Пылеулавливание и очистка газов на АБЗ

1. Введение в системы пылеулавливания на АБЗ

Система пылеулавливания на асфальтобетонном заводе выполняет две ключевые задачи. Во-первых, она обеспечивает защиту окружающей среды путем снижения концентрации загрязняющих веществ в отходящих газах до уровня, не превышающего предельно допустимые выбросы. Во-вторых, улавливаемая минеральная пыль-унос возвращается в технологический процесс в качестве минерального порошка, что повышает экономическую эффективность производства.

Современные асфальтобетонные заводы оборудуются двухступенчатыми системами газоочистки, состоящими из циклонов предварительной очистки и рукавных фильтров тонкой очистки. Такая конфигурация обеспечивает суммарную эффективность улавливания пыли на уровне 99,7-99,9%, что позволяет соблюдать жесткие экологические нормативы, установленные для промышленных предприятий.

Основными параметрами, определяющими конструкцию системы пылеулавливания, являются производительность АБЗ, температура и влажность отходящих газов, дисперсный состав пыли, а также требования экологического законодательства конкретного региона. Правильный выбор оборудования и его регулярное обслуживание критически важны для стабильной работы всего завода.

2. Источники пылевыделения на асфальтобетонном заводе

Пылевыделение на асфальтобетонном заводе происходит из организованных и неорганизованных источников. К организованным относятся источники с направленным потоком газов, оборудованные специальными устройствами для локализации и отвода выбросов. Это трубы, вентиляционные шахты, аэрационные фонари. К неорганизованным источникам относятся открытые склады заполнителей, площадки разгрузки, транспортные узлы, места с негерметичностью оборудования.

Основным источником организованного пылевыделения является сушильный барабан, где происходит нагрев и сушка минеральных материалов. При температуре 150-180°C интенсивно испаряется влага, а мелкие фракции заполнителей уносятся потоком газов. Концентрация пыли в отходящих газах на выходе из сушильного барабана может достигать 40-60 г/м³, что требует применения эффективных систем очистки.

Таблица 1. Основные источники пылевыделения на АБЗ

Источник	Тип	Концентрация пыли, г/м³	Температура, °C
Сушильный барабан	Организованный	40-60	120-180
Вибрационный грохот	Организованный	2-5	60-90
Смеситель	Организованный	3-8	140-170
Битумное хозяйство	Организованный	0,5-2	150-200
Склады заполнителей	Неорганизованный	—	Температура окружающей среды
Транспортеры	Неорганизованный	—	Температура окружающей среды

3. Двухступенчатая система газоочистки

Двухступенчатая система газоочистки на асфальтобетонных заводах обеспечивает последовательную очистку отходящих газов от пыли. На первой ступени установлен циклон, который улавливает крупные и средние фракции пыли с размером частиц более 10 мкм. Эффективность циклонов составляет 70-85%, что позволяет снизить концентрацию пыли с 40-60 г/м³ до 6-12 г/м³.

Тонкая очистка газов от мелкодисперсной пыли производится в рукавных фильтрах. Эти аппараты обеспечивают степень очистки более 99%, снижая концентрацию пыли в очищенных газах до уровня 10-20 мг/м³, что соответствует самым строгим экологическим нормативам. Суммарная эффективность двухступенчатой системы достигает 99,7-99,9%.

Принцип работы рукавного фильтра основан на пропускании запыленного газа через пористую фильтровальную ткань. Частицы пыли задерживаются на наружной поверхности фильтрующих рукавов, образуя слой осадка, который дополнительно повышает эффективность фильтрации. Для регенерации рукавов применяется импульсная продувка сжатым воздухом давлением 4-8 бар. Короткие импульсы воздуха, направленные внутрь рукавов, вызывают их резкое расширение и отделение осевшей пыли.

Таблица 2. Эффективность двухступенчатой системы очистки

Ступень очистки	Тип оборудования	Эффективность, %	Концентрация на выходе, г/м³
До очистки	—	—	40-60
Первая ступень	Циклон	70-85	6-12
Вторая ступень	Рукавный фильтр	99-99,5	0,010-0,020
Суммарная очистка	Циклон + фильтр	99,7-99,9	0,010-0,020

4. Конструкция и принцип работы рукавных фильтров

Рукавный фильтр состоит из корпуса, разделенного на камеру неочищенного газа, фильтровальную секцию и камеру очищенного газа. В фильтровальной секции размещаются фильтрующие рукава из специальной ткани, закрепленные на каркасах. Запыленный газ поступает в нижнюю часть корпуса, проходит через рукава изнутри наружу, при этом пыль осаждается на внутренней поверхности рукавов. Очищенный газ удаляется вентилятором через верхнюю часть корпуса.

Для очистки рукавов от накопившегося слоя пыли применяется система импульсной регенерации. Короткие импульсы сжатого воздуха длительностью 0,1-0,2 секунды подаются через продувочные трубы с соплами, расположенными над каждым рукавом. Импульс создает ударную волну, которая распространяется по всей длине рукава и вызывает отделение пылевого слоя. Сброшенная пыль падает в бункер, откуда периодически выгружается.

Срок службы фильтровальных рукавов составляет 12-18 месяцев для полиэфирных материалов и 24-36 месяцев для арамидных. Замена рукавов производится секциями без остановки всего фильтра. Для этого секция отключается от потока газов запорной заслонкой, проводится замена изношенных рукавов, после чего секция вводится обратно в работу.

5. Рекуперация пыли и её использование в производстве

Улавливаемая в системах газоочистки минеральная пыль представляет собой ценное сырье, которое может быть возвращено в производство асфальтобетонных смесей. По гранулометрическому составу пыль-унос содержит 75-90% частиц размером менее 0,071 мм, что соответствует требованиям к минеральному порошку. Содержание глинистых частиц, как правило, не превышает допустимых пределов для минерального порошка.

Для использования пыли-уноса в качестве минерального порошка необходимо провести лабораторные испытания на соответствие требованиям ГОСТ Р 52129-2003. Проверяются зерновой состав, битумоемкость, набухание, пористость, содержание глинистых частиц. При соответствии всем показателям пыль может заменять товарный минеральный порошок частично или полностью, что значительно снижает себестоимость производства асфальтобетона.

Таблица 3. Сравнение свойств пыли-уноса и минерального порошка

Показатель	Пыль-унос АБЗ	Минеральный порошок по ГОСТ Р 52129-2003
Проход через сито 1,25 мм, %	100	100
Проход через сито 0,315 мм, %	98-100	не менее 95
Проход через сито 0,071 мм, %	75-90	не менее 65
Битумоемкость, г	40-50	30-70
Набухание, %	менее 1	не более 3
Пористость, %	25-35	не более 40

6. Нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ)

Предельно допустимый выброс является экологическим нормативом, который устанавливается для каждого стационарного источника выбросов индивидуально с учетом технических характеристик оборудования, фонового загрязнения атмосферы и рассеивающей способности атмосферы в конкретной местности. Порядок установления ПДВ регламентируется Федеральным законом № 96-ФЗ от 04.05.1999 «Об охране атмосферного воздуха».

Основным критерием при установлении ПДВ является непревышение предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы на границе санитарно-защитной зоны предприятия и на территории жилой застройки. При этом учитывается фоновое загрязнение атмосферы от других источников. Если соблюдение ПДК при существующей технологии невозможно, предприятию устанавливаются временно согласованные выбросы с разработкой плана мероприятий по их поэтапному снижению.

Разработка нормативов ПДВ включает инвентаризацию источников выбросов, расчет приземных концентраций загрязняющих веществ с использованием программ рассеивания, сравнение результатов с гигиеническими нормативами качества атмосферного воздуха. При необходимости предусматриваются дополнительные природоохранные мероприятия для достижения нормативных показателей.

Таблица 4. Предельно допустимые концентрации основных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов

Вещество	ПДК м.р., мг/м³	ПДК с.с., мг/м³	Класс опасности
Взвешенные вещества (пыль)	0,5	0,15	3
Диоксид азота (NO₂)	0,2	0,04	3
Диоксид серы (SO₂)	0,5	0,05	3
Оксид углерода (CO)	5,0	3,0	4
Бенз(а)пирен	—	0,000001	1

7. Экологическая отчетность и контроль

7.1. Форма 2-ТП (воздух)

Форма федерального статистического наблюдения 2-ТП (воздух) предоставляется ежегодно юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, имеющими стационарные источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Обязанность подачи отчета возникает при объеме разрешенного выброса более 10 тонн в год, а также при объеме от 5 до 10 тонн в год, если в составе выбросов присутствуют загрязняющие вещества 1 или 2 класса опасности.

Форма 2-ТП (воздух) включает данные о выбросах загрязняющих веществ от всех организованных и неорганизованных источников, об эффективности работы газоочистных установок, о выполнении природоохранных мероприятий. Отчет предоставляется в территориальные органы Росприроднадзора не позднее 22 января года, следующего за отчетным периодом.

При заполнении формы указываются фактические выбросы за год по каждому загрязняющему веществу, сопоставляются с установленными нормативами ПДВ или временно согласованными выбросами. В случае превышения нормативов предприятие обязано представить план мероприятий по снижению выбросов с указанием сроков реализации и ответственных лиц.

7.2. Производственный экологический контроль

Производственный экологический контроль на асфальтобетонных заводах включает периодический инструментальный контроль выбросов загрязняющих веществ. Частота контроля определяется категорией объекта негативного воздействия на окружающую среду. Для объектов I категории контроль проводится не реже одного раза в квартал, для объектов II категории — не реже одного раза в полугодие, для объектов III категории — не реже одного раза в год.

Инструментальные измерения выполняются аккредитованными лабораториями с использованием аттестованных методик. Результаты измерений оформляются протоколами, которые хранятся на предприятии не менее пяти лет. При выявлении превышений нормативов разрабатывается и реализуется комплекс корректирующих мероприятий.

8. Техническое обслуживание систем пылеулавливания

Регулярное техническое обслуживание систем пылеулавливания критически важно для обеспечения их стабильной и эффективной работы. Обслуживание включает ежедневный визуальный осмотр, еженедельную проверку герметичности соединений, ежемесячный контроль состояния фильтровальных рукавов, ежегодную ревизию оборудования с заменой изношенных деталей.

Ключевые элементы, требующие повышенного внимания: фильтровальные рукава (износ, прогары, засорение), система импульсной регенерации (работоспособность пневмоклапанов, давление сжатого воздуха), разгрузочные устройства пыли (шлюзовые затворы, шнеки), вентиляторы (подшипники, уплотнения, балансировка), приборы контроля и автоматики (датчики перепада давления, программируемые контроллеры).

Таблица 5. Регламент технического обслуживания

Вид работ	Периодичность	Содержание
Ежедневный осмотр	Каждую смену	Визуальный контроль, проверка показаний приборов, выгрузка пыли
Еженедельное обслуживание	1 раз в неделю	Проверка герметичности, очистка продувочных сопел, контроль системы регенерации
Ежемесячное обслуживание	1 раз в месяц	Осмотр фильтровальных рукавов, проверка пневмосистемы, смазка подшипников
Ежеквартальное обслуживание	1 раз в квартал	Инструментальный контроль выбросов, проверка вентилятора, калибровка приборов
Годовая ревизия	1 раз в год	Замена изношенных рукавов, ремонт механизмов, дефектовка оборудования

Основные признаки нарушения работы системы: повышение перепада давления на фильтре, рост концентрации пыли в очищенных газах, снижение производительности вентилятора, визуальные выбросы из трубы. При появлении любого из этих признаков необходимо немедленно провести диагностику и устранить причину неисправности.

Важным аспектом эксплуатации циклонов является обеспечение герметичности шлюзовых затворов на выгрузке пыли. Подсос воздуха через неплотности затвора снижает эффективность работы циклона и перегружает вентилятор. Уплотнения затворов проверяются при каждом техническом осмотре и при необходимости заменяются.