Фильтровальных материалов на процесс пылеулавливания

С целью выявления взаимосвязи различных параметров рассматриваемых

фильтровальных материалов была проведена математическая обработка

полученных экспериментальных данных. Указанное необходимо для

исключения части зависимых параметров, что позволяет в дальнейшем

получить более простые уравнения фильтрации.

На различных переделах Усть-Каменогорского металлургического

комплекса ТОО «Казцинк» наиболее широко применяются следующие виды

материалов – лавсан арт.86033, «Фильтр 550» и PPS-804.

Для объективности полученных результатов производились измерения

характеристик каждого фильтровального материала по 7 раз на всех переделах.

Общее количество произведенных измерений составило 126.

Лавсан арт.86033 шириной 159 см, плотностью 320 г/м2, применяется для

очистки технологических газов и вентиляционного воздуха. Является прочной

и износостойкой тканью. Она не растворима в воде и органических

растворителях, устойчива к воздействию кислот и растворов слабых щелочей.

«Фильтр 550» – используется для очистки воздуха и газов от пыли,

вырабатывается из полиэфирных волокон. Широко применяется при

производстве строительных материалов, металлургии и объектах энергетики.

Может применяться для фильтрации токсичных пылей и при высоких

температурах газов. Иглопробивные полотна вырабатываются из нитроновых,

лавсановых и вискозных волокон.

PPS-804 – устойчивый к воздействию кислот и растворов слабых

щелочей, влагостойкий материал, применяется для очистки технологических

газов и вентиляционного воздуха. Применяется в основном при производстве

строительных материалов, цветных металлов и объектах энергетики.

Отличие испытывавшихся видов фильтровальных материалов между

собой заключалось в различных величинах массы 1 м2 (от 0, 29 до 0, 6 кг),

толщины (от 0, 8 до 2, 8 мм), пористости (67-86 %) и т.д. Каждая партия

навешивалась на различных переделах УК МК ТОО «Казцинк», перед этим

определялись физические свойства, а после навески производили

периодические измерения запыленности для оценки эффективности работы.

Рассматриваемый в практивке перечень свойств фильтровальных

материалов не всегда дает необходимую оценку. Поэтому в настоящих

исследованиях были изучены следующие физические характеристики

фильтровальных материалов, способных оказать определенное влияние на

показатели работы рукавных фильтров: масса (m), толщина (δ), средний

диаметр открытых пор (dп), воздухопроницаемость (uв), и объемная пористость.

С целью изучения степени влияния пылегазовой среды и режима работы

фильтра на износ фильтровальных материалов образцы как новых материалов,

так и материалов, находившихся в эксплуатации, отбирались и подвергались

испытаниям на прочность и удлинение, воздухопроницаемость,

изгибоустойчивость, стойкость к истиранию.

От партии новых фильтровальных материалов для определения их

физических свойств отбирались не менее трех образцов. Затем каждый

отобранный образец делили на две части – одну для определения отклонений

по массе и другую – для определения остальных физико-механических

показателей (ГОСТ 13587-77).

Определение свойств материалов проводили при температуре воздуха

20±2°C и влажности 65±2% (ГОСТ 10681-75).

Толщину фильтровальных материалов замеряли согласно ГОСТу 12023-

93 при помощи индикаторного толщиномера типа ТР 25-11 на раскроенных

полосках, предназначенных для определения разрывной нагрузки. Среднее

контактное давление между наконечниками и пятой прибора составляло 35

кПа.

Определение массы 1 м2 фильтровального материала производили

согласно ГОСТу 3811-72.

Стойкость фильтровальных материалов к истиранию определяли при

помощи прибора ИТ-ЗМ, принцип работы которого основан на взаимодействии

вращающихся поверхностей образцов испытуемого материала и наждачного

круга 39 А 25 С-К при удельном давлении 40 кПа [103]. Число повторных

испытаний устанавливалось исходя из получения коэффициента вариации не

более 10 %.

Прочность материала на разрыв и удлинение до разрыва измеряли на

разрывной машине для испытания текстильных материалов типа РТ 250м-2.

Образцы материалов для испытаний в соответствии с ГОСТ 29088-91 имели

длину 300 мм и ширину 50 мм.

Устойчивость фильтровальных материалов к изгибу изучали на

автоматизированном изгибателе тканей и нитей типа АИТН-2.

Предварительные исследования образцов фильтровальных материалов,

изготовленных различным способом, показали, что оптимальным является

многократный изгиб до разрыва полоски материала шириной 1 см на угол 180°

при натяжении грузом 20 Н.

Воздухопроницаемость определяли прибором АТL-2 (FF-12) путем

измерения объемного расхода воздуха через заданную площадь испытуемого

материала при перепаде давления 50 Па (ГОСТ-12088-77).

Эффективный диаметр открытых пор фильтровальных материалов

определяли методом вытеснения жидкости газом на приборе типа ОРПТ [103, с.

45].

Диаметр волокон материала замеряли с помощью микроскопа Olympus

при увеличении в 500 крат. Диаметр волокон определялся, как среднее

арифметическое результатов всех измерений (ГОСТ 17514-93) с округлением

среднего размера до ближайшего стандартного.

Для отражения связи между запыленностью газов и такими регрессорами,

как масса 1 м2, толщина материала, средний диаметр пор,

воздухопроницаемость и общая пористость, в работе использовали функцию

линейной регрессии следующего вида:

_ _ __ _ ____ _ ____ _ ____ _ ____ _ ____,

где y – выходная запыленность газов, кг/м3,

a0…a5 – коэффициенты регрессии;

x1 – масса 1 м2;

x2 – толщина материала, м2;

x3 – средний диаметр пор, м;

x4 – воздухопроницаемость (при 50 Па), м/с;

x5 – общая пористость, %.

Исходные данные для построения модели множественной регрессии

представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Физико-механические _______свойства используемых фильтровальных материалов

Наименование

участка

Наименование

фильтровального

материала

№

эксперимента

Масса

1 м2,

кг

Толщина

материала,

мм

Средний

диаметр

пор, мкм

Воздухо-

проницаемость

(при 50 Па),

мм/с

Общая

пористость,

%

Запыленность

газов, г/м3

на входе на выходе

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Технические

характеристики

Лавсан арт.86033

max 0, 37 1, 2 180 187 73 - -

min 0, 27 0, 8 170 183 67 - -

PPS-804

max 0, 42 2, 6 153 237 86 - -

min 0, 4 2, 4 147 233 84 - -

«Фильтр 550»

max 0, 6 2, 8 151 113 85 - -

min 0, 5 2, 4 147 109 83 - -

Газы свинцового

производства

Лавсан арт.86033

1 0, 31 0, 8 178 183, 7 72, 2

2, 8

0, 013

2 0, 33 1 179 184, 9 68, 7 0, 011

3 0, 29 1, 1 174 186, 6 69, 9 0, 009

4 0, 31 1 172 185, 6 69, 7 0, 01

5 0, 29 0, 8 176 184, 2 67 0, 012

6 0, 31 1 176 183, 2 68, 2 0, 014

7 0, 32 0, 8 170 185, 3 69, 3 0, 012

PPS-804

1 0, 42 2, 4 149 234, 5 85, 6

2, 8

0, 008

2 0, 4 2, 5 151 234, 9 84, 3 0, 006

3 0, 42 2, 4 151 236, 5 85, 3 0, 008

4 0, 4 2, 5 150 235, 6 84 0, 007

5 0, 4 2, 5 151 236, 8 84, 8 0, 009

6 0, 42 2, 5 149 233 86 0, 007

7 0, 41 2, 5 151 234, 5 84, 5 0, 009

«Фильтр 550»

1 0, 6 2, 5 150 112, 4 83, 7

2, 8

0, 005

2 0, 5 2, 4 151 112, 2 84, 6 0, 004

3 0, 5 2, 4 148 112, 5 84, 6 0, 004

4 0, 58 2, 8 151 112, 9 84, 3 0, 006

5 0, 5 2, 8 149 109, 9 83, 5 0, 006

Продолжение таблицы 2.3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Газы свинцового

производства

«Фильтр 550»

6 0, 58 2, 8 151 109 83, 8

0, 003

7 0, 5 2, 8 147 109, 7 83, 9 0, 007

Газы конвертеров

Лавсан арт.86033

1 0, 32 1, 1 176 183, 4 73

7, 4

0, 014

2 0, 36 0, 9 175 183 71, 3 0, 015

3 0, 37 1, 1 180 187 70, 9 0, 011

4 0, 29 1 180 183, 8 69, 4 0, 013

5 0, 34 1, 2 170 184, 1 67, 4 0, 015

6 0, 31 1 176 186 72, 1 0, 012

7 0, 28 0, 8 172 185, 6 68, 5 0, 014

PPS-804

1 0, 41 2, 6 153 233, 5 85, 9

7, 4

0, 009

2 0, 4 2, 5 147 234, 1 85, 5 0, 007

3 0, 42 2, 4 150 234, 7 84, 8 0, 006

4 0, 41 2, 4 152 233, 9 84, 8 0, 007

5 0, 4 2, 6 148 233, 4 84, 5 0, 009

6 0, 4 2, 6 150 235, 2 85, 5 0, 008

7 0, 42 2, 5 149 237 85, 9 0, 011

«Фильтр 550»

1 0, 57 2, 5 150 112, 4 84, 2

7, 4

0, 007

2 0, 6 2, 4 151 110, 7 83, 4 0, 008

3 0, 52 2, 6 151 111, 2 84, 8 0, 006

4 0, 6 2, 8 148 109, 9 84 0, 005

5 0, 57 2, 7 147 112, 8 84, 3 0, 009

6 0, 59 2, 7 148 109, 1 84, 4 0, 005

7 0, 56 2, 8 149 109, 7 83, 1 0, 004

Газы

шлаковозгоночной

установки

Лавсан арт.86033

1 0, 32 1 176 184, 6 67, 2

8, 6

0, 012

2 0, 35 1, 2 179 184, 8 71, 5 0, 013

3 0, 27 1, 2 178 185, 5 69 0, 012

4 0, 29 0, 9 174 184, 8 67, 1 0, 01

5 0, 36 1, 2 171 185, 4 69, 7 0, 01

6 0, 27 1 175 184, 5 72, 6 0, 011

7 0, 32 0, 8 180 184, 2 73 0, 014

Продолжение таблицы 2.3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Газы

шлаковозгоночной

установки

PPS-804

1 0, 41 2, 6 147 235, 2 84, 3

8, 6

0, 01

2 0, 41 2, 6 153 235, 4 84, 3 0, 02

3 0, 4 2, 6 153 235, 5 84, 9 0, 018

4 0, 42 2, 6 147 236, 9 85, 3 0, 015

5 0, 42 2, 5 151 234, 6 85, 1 0, 021

6 0, 4 2, 6 151 236, 7 86 0, 009

7 0, 41 2, 6 149 234, 8 85, 6 0, 008

«Фильтр 550»

1 0, 53 2, 7 149 111, 9 83, 7

8, 6

0, 008

2 0, 6 2, 8 150 111, 3 84, 4 0, 007

3 0, 59 2, 4 150 113 83 0, 006

4 0, 56 2, 4 148 111, 5 84, 2 0, 005

5 0, 53 2, 6 150 110, 2 84, 2 0, 005

6 0, 59 2, 4 150 111, 6 84, 5 0, 011

7 0, 57 2, 5 150 112, 9 84, 7 0, 009

Газы медного

производства

Лавсан арт.86033

1 0, 27 1, 2 173 184, 9 68, 1

3, 6

0, 011

2 0, 36 1 180 186 72, 8 0, 012

3 0, 28 1, 2 176 184, 8 72, 6 0, 014

4 0, 34 0, 9 175 186, 5 69 0, 011

5 0, 37 0, 9 171 186, 6 72, 7 0, 011

6 0, 3 1 179 184, 2 68, 4 0, 013

7 0, 35 1, 2 172 185, 7 67, 7 0, 011

PPS-804

1 0, 42 2, 5 148 234, 7 84, 7

3, 6

0, 01

2 0, 41 2, 4 151 236, 3 85, 8 0, 016

3 0, 4 2, 4 148 234, 8 84, 8 0, 014

4 0, 42 2, 6 150 233, 1 85 0, 011

5 0, 4 2, 5 152 234, 5 84, 4 0, 008

6 0, 4 2, 4 149 235, 2 85, 2 0, 018

7 0, 4 2, 4 153 236, 7 85, 5 0, 013

Продолжение таблицы 2.3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Газы медного

производства

«Фильтр 550»

1 0, 53 2, 8 147 112 85

3, 6

0, 009

2 0, 59 2, 7 148 110, 1 83, 9 0, 008

3 0, 54 2, 4 149 113 83, 1 0, 007

4 0, 5 2, 5 151 112, 2 83 0, 007

5 0, 52 2, 6 150 109, 3 83, 2 0, 01

6 0, 53 2, 5 151 109, 6 84, 9 0, 011

7 0, 59 2, 6 151 112 83, 4 0, 009

Газы вельц-цеха

Лавсан арт.86033

1 0, 37 1, 2 176 185, 6 67, 3

19, 8

0, 011

2 0, 28 0, 8 180 184, 5 72, 3 0, 009

3 0, 33 0, 9 176 183, 7 70, 4 0, 012

4 0, 27 0, 8 178 183, 1 72, 3 0, 013

5 0, 31 1, 2 176 184 70, 5 0, 012

6 0, 34 0, 8 177 184, 9 70 0, 009

7 0, 33 0, 8 178 184, 2 69, 1 0, 013

PPS-804

1 0, 41 2, 4 153 234, 2 85, 2

19, 8

0, 008

2 0, 42 2, 5 147 235, 8 85, 4 0, 007

3 0, 4 2, 6 147 235, 2 84, 1 0, 006

4 0, 41 2, 5 148 236 84, 1 0, 007

5 0, 41 2, 6 148 236, 4 85, 6 0, 006

6 0, 4 2, 5 152 234, 4 85, 1 0, 009

7 0, 41 2, 6 148 233, 5 86 0, 008

«Фильтр 550»

1 0, 57 2, 6 148 112, 2 83, 4

19, 8

0, 006

2 0, 55 2, 7 150 112, 8 83 0, 005

3 0, 6 2, 5 147 110, 6 84, 7 0, 007

4 0, 6 2, 7 150 109 84, 9 0, 005

5 0, 51 2, 8 148 113 84, 6 0, 006

6 0, 6 2, 7 148 111, 8 85 0, 004

7 0, 55 2, 7 151 112, 5 84, 6 0, 008

Продолжение таблицы 2.3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Газы печей КС

Лавсан арт.86033

1 0, 29 1, 2 170 186, 8 67, 5

9, 6

0, 03

2 0, 35 1 174 185, 5 71, 3 0, 028

3 0, 37 0, 9 178 183, 7 69, 8 0, 021

4 0, 37 1, 1 177 183, 6 72, 5 0, 026

5 0, 37 1, 2 175 183, 5 68, 8 0, 024

6 0, 31 1, 1 177 186, 2 70, 7 0, 023

7 0, 29 1 173 186, 6 68, 6 0, 02

PPS-804

1 0, 41 2, 5 152 235, 9 84, 5

9, 6

0, 015

2 0, 42 2, 5 147 233, 9 85 0, 016

3 0, 42 2, 4 149 233, 1 84, 8 0, 014

4 0, 4 2, 6 148 233, 4 84, 4 0, 013

5 0, 4 2, 5 149 233, 5 84, 7 0, 013

6 0, 4 2, 5 152 236, 8 84, 9 0, 017

7 0, 4 2, 5 147 234, 4 86 0, 013

«Фильтр 550»

1 0, 59 2, 6 149 112, 5 83, 9

9, 6

0, 021

2 0, 6 2, 7 151 111, 2 84, 6 0, 019

3 0, 52 2, 7 147 109, 6 84, 1 0, 022

4 0, 52 2, 5 148 110, 4 83, 3 0, 018

5 0, 55 2, 4 147 112, 1 84 0, 015

6 0, 6 2, 7 148 110, 2 84, 4 0, 017

7 0, 53 2, 4 150 111 83, 4 0, 024

Анализ матрицы коэффициентов парной корреляции для различных

переделов (технологические газы свинцового производства, конвертеров,

шлаковозгоночной установки, медного производства, вельц-цеха, печей КС) и

используемых на этих переделах фильтровальных материалов (лавсан

арт.86033, PPS-804, «Фильтр 550») показал, что запыленность не имеет тесной

связи ни с одним из регрессоров. Эффекта мультиколлинеарности между

регрессорами не наблюдается.

Адекватность модели оценивалась с помощью коэффициента

множественной корреляции R и коэффициента детерминации R2.

Коэффициент множественной корреляции во всех случаях показал

высокую тесноту связи результативного признака с регрессорами.

Коэффициент детерминации также показал, что в модели учтен высокий

процент вариации запыленности, обусловленный влиянием включенных

факторов.

Для получения минимального значения запыленности газов при

ограничениях массы 1 м2, толщины материала, среднего диаметра пор,

воздухопроницаемости и общей пористости в работе использовался

симплексный метод линейного программирования [104]. Определение

оптимальных параметров позволяет получить информацию, которая может

быть использована для управления процессом пылеулавливания на

металлургических предприятиях.

Ранее эту задачу пытались выполнить методами математических

прогрессий [105], использование которых в данном случае некорректно.

2.2.1 Газы свинцового производства

- лавсан арт.86033

Функция, найденная по экспериментальным данным, равна:

_ _ 0, 00031251_ 0, 00000961__ _ 0, 00065072__ _ 0, 13355046__ _ _0, 00152718__ _ 0, 00000003__

Каждый из полученных коэффициентов регрессии показывает, на какую

величину в среднем изменится результативный признак – запыленность газов,

если соответствующую переменную увеличить на единицу измерения, т.е.

каждый из коэффициентов является нормативным.

Коэффициент множественной корреляции R=0, 98, коэффициент

детерминации R2=0, 95.

Сравнительные данные инструментальных измерений запыленности

технологических газов на выходе из фильтра с расчетными представлено на

рисунке 2.5. График зависимости запыленности от основных регрессоров

представлен на рисунке 2.6.

Рисунок 2.5 – Соотношение расчетных и эмпирических показателей

запыленности

Рисунок 2.6 – Зависимость запыленности от воздухопроницаемости и

толщины материала

Для прогнозирования минимального значения запыленности

технологических газов при заданных параметрах характеристик

фильтровальных материалов использовалась следующая целевая функция:

_ _ 0, 00031251_ 0, 00000961__ _ 0, 00065072__ _ 0, 13355046__ _ _0, 00152718__ _ 0, 00000003__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 000, 0287 ___ 0, 37 0, 00017 __ 0, 0012 0, 183 __ 0, 00018 67 __ 0, 187 _ 73

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 6, 71 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 27 кг, толщине – 1, 2 мм,

среднем диаметре пор – 180 мкм, воздухопроницаемости – 187 мм/с, общей

пористости – 67 %.

- PPS-804

Функция, найденная по экспериментальным данным, равна:

_ _ 0, 00026217_ 0, 00013752__ _ 0, 01790273__ _ 0, 02312081__ _ _0, 00082987__ _ 0, 00000026__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 9, коэффициент

детерминации R2=0, 82.

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ 0, 00026217_ 0, 00013752__ _ 0, 01790273__ _ 0, 02312081__ _ _0, 00082987__ _ 0, 00000026__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 0002, 44 ___ 0, 42 0, 000147 __ 0, 0026 0, 233 __ 0, 000153 84 __ 0, 237 _ 86

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 3, 78 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 4 кг, толщине – 2, 4 мм,

среднем диаметре пор – 153 мкм, воздухопроницаемости – 233 мм/с, общей

пористости – 84 %.

- «Фильтр 550»

Функция, найденная по экспериментальным данным, равна:

_ _ 0, 00008711_ 0, 00001413__ _ 0, 00641654__ _ 0, 34260495__ _ _0, 00091852__ _ 0, 00000169__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 92, коэффициент

детерминации R2=0, 85.

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ 0, 00008711_ 0, 00001413__ _ 0, 00641654__ _ 0, 34260495__ _ _0, 00091852__ _ 0, 00000169__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 0002, 45 ___ 0, 6 0, 000147 __ 0, 0028 0, 109 __ 0, 000151 83 __ 0, 113 _ 85

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 2, 15 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 6 кг, толщине – 2, 4 мм,

среднем диаметре пор – 151 мкм, воздухопроницаемости – 109 мм/с, общей

пористости – 83 %.

2.2.2 Газы конвертеров

- лавсан арт.86033

Функция, найденная по экспериментальным данным, равна:

_ _ 0, 00018712_ 0, 00000537__ _ 0, 00185037__ _ 0, 21235886__ _ _0, 00070351__ _ 0, 00000009__

Коэффициент множественной корреляции R=1, коэффициент

детерминации R2=0, 99.

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ 0, 00018712_ 0, 00000537__ _ 0, 00185037__ _ 0, 21235886__ _ _0, 00070351__ _ 0, 00000009__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 000, 0287 ___ 0, 37 0, 00017 __ 0, 0012 0, 183 __ 0, 00018 67 __ 0, 187 _ 73

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 10, 54 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 27 кг, толщине – 1, 2 мм_______,

среднем диаметре пор – 180 мкм, воздухопроницаемости – 187 мм/с, общей

пористости – 67 %.

- PPS-804

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ _0, 00016633 _ 0, 00009044__ _ 0, 01623138__ _ 0, 05435287__ _ _0, 00045299__ _ 0, 00000002__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 89, коэффициент

детерминации R2=0, 81.

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ _0, 00016633 _ 0, 00009044__ _ 0, 01623138__ _ 0, 05435287__ _ _0, 00045299__ _ 0, 00000002__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 0002, 44 ___ 0, 42 0, 000147 __ 0, 0026 0, 233 __ 0, 000153 84 __ 0, 237 _ 86

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 7, 71 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 4 кг, толщине – 2, 4 мм,

среднем диаметре пор – 153 мкм, воздухопроницаемости – 233 мм/с, общей

пористости – 84 %.

- «Фильтр 550»

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ 0, 00010683 _ 0, 0000048__ _ 0, 01092954__ _ 0, 78729365__ _ _0, 00060969__ _ 0, 00000023__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 94, коэффициент

детерминации R2=0, 89.

Сравнительные данные инструментальных измерений запыленности

технологических газов на выходе из фильтра с расчетными представлено на

рисунке 2.7. График зависимости запыленности от основных регрессоров

представлен на рисунке 2.8.

Рисунок 2.7 – Соотношение расчетных и эмпирических показателей

запыленности

Рисунок 2.8 – Зависимость запыленности от воздухопроницаемости и толщины

материала

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ 0, 00010683 _ 0, 0000048__ _ 0, 01092954_0, 00060969_ __ _ 0, 78729365__ _ _ _ 0, 00000023__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 0002, 45 ___ 0, 6 0, 000147 __ 0, 0028 0, 109 __ 0, 000151 83 __ 0, 113 _ 85

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 2, 31 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 5 кг, толщине – 2, 8 мм,

среднем диаметре пор – 151 мкм, воздухопроницаемости – 109 мм/с, общей

пористости – 83 %.

2.2.3 Газы шлаговозгоночной установки

- лавсан арт.86033

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ _0, 00006782_ 0, 00001103__ _ 0, 00073513__ _ 0, 4330797__ _ _0, 00002156__ _ 0, 00000007__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 98, коэффициент

детерминации R2=0, 96.

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ _0, 00006782_ 0, 00001103__ _ 0, 00073513__ _ 0, 4330797__ _ _0, 00002156__ _ 0, 00000007__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 000, 0287 ___ 0, 37 0, 00017 __ 0, 0012 0, 183 __ 0, 00018 67 __ 0, 187 _ 73

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 8, 56 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 27 кг, толщине – 1, 2 мм,

среднем диаметре пор – 170 мкм, воздухопроницаемости _______– 187 мм/с, общей

пористости – 67 %.

- PPS-804

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ _0, 00047355 _ 0, 00037099__ _ 0, 04240364__ _ 1, 75145694__ _ _0, 00219341__ _ 0, 00000393__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 97, коэффициент

детерминации R2=0, 94.

Сравнительные данные инструментальных измерений запыленности

технологических газов на выходе из фильтра с расчетными представлено на

рисунке 2.9. График зависимости запыленности от основных регрессоров

представлен на рисунке 2.10.

Рисунок 2.9 – Соотношение расчетных и эмпирических показателей

запыленности

Рисунок 2.10 – Зависимость запыленности от воздухопроницаемости и

толщины материала

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ _0, 00047355 _ 0, 00037099__ _ 0, 04240364__ _ 1, 75145694__ _ _0, 00219341__ _ 0, 00000393__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 0002, 44 ___ 0, 42 0, 000147 __ 0, 0026 0, 233 __ 0, 000153 84 __ 0, 237 _ 86

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 3, 85 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 4 кг, толщине – 2, 6 мм,

среднем диаметре пор – 147 мкм, воздухопроницаемости – 233 мм/с, общей

пористости – 84 %.

- «Фильтр 550»

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ _0, 00041332 _ 0, 00000117__ _ 0, 00056136__ _ 0, 84078856__ _ _0, 00107933__ _ 0, 0000021__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 9, коэффициент

детерминации R2=0, 82.

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ _0, 00041332 _ 0, 00000117__ _ 0, 00056136__ _ 0, 84078856__ _ _0, 00107933__ _ 0, 0000021__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _0, 0002, 45 ___

0, 6 0, 000147

__

0, 0028 0, 109

__

0, 000151 83

__

0, 113 _

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 0, 7 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 5 кг, толщине – 2, 8 мм,

среднем диаметре пор – 147 мкм, воздухопроницаемости – 109 мм/с, общей

пористости – 83 %.

2.2.4 Газы медного производства

- лавсан арт.86033

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ 0, 00016134_ 0, 00000064__ _ 0, 00006036__ _ 0, 07211241__ _ _0, 00098299__ _ 0, 00000029__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 91, коэффициент

детерминации R2=0, 83.

Сравнительные данные инструментальных измерений запыленности

технологических газов на выходе из фильтра с расчетными представлено на

рисунке 2.11. График зависимости запыленности от основных регрессоров

представлен на рисунке 2.12.

Рисунок 2.11 – Соотношение расчетных и эмпирических показателей

запыленности

Рисунок 2.12 – Зависимость запыленности от воздухопроницаемости и

толщины материала

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ 0, 00016134_ 0, 00000064__ _ 0, 00006036__ _ 0, 07211241__ _ _0, 00098299__ _ 0, 00000029__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 000, 0287 ___ 0, 37 0, 00017 __ 0, 0012 0, 183 __ 0, 00018 67 __ 0, 187 _ 73

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 9, 43 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 27 кг, толщине – 0, 8 мм,

среднем диаметре пор – 170 мкм, воздухопроницаемости – 187 мм/с, общей

пористости – 67 %.

- PPS-804

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ _0, 00068021 _ 0, 00042562__ _ 0, 04499928__ _ 1, 97479185__ _ _0, 00116917__ _ 0, 00000914__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 98, коэффициент

детерминации R2=0, 96.

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ _0, 00068021 _ 0, 00042562__ _ 0, 04499928__ _ 1, 97479185__ _ _0, 00116917__ _ 0, 00000914__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 0002, 44 ___ 0, 42 0, 000147 __ 0, 0026 0, 233 __ 0, 000153 84 __ 0, 237 _ 86

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 5, 34 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 42 кг, толщине – 2, 4 мм,

среднем диаметре пор – 153 мкм, воздухопроницаемости – 233 мм/с, общей

пористости – 86 %.

- «Фильтр 550»

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ _0, 0000845 _ 0, 00000003__ _ 0, 00126172__ _ 0, 41349474__ _ _0, 00049753__ _ 0, 000001__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 9, коэффициент

детерминации R2=0, 81.

Для _______определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ _0, 0000845 _ 0, 00000003__ _ 0, 00126172__ _ 0, 41349474__ _ _0, 00049753__ _ 0, 000001__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 0002, 45 ___ 0, 6 0, 000147 __ 0, 0028 0, 109 __ 0, 000151 83 __ 0, 113 _ 85

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 6, 11 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 5 кг, толщине – 2, 4 мм,

среднем диаметре пор – 147 мкм, воздухопроницаемости – 113 мм/с, общей

пористости – 83 %.

2.2.5 Газы вельц-цеха

- лавсан арт.86033

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ 0, 00062033_ 0, 00004493__ _ 0, 00078035__ _ 0, 09950144__ _ _0, 00264293__ _ 0, 00000179__

Коэффициент множественной корреляции R=1, коэффициент

детерминации R2=1.

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ 0, 00062033_ 0, 00004493__ _ 0, 00078035__ _ 0, 09950144__ _ _0, 00264293__ _ 0, 00000179__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 000, 0287 ___ 0, 37 0, 00017 __ 0, 0012 0, 183 __ 0, 00018 67 __ 0, 187 _ 73

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 7, 09 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 37 кг, толщине – 0, 8 мм,

среднем диаметре пор – 170 мкм, воздухопроницаемости – 187 мм/с, общей

пористости – 67 %.

- PPS-804

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ 0, 00016041_ 0, 00019469__ _ 0, 02412471__ _ 0, 49723708__ _ _0, 00031847__ _ 0, 0000016__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 88, коэффициент

детерминации R2=0, 78.

Сравнительные данные инструментальных измерений запыленности

технологических газов на выходе из фильтра с расчетными представлено на

рисунке 2.13. График зависимости запыленности от основных регрессоров

представлен на рисунке 2.14.

Рисунок 2.13 – Соотношение расчетных и эмпирических показателей

запыленности

Рисунок 2.14 – Зависимость запыленности от воздухопроницаемости и

толщины материала

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ 0, 00016041_ 0, 00019469__ _ 0, 02412471__ _ 0, 49723708__ _ _0, 00031847__ _ 0, 0000016__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 0002, 44 ___ 0, 42 0, 000147 __ 0, 0026 0, 233 __ 0, 000153 84 __ 0, 237 _ 86

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 0, 7 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 41 кг, толщине – 2, 6 мм,

среднем диаметре пор – 153 мкм, воздухопроницаемости – 237 мм/с, общей

пористости – 84 %.

- «Фильтр 550»

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ _0, 00011342_ 0, 00005062__ _ 0, 0211626__ _ 0, 61027098__ _ _0, 00005703__ _ 0, 00000127__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 99, коэффициент

детерминации R2=0, 98.

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ _0, 00011342_ 0, 00005062__ _ 0, 0211626__ _ 0, 61027098__ _ _0, 00005703__ _ 0, 00000127__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 0002, 45 ___ 0, 6 0, 000147 __ 0, 0028 0, 109 __ 0, 000151 83 __ 0, 113 _ 85

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 3, 32 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 5 кг, толщине – 2, 8 мм,

среднем диаметре пор – 147 мкм, воздухопроницаемости – 109 мм/с, общей

пористости – 83 %.

2.2.6 Газы печей КС

- лавсан арт.86033

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ _0, 00048795 _ 0, 0001488__ _ 0, 0155585__ _ 0, 99426047__ _ _0, 00305483__ _ 0, 00000077__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 9, коэффициент

детерминации R2=0, 81.

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ _0, 00048795 _ 0, 0001488__ _ 0, 0155585__ _ 0, 99426047__ _ _0, 00305483__ _ 0, 00000077__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 000, 0287 ___ 0, 37 0, 00017 __ 0, 0012 0, 183 __ 0, 00018 67 __ 0, 187 _ 73

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 2, 54 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 27 кг, толщине – 0, 8 мм,

среднем диаметре пор – 180 мкм, воздухопроницаемости – 185 мм/с, общей

пористости – 67 %.

- PPS-804

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ 0, 00024031_ 0, 00009587__ _ 0, 04764334__ _ 2, 64542238__ _ _0, 00391993__ _ 0, 00000697__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 99, коэффициент

детерминации R2=0, 998.

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ 0, 00024031_ 0, 00009587__ _ 0, 04764334__ _ 2, 64542238__ _ _0, 00391993__ _ 0, 00000697__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 0002, 44 ___ 0, 42 0, 000147 __ 0, 0026 0, 233 __ 0, 000153 84 __ 0, 237 _ 86

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 1, 2 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 4 кг, толщине – 2, 6 мм,

среднем диаметре пор – 153 мкм, воздухопроницаемости – 233 мм/с, общей

пористости – 84 %.

- «Фильтр 550»

Функция, полученная по экспериментальным данным, равна:

_ _ _0, 00008679 _ 0, 00007018__ _ 0, 01831205__ _ 1, 35401035__ _ _0, 00094205__ _ 0, 00000247__

Коэффициент множественной корреляции R=0, 9, коэффициент

детерминации R2=0, 82.

Сравнительные данные инструментальных измерений запыленности

технологических газов на выходе из фильтра с расчетными представлено на

рисунке 2.15. График зависимости запыленности от основных регрессоров

представлен на рисунке 2.16.

Рисунок 2.15 – Соотношение расчетных и эмпирических показателей

запыленности

Рисунок 2.16 – Зависимость запыленности от воздухопроницаемости и

толщины материала

Для определения минимального значения запыленности использовалась

следующая целевая функция:

_ _ _0, 00008679 _ 0, 00007018__ _ 0, 01831205__ _ 1, 35401035__ _ _0, 00094205__ _ 0, 00000247__ _ ___

Введены следующие ограничения:

_ _ _ _ _

0, 0002, 45 ___ 0, 6 0, 000147 __ 0, 0028 0, 109 __ 0, 000151 83 __ 0, 113 _ 85

"

При решении поставленной задачи определено, что минимальное

значение запыленности составит 11, 76 мг/м3. Данное значение достигается при

массе 1 м2 фильтровального материала, равной 0, 6 кг, толщине – 2, 4 мм,

среднем диаметре пор – 147 мкм, воздухопроницаемости – 109 мм/с, общей

пористости – 83 %.

Выводы по разделу 2

1. Определение дисперсности пылей с применением электронного

микроскопа обеспечивает получение данных более близких к истинному

значению по сравнению с методом центробежной сепарации.

2. Исследованиями установлено, что наибольшее влияние на

эффективность пылеулавливания оказывают дисперсный и химический состав

пылей. При выборе фильтровальных материалов нужно обращать особое

внимание на содержание в пылях свинца, т.к. данный компонент имеет низкую

дисперсность.

3. В результате использования симплексных математических методов

исследования [105] установлены регрессионные зависимости между

свойствами фильтровальных материалов и выходной запыленностью

технологических газов. Полученные регрессионные уравнения позволяют с

высокой точностью прогнозировать запыленность на выходе из рукавных

фильтров без выполнения трудоемких инструментальных измерений.

4. Симплексным методом линейного программирования выявлены

оптимальные параметры фильтровальных материалов для достижения наиболее

низкого значения запыленности технологических газов.

5. В целом исследования позволяют минимизировать негативное

влияние на атмосферный воздух, значительно (до 50 %) снизить потери

промпродуктов и исключает необходимость дорогостоящей навески опытной

партии фильтровальных тканей для оценки технико-экономических параметров

работы рукавных фильтров на предприятиях.