2021-4 VSNiP Problems of Contemporary Science and Practice. Vernadsky University Вопросы современной науки и практики. Университет имени В.И. Вернадского 2541-853X 1990-9047 ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет» 10.17277/voprosy.2021.04.pp.013-020 12539 Version of Record Design of a Laboratory Installation for Experimental Studies of the Process of Foam Purification of Gas-Dust Emissions from Red Phosphorus Проектирование лабораторной установки для экспериментальных исследований процесса пенной очистки газопылевых выбросов от красного фосфора Dolgova O. V. Dolgova O. V. Lopatyuk Yu.V. Kozachek A. V. laboratory facility foam apparatus design gas cleaning process particles of red phosphorus experimental research лабораторная установка пенный аппа- рат проектирование процесс газоочистки частицы красного фосфора экспериментальные исследования 2021 4 квартал 2021 года 4 4 4 © 2021 Вопросы современной науки и практики. Университет имени В.И. Вернадского 2021 O. V. Dolgova, , , O. V. Dolgova, Lopatyuk Yu.V., A. V. Kozachek

Спроектирована и изготовлена малогабарит - ная лабораторная установка для проведения исследований процесса очистки газовых выбросов от частиц фосфора в пенном абсорбере . Установка разработана в соответствии с требования - ми теории подобия , что позволяет полностью моделировать про- цессы , происходящие на промышленной установке . Применение представленной установки пенной фильтрации на этапе исследо - ваний позволит оптимизировать и удешевить процесс отработки промышленной установки газоочистки . Технический красный фосфор при хранении на воздухе взаимодейст - вует с кислородом воздуха и парами воды с образованием фосфорного ангидрида и фосфорной кислоты , что приводит к ухудшению технологи - ческих характеристик самого красного фосфора . Для недопущения подоб - ных явлений осуществляют модификацию красного фосфора специальны - ми химическими реагентами . Технологический процесс модификации включает в себя стадии сушки и расфасовки модифицированного красного фосфора , где с вентиляционными газами частицы красного фосфора и фос- форный ангидрид выбрасываются в атмосферу , вызывая ее загрязнение . Долгова Ольга Валерьевна – кандидат технических наук , ассистент кафедры «Приро - допользовани е и защита окружающей среды », ТамбГТУ , г. Тамбов , Россия ; Лопатюк Юрий Викторович – кандидат технических наук , начальник Головной экологической лабо - ратории , ФГУП «ФЦДТ «Союз », г. Дзержинский , Московская обл., Россия ; Козачек Артемий Владимирович – кандидат педагогических наук , доцент , заведующий кафедрой «Природопользование и защита окружающей среды », e-mail: artem_kozachek@mail.ru, ТамбГТУ , г. Тамбов , Россия . ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ И ПРАКТИКИ . 14Красный фосфор токсичен вследствие присутствия примеси 0,05…0,1 г/кг желтого фосфора (ядовит ), предельно допустимая концен - трация красного фосфора в воздухе рабочей зоны 0,03мг/м3. Поэтому для соблюдения санитарно -гигиенических требований производство красного фосфора должно быть оборудовано системой очистки вентиляционных газов . Пыль красного фосфора склонна к возгоранию , в связи с чем соот - ветствующую очистку вентиляционных газов проводят с использованием водной среды [1]. Очистку выбросов производства модифицированного фосфора , состоящих из гидрофобной пыли красного фосфора и фосфорного ангид - рида , который взаимодействует с водой с образованием ортофосфорной кислоты , предлагается осуществлять в пенном абсорбере , обеспечиваю - щем высокую степень очистки , как от пыли , так и токсичных газов . В пен- ных абсорберах пыль улавливается в слой пены и накапливается в баке - отстойнике , из которого после отстаивания ее можно направить в смеси - тель, где начинается производство модифицированного красного фосфора . В орошающую воду , при необходимости , вводят реагент для связывания уловленного фосфорного ангидрида (ортофосфорной кислоты ) газов . Проведение экспериментальных исследований по определению опти - мальных условий очистки газопылевых выбросов предприятий от частиц красного фосфора на промышленной установке , смонтированной на про- изводстве , связано со значительными трудозатратами по подготовке каж- дого опыта , необходимостью тщательной мойки всех ее частей , включая бак-отстойник , большим расходом реагентов в каждом опыте и не всегда совместимо с требованиями безопасности при работе промышленной ус- тановки . Организация экспериментальной работы по изучению процесса очи- стки газопылевых выбросов от красного фосфора на лабораторной уста- новке упрощает стадии эксперимента . Значительно сокращаются затраты на подготовку и проведение измерений и оценки . Кроме того, при проек - тировании лабораторной установки можно заранее , с учетом необходимых режимов , предусмотреть возможность регулирования расхода газа и жид- кости , оформить технологические отверстия для измерения скорости газа, расхода жидкости , обеспечить необходимую степень очистки газа, органи - зовать упрощенный отбор проб и т.д. Расчет и разработку лабораторной установки предлагается проводить с соблюдением геометрического и гидродинамического подобия , в соот - ветствии с принятыми требованиями теории подобия , тогда результаты лабораторных экспериментов будут актуальными для промышленного пенного газоочистителя . При пенном режиме для моделей установок достаточных размеров в широких пределах изменения условий процесс пенообразования практи - чески автомоделен . Высота слоя подвижной пены и гидравлическое сопротивление его почти не зависят от геометрических размеров . Пенооб - разование не зависит от эквивалентного диаметра аппарата Dэ, находяще - гося в пределах 0,04…2,5 м, свободного сечения решетки So, равного 4 – 40 %, а также от конфигурации и размеров отверстий в некоторых пре- делах . Высота пены Н не зависит от толщины решетки δ, δ = 1…25 мм [2]

 1. GOST 8655-75. Fosfor krasnyy tekhnicheskiy. Tekhnicheskiye usloviya [GOST 8655–75. Phosphorus red technical. Technical conditions], Moscow: Izdatel'stvo standartov, 1977, 21 p. (In Russ.) 2. Gukhman A.A. Vvedeniye v teoriyu podobiya [Introduction to the theory of similarity], Moscow: Vysshaya shkola, 1973, 296 p. (In Russ.) 3. Pozin M.Ye., Mukhlenov I.P., Tarat E.Ya. Pennyye gazoochistiteli, teploobmenniki i absorbery. Rabota i raschet pennykh apparatov [Foam gas cleaners, heat exchangers and absorbers. Work and calculation of foam devices], Leningrad: Goskhimizdat, 1959, 123 p. (In Russ.) 4. Raafat V.S.B. PhD Dissertation (Technical), Moscow, 1984, 170 p. (In Russ.) 5. Rodionov A.I. PhD Dissertation (Technical), Moscow, 1969, 390 p. (In Russ.) 1. ГОСТ 8655–75. Фосфор красный технический. Технические условия. – Взамен ГОСТ 8655–57, ГОСТ 5.1355–72 ; введ. 1977-01-01. – М. : Изд-во стандар- тов, 1977. – 21 с. 2. Гухман, А. А. Введение в теорию подобия / А. А. Гухман. – 2-е изд., доп. и перераб. – М. : Высш. шк., 1973. – 296 с. 3. Позин, М. Е. Пенные газоочистители, теплообменники и абсорберы. Рабо- та и расчет пенных аппаратов / М. Е. Позин, И. П. Мухленов, Э. Я. Тарат. – Л. : Госхимиздат, 1959. – 123 с. 4. Раафат, В. С. Б. Поверхность контакта фаз, тепло- и массообмен на пла- стинчатых тарелках : дис. … канд. техн. наук : 05.17.08 / Раафат Вильсон Салама Бешай. – М., 1984. – 170 с. 5. Родионов, А. И. Поверхность контакта фаз и массопередача в тарельчатых колоннах : дис. … д-ра техн. наук : 05.00.00 / Родионов Анатолий Иванович. – М., 1969. – 390 с.