Методы и технические средства защиты атмосферного воздуха от загрязнения и очистки отходящих газов - файл n1.doc

приобрести
Методы и технические средства защиты атмосферного воздуха от загрязнения и очистки отходящих газов
скачать (1133.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1134kb.06.07.2012 23:25скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5
Содержание


1 Методы и технические средства защиты атмосферного воздуха от загрязнения и очистки отходящих газов




Введение………………………………………………….….………………

3

1.1 Санитарно-гигиенические нормативы качества атмосферного воздуха………………………………………………………………………


5

1.2 Классификация методов и аппаратов для очистки газовых выбросов…………………………………………………………...……………


10

1.2.1 Очистка газов от аэрозолей………………………………….………..

13

1.2.2 Очистка газов от газообразных и парообразных примесей………...

42

1.3 Методы очистки отходящих газов, применяемые на железнодорожном транспорте………………………………………………………….


56

Заключение…………………………………………………………………..

65

2 Задачи………………………………………………………………………

68

Список использованных источников………………………………………

76

























































Введение
Одним из следствий техногенного влияния на окружающую среду в ряде стран в настоящее время является заметное ухудшение состояния атмосферного воздуха. Наиболее крупнотоннажные(млн. тонн в год) глобальные загрязнения атмосферы образуют оксиды углерода(2∙104), азота(50), серы(150), пыль(250), углеводороды(более 50). Номенклатура загрязнений весьма широка и включает, помимо названных, сероводород, сероуглерод, аммиак, галогены и их производные, сажу, оксиды металлов, различные соли и другие соединения[1].

Наиболее эффективным направлением в области за­щиты атмосферного воздуха от загрязнений является использование малоотходных ресурсо- и энергосберегающих технологических процессов с замкнутыми производствен­ными циклами, исключающими или резко снижающими выброс вредных веществ в окружающую среду. Однако не всегда уда­ется разработать и внедрить малоотходные технологические процессы, обеспечивающие полную комплексную очистку вредных техно­логических выбросов в атмосферу, поэтому в настоящее время одним из основных средств предотвращения вредных выбросов остается разработка и внедрение эффективных систем очистки газов[2].

Во многих отраслях промышленности именно газоочистительная аппаратура совместно с другим технологическим оборудованием обеспечивает малоотходное производство. Это касается энергетики, черной и цветной металлургии, химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Поэтому рассмотрение вопросов о методах очистки и системах газоочистительной аппаратуры, динамики и перспектив ее развития является важной задачей, имеющей экономическое, экологическое и технологическое значение.

В данной работе сделана попытка объединения материалов, взятых из технической литературы, нормативных документов, журнальных и газетных статей, справочной литературы, а также литературы, рассматривающей экологические проблемы с целью наиболее комплексного представления вопросов, имеющих отношение к системам газоочистки и решения с их помощью проблемы защиты воздушного бассейна, включая технологический, экономический и экологический аспекты.

Экологический аспект проблемы газоочистки представлен в работе с использованием нормативных документов ОНД-86, материалов ГОСТ 12.1.005-76, ГОСТ 12.1.007-76, ГОСТ 17.2.3.02-78, СанПиН 2.2.1/2.1.1567-96. Технологический аспект защиты воздушного бассейна, в частности, вопросы пылеулавливания рассмотрены с помощью работ Родионова А. И., Клушина В. Н., Систера В. Г., Ужова В. Н., Вальтберга А. Ю., Зайончковского Я., Алиева Г. М., Русанова А. А. Методы очистки отходящих газов от парообразных и газообразных примесей представлены с использованием работ Калверта С., Инглунда Г. М., Тимонина А. С., Иоффе И. И., Письмена Л. М., Мухленова И. П., Страуса В. М. Защита воздушного бассейна на предприятиях железнодорожного транспорта рассмотрена с помощью работ Голубева И. Р., Новикова Ю. В., Симсона А. Э., Булаева В. Г., Козлова Ю. М., Тарасова Е. М., Смыслова А. И., Мельника А. В., Васильева И. П.

Объектом исследования данной работы является инженерная экология. Предметом исследования - методы и технические средства защиты атмосферного воздуха. Цель работы заключается в рассмотрении методов и технических средств защиты атмосферного воздуха от загрязнения и очистки отходящих газов. В задачи работы входит рассмотрение санитарно-гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха, классификации методов и аппаратов для очистки газовых выбросов, очистки газов от аэрозолей, газообразных и парообразных примесей, методов очистки отходящих газов, применяемых на железнодорожном транспорте.

Каждый из аспектов газоочистки находит свое отражение в соответствующих разделах работы. В первом разделе подчеркнут экологический аспект газоочистки. Приведены понятия о гигиеническом нормировании качества атмосферного воздуха, в частности, показателей предельно-допустимых концентраций, предельно-допустимых выбросов, санитарно-защитной зоны предприятия. Во втором разделе рассмотрен технологический аспект защиты воздушного бассейна. Приведена информация об источниках выбросов, о характере загрязнений в соответствии с которым различают методы очистки газов от аэрозолей, газообразных и парооб­разных примесей. Приведена структура широко используемых в производстве газоочистительных и пылеулавливающих аппаратов. В третьем разделе, учитывая специфику учебного заведения, рассмотрены методы очистки отходящих газов, применяемые на железнодорожном транспорте.

Объем работы 78 листов, 33 наименования использованной литературы.

Ключевые слова: технология малоотходная, антропогенное загрязнение, нормативы качества атмосферного воздуха, промышленность, транспорт, газоочистка, метод, газоочистное оборудование, аэрозоль.
1.1 Санитарно-гигиенические нормативы качества атмосферного воздуха
В настоящее время, когда малоотходная технология находится в периоде становления, основной задачей газоочистки служит доведение содержания токсичных примесей в газовых выбросах до предельно допусти­мых концентраций, установленных санитарными нормами.

Санитарно-гигиенические нормативы - это устанавливаемые в законодательном порядке, обязательные для исполнения всеми ведомствами, органами и организациями допустимые уровни содержания химических соединений в объектах окружающей среды. Основной величиной экологического нормирования содержания вредных химических соединений в компонентах природной среды является предельно допустимая концентрация (ПДК).

Для санитарной оценки воздушной среды используются следующие показатели:

ПДКр.з. - предельно допустимая концентрация химического вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3. Эта концентрация при ежедневной (кроме выходных дней) работе в пределах 8 ч или другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не должна вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих. На территории предприятия содержание примесей принимается равным 0,3 от ПДКр.з..;

ПДКм.р. - предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация при вдыхании в течение 20-30 минут не должна вызывать рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека;

ПДКс.с. - предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом воздействии(годы);

Наряду с ПДК существуют временно-допустимые концентрации(ВДК), иначе называемые ориентировочными безопасными уровнями воздействия химического вещества в атмосферном воздухе (ОБУВ).

ОБУВ – временный ориентировочный гигиенический норматив содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе населенных мест. Этот показатель устанавливается расчетным путем, исходя из известных токсикометрических и физико-химических свойств вещества на основе корреляционно-регрессивной зависимости, а также путем интерполяции и экстраполяции. Этот норматив устанавливается на срок 2-3 года, после чего должен быть установлен ПДК[3].

Согласно ГОСТ 12.01.007-76, все вредные вещества по степени их воздействия на организм человека разделены на 4 класса опасности:

I - чрезвычайно опасные (ПДК не более 0,1 мг/м3);

II - высокоопасные (ПДК от 0,1 до 1 мг/м3);

III - умеренно опасные (ПДК от 1 до 10 мг/м3);

IV - малоопасные (ПДК более 10 мг/м3).

Степень загрязнения атмосферы оценивается по кратности и частоте превышения ПДК.

При содержании в воздухе нескольких n токсичных соединений однонаправленного действия, их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать единицы:

с1/ПДК1 + с2/ПДК2 + ... + сn/ПДКn ? 1 (1)

где c1, с2, ..., сn фактическая концентрация загрязнителей в воздухе, мг/м3;

ПДК1, ПДК2, ..., ПДКn – предельно допустимая кон­центрация, мг/м3.

При невозможности достигнуть ПДК очисткой иногда приме­няют многократное разбавление токсичных веществ или выброс газов через высокие дымовые трубы для рассеивания примесей в верхних слоях атмосферы. Распространение в атмосфере выбрасываемых из высоких источников (труб) загрязняющих вредных веществ подчиняется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состояние атмосферы, расположение предприятий, характер местности, физические свойства выбросов, высота трубы, диаметр ее устья и другие факторы. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное - распределением температур в вертикальном направлении[4].

Соблюдение ПДК, установленных на основе санитарно-гигиенических соображений, еще не исключает вредного воздействия на окружающую среду. Так, например, проблема кислотных дождей существует независимо от соблюдения норм ПДК по сернистому ангидриду и оксидам азота и связана с количеством указанных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Все это требует наряду с существующей системой ПДК, разработки и внедрения в законодательном порядке норм ограничения абсолютных выбросов в окружающую среду для всех промышленных предприятий, включая предприятия железнодорожного транспорта. Такие ограничения называются нормами предельно допустимых выбросов (ПДВ); они позволяют не только более эффективно бороться с увеличением абсолютных выбросов, но и четко оценивать ответственность каждого предприятия за загрязнение атмосферы. После введения в действие ГОСТ 17.2.3.02-78 "Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями", проблема ограничения токсичных выбросов стала актуальной и для предприятий железнодорожного транспорта. ПДВ является научно-техническим нормативом, устанавливаемым для конкретного источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы вредных веществ от этого источника, а также выбросы от всей совокупности источников города (с учетом перспектив развития предприятий) при их рассеивании в атмосфере не создадут приземных концентраций, превышающих установленные нормативы качества воздуха.

Если в воздухе населенных пунктов (городов, рабочих поселков и т.п.) концентрации вредных веществ, превышают предельно допустимые, а ПДВ в настоящее время не может быть достигнут, вводится поэтапное уменьшение выбросов вредных веществ от действующих предприятий до значений, соответствующих нормам качества воздуха или до полного предотвращения выбросов. На каждом этапе до обеспечения ПДВ устанавливают временно согласованные выбросы (ВСВ) вредных веществ.

Если фактический выброс вредных веществ в атмосферу меньше расчетного значения ПДВ, то в качестве ПДВ принимается фактический сброс.

Основными критериями качества атмосферного воздуха при установлении ПДВ является ПДК. При установлении ПДВ учитывают значение фоновой концентрации вредных веществ в атмосфере от остальных источников для данного населенного пункта (Сф).

Также необходимо дать понятие санитарно-защитной зоны предприятия(СЗЗ).

СЗЗ – благоустроенная или озелененная территория определенной протяженности, отделяющая площадку предприятия, являющегося загрязнителем атмосферы, от жилой и общественной застройки. СЗЗ следует считать пространство между промышленной площадкой и границей, на которой обеспечивается соблюдение ПДК вредных веществ. На границе промышленной площадки концентрация вредных веществ не должна превышать 0,3 ПДКр.з. С 1981 года расчет СЗЗ регламентируется государственным стандартом. Размеры СЗЗ устанавливаются с учетом санитарной классификации предприятий, расчетов загрязнения атмосферы и других факторов. В санитарной классификации согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1567-96 выделяют пять классов предприятий с соответствующими им размерами СЗЗ: 1 класс – 2000 м, 2 класс – 1000 м, 3 класс – 500 м, 4 класс – 300 м, 5 класс – 100 м.

При необходимости и соответствующем технико-экономическом и гигиеническом обосновании СЗЗ может быть увеличена, но не более чем в три раза, то есть максимальное значение СЗЗ равно 6000 м.

Размеры СЗЗ должны проверяться расчетом загрязнения атмосферы с учетом перспективы развития предприятия и фактического загрязнения атмосферного воздуха. При установлении протяженности СЗЗ должны учитываться господствующее направления ветров, то есть СЗЗ может в зависимости от розы ветров иметь различную протяженность в разных направлениях, но в любом случае не ниже минимальной (нормативной).

1.2 Классификация методов и аппаратов для очистки газовых выбросов
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются промышленные предприятия, транспорт, тепловые электростанции, животноводческие комплексы. Каждый из этих источников связан с выделением большого количества специфических токсичных веществ, иногда не поддающихся сразу идентификации, хотя номенклатура крупнотоннажных загрязнителей сравнительно мала.

В газообразных выбросах вредные примеси мож­но разделить на две группы:

1) взвешенные частицы твердых веществ — пыль, дым; жидкостей — туман;

2) газооб­разные и парообразные вещества.

Отходящие газы, содержащие взвешенные твердые или жидкие частицы, представляют собой двухфазные системы. Сплошной фазой являются газы, а дисперсной – твердые частицы или капельки жидкости. Эти системы называют аэрозолями. К аэрозолям относятся взвешен­ные твердые частицы неорганического и органического происхож­дения, а также взвешенные частицы жидкости. Пыль – это дисперсная малоустойчивая система, содержащая больше крупных частиц, чем дымы и туманы. Счетная концентрация (чис­ло частиц в 1 см3) мала по сравнению с дымами и туманами. Пыли содержат твердые частицы размером от 5 до 50 мкм. Неорганическая пыль обра­зуется при горных разработках, переработке руд, металлов, мине­ральных солей и удобрений, строительных материалов, карбидов и других неорганических веществ; промышленная пыль органи­ческого происхождения - угольная, древесная, тор­фяная, сланцевая, сажа и другие виды. К дымам относятся аэродисперсные системы с малой скоростью осаждения под действием силы тяже­сти. Дымы образуются при сжигании топлива и его деструктив­ной переработке, а также в результате химических реакций, нап­ример, при взаимодействии аммиака и хлороводорода, при окислении паров металлов в электрической дуге и прочее. Размеры частиц в дымах много меньше, чем в пыли и туманах, и состав­ляют от 5 мкм до субмикронных размеров - менее 0,1 мкм. Туманы состоят из капелек жидкости размером от 0,3 до 5 мкм, образующихся при конден­сации паров или распылении жидкости. В промышленных выбросах туманы образуются главным образом из кислот: серной, фосфорной и других.

Вторая группа – газообразные и парообразные вещества, содержащиеся в газовых выбросах, го­раздо более многочисленна. К ней относятся кислоты, галогены и галогенопроизводные, газообразные оксиды, альдегиды, кетоны, спирты, углеводороды, амины, нитросоединения, пары металлов, пиридины, меркаптаны и многие другие компоненты газообразных отходов.

В соответствии с характером вредных примесей различают методы очистки газов от аэрозолей и от газообразных и парооб­разных примесей. Все способы очистки газов определяются в пер­вую очередь физико-химическими свойствами примесей, их агре­гатным состоянием, дисперсностью, химическим составом и прочими свойствами. Разнообразие вредных примесей в промышленных газовых выбро­сах приводит к большому разнообразию методов очистки, приме­няемых реакторов и химических реагентов. При этом под очисткой следует понимать отделение от газа или превращение в безвредное состояние загрязняющего вещества, поступающего от источника выбросов. Классификация методов и аппаратов для очистки газовых выбросов от различных примесей приведена на рисунке 1. Она, безусловно, не охватывает всех существующих методов и тем более аппаратов, применяемых для очистки газов, но позволяет получить общее представление об экотехнике воздушной среды[1].

1.2.1 Очистка газов от аэрозолей

Одним из наиболее распространен­ных техногенных загрязни­телей атмосферного воздуха является различного рода пыль, содержащаяся в отходя­щих вентиляционных и про­мышленных газах.

Методы очистки по их основному принципу можно разделить на механическую очистку, электрическую очистку и очистку с помощью звуковой и ультразвуко­вой коагуляции.

Механическая очистка газов включает сухие и мок­рые методы. Так в основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения, а также фильтрационные механизмы. В мокрых пылеуловителях осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью. При этом осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости. В электрофильтрах отделение заряженных частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах [1].

В большинстве промышленных газоочистительных уста­новок комбинируется несколько приемов очистки от аэрозолей, причем конструкции очистных аппаратов весьма многочисленны. Выбор метода и аппарата для обезвреживания аэрозолей в первую очередь зависит от их дисперсного состава. В таблице 1 приведены аппараты, используемые для очистки газов от пыли определенных размеров.
  1   2   3   4   5


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации