторінці журналу за адресою https://agrotimes.ua/ належать виключно видавничому дому «АГП Медіа» та авторам публікацій, згідно Закону України “Про авторське право та суміжні права”.
Використання інформації дозволяється тільки після отримання письмової згоди від видавничого дому «АГП Медіа».
The Ukrainian Farmer
