1
Sadržaj
I. Struktura i sastav atmosfere
II. Zagađenje zraka:
- Kvaliteta atmosfere i značajke njezina onečišćenja;
Glavne kemijske nečistoće koje zagađuju atmosferu.
- Osnovni načini zaštite atmosfere od kemijskih nečistoća;
Klasifikacija sustava za pročišćavanje zraka i njihovi parametri.
I. Struktura i sastav atmosfere
Atmosfera - Ovo je plinovita ljuska Zemlje koja se sastoji od mješavine raznih plinova i proteže se do visine veće od 100 km. Ima slojevitu strukturu, koja uključuje niz sfera i pauza između njih. Masa atmosfere je 5,91015 tona, volumen–
13,2-1020 m 3. Atmosfera igra veliku ulogu u svim prirodnim procesima i, prije svega, regulira toplinski režim i opće klimatske uvjete, a također štiti čovječanstvo od štetnog kozmičkog zračenja.
Glavne plinovite komponente atmosfere su dušik (78%), kisik (21%), argon (0,9%) i ugljikov dioksid (0,03%). Plinski sastav atmosfere mijenja se s visinom. U površinskom sloju, zbog antropogenih utjecaja, povećava se količina ugljičnog dioksida, a smanjuje kisika. U nekim regijama, kao rezultat gospodarskih aktivnosti, povećava se količina metana, dušikovih oksida i drugih plinova u atmosferi, što uzrokuje nepovoljne pojave kao što su efekt staklenika, oštećenje ozonskog omotača, kisele kiše i smog.
Atmosferska cirkulacija utječe na režim rijeka, tlo i vegetacijski pokrov, kao i na egzogene procese oblikovanja reljefa. I na kraju zrak–
nužan uvjet za život na zemlji.
Najgušći sloj zraka uz Zemljinu površinu naziva se troposfera. Debljina mu je: na srednjim geografskim širinama 10-12 km, iznad razine mora i na polovima 1-10 km, a na ekvatoru 16-18 km.
Zbog neravnomjernog zagrijavanja sunčevom energijom u atmosferi se stvaraju snažna vertikalna strujanja zraka, au površinskom sloju bilježi se nestabilnost njegove temperature, relativne vlažnosti, tlaka itd. Ali istodobno je temperatura u troposferi stabilna po visini i smanjuje se za 0,6 °C na svakih 100 m u rasponu od +40 do -50 °C. Troposfera sadrži do 80% sve vlage prisutne u atmosferi, u njoj nastaju oblaci i nastaju sve vrste oborina koje su, u biti, pročišćivači zraka od nečistoća.
Iznad troposfere je stratosfera, a između njih je tropopauza. Debljina stratosfere je oko 40 km, zrak u njoj je nabijen, vlažnost mu je niska, dok je temperatura zraka od troposfere do visine od 30 km nadmorske visine konstantna (oko -50 °C), a zatim postupno raste do + 10 ° C do visine od 50 km. Pod utjecajem kozmičkog zračenja i kratkovalnog dijela sunčevog ultraljubičastog zračenja dolazi do ionizacije molekula plina u stratosferi, što rezultira stvaranjem ozona. Ozonski omotač, koji se nalazi do 40 km, igra vrlo važnu ulogu, štiteći sav život na Zemlji od ultraljubičastih zraka.
Stratopauza odvaja stratosferu od mezosfere koja je iznad nje, gdje ozon opada, a temperatura na oko 80 km nadmorske visine je -70°C. Oštra temperaturna razlika između stratosfere i mezosfere objašnjava se prisutnošću ozonskog omotača.
II. Zagađenje zraka
1) Kvaliteta atmosfere i značajke njezina onečišćenja
Kvaliteta atmosfere podrazumijeva se kao ukupnost njezinih svojstava koja određuju stupanj utjecaja fizikalnih, kemijskih i bioloških čimbenika na ljude, biljni i životinjski svijet, kao i na materijale, strukture i okoliš u cjelini. Kakvoća atmosfere ovisi o njezinoj onečišćenosti, a sama onečišćenja mogu dospjeti u nju iz prirodnih i antropogenih izvora. Razvojem civilizacije u onečišćenju atmosfere sve više prevladavaju antropogeni izvori.
Ovisno o obliku tvari onečišćenja se dijele na materijalna (sastojna), energetska (parametarska) i materijalno-energetska. Prvi uključuju mehanička, kemijska i biološka onečišćenja, koja se obično spajaju pod općim pojmom "nečistoće", drugi - toplinsko, zvučno, elektromagnetsko i ionizirajuće zračenje, kao i zračenje u optičkom rasponu; na treći - radionuklidi.
Na globalnoj razini najveću opasnost predstavlja onečišćenje atmosfere nečistoćama, budući da zrak djeluje kao posrednik u onečišćenju svih ostalih objekata prirode, pridonoseći širenju velikih masa onečišćenja na velike udaljenosti. Industrijske emisije koje se prenose zrakom zagađuju oceane, zakiseljuju tlo i vodu, mijenjaju klimu i oštećuju ozonski omotač.
Onečišćenje atmosfere podrazumijeva unošenje u nju nečistoća kojih nema u prirodnom zraku ili mijenja omjer sastojaka prirodnog sastava zraka.
Stanovništvo Zemlje i stopa njezina rasta predodređujući su čimbenici za povećanje intenziteta onečišćenja svih geosfera Zemlje, uključujući i atmosferu, jer s njihovim porastom rastu količine i stope svega što se ekstrahira, proizvede, potroši i poslati na povećanje otpada. Najveće onečišćenje zraka uočeno je u gradovima gdje su uobičajeni zagađivači prašina, sumporov dioksid, ugljični monoksid, dušikov dioksid, sumporovodik itd. U nekim gradovima, zbog posebnosti industrijske proizvodnje, zrak sadrži specifične štetne tvari, kao što su sumporna i klorovodična kiselina, stiren, benz (a) piren, čađa, mangan, krom, olovo, metil metakrilat. Ukupno postoji nekoliko stotina različitih zagađivača zraka u gradovima.
Posebno zabrinjava onečišćenje atmosfere novostvorenim tvarima i spojevima. WHO napominje da se od 105 poznatih elemenata periodnog sustava njih 90 koristi u industrijskoj praksi, a na njihovoj je osnovi dobiveno preko 500 novih kemijskih spojeva, od kojih je gotovo 10% štetno ili posebno štetno.
2) Glavne kemijske nečistoće,
zagađivači zraka
Postoje prirodne nečistoće, t.j. uzrokovane prirodnim procesima, te antropogene, tj. koji proizlaze iz gospodarskih aktivnosti čovječanstva (slika 1). Razina onečišćenja atmosfere nečistoćama iz prirodnih izvora je pozadinska i ima mala odstupanja od prosječne razine tijekom vremena.
Riža. 1. Shema procesa emisije tvari u atmosferu i pretvorbe
polaznih tvari u proizvode s naknadnim taloženjem u obliku taloženja
Antropogeno onečišćenje odlikuje se raznolikošću vrsta nečistoća i brojnim izvorima njihova ispuštanja. Najstabilnije zone s visokim koncentracijama onečišćenja javljaju se na mjestima aktivne ljudske aktivnosti. Utvrđeno je da se svakih 10-12 godina obujam svjetske industrijske proizvodnje udvostruči, a to je popraćeno približno istim povećanjem obima onečišćujućih tvari ispuštenih u okoliš. Za niz onečišćujućih tvari, stope rasta njihovih emisija znatno su veće od prosjeka. Tu spadaju aerosoli teških i rijetkih metala, sintetski spojevi koji ne postoje i ne nastaju u prirodi, radioaktivna, bakteriološka i druga onečišćenja.
Nečistoće ulaze u atmosferu u obliku plinova, para, tekućih i krutih čestica. Plinovi i pare stvaraju smjese sa zrakom, a tekuće i krute čestice tvore aerosole (disperzne sustave), koji se dijele na prašinu (veličine čestica veće od 1 µm), dim (veličine čestica manje od 1 µm) i maglu (veličine čestica tekućine manje od 10 µm). Prašina pak može biti gruba (veličina čestica veća od 50 mikrona), srednja (50-10 mikrona) i fina (manje od 10 mikrona). Ovisno o veličini, tekuće čestice dijelimo na superfinu maglu (do 0,5 µm), finu maglu (0,5-3,0 µm), grubu maglu (3-10 µm) i sprej (preko 10 µm). Aerosoli su često polidisperzni; sadrže čestice različitih veličina.
Glavne kemijske nečistoće koje zagađuju atmosferu su sljedeće: ugljikov monoksid (CO), ugljikov dioksid (CO 2), sumporov dioksid (SO 2), dušikovi oksidi, ozon, ugljikovodici, spojevi olova, freoni, industrijska prašina.
Glavni izvori antropogenog aerosolnog onečišćenja zraka su termoelektrane (TE) koje troše visokopepelni ugljen, prerađivačka postrojenja, metalurška, cementna, magnezitna i druga postrojenja. Čestice aerosola iz ovih izvora karakterizira velika kemijska raznolikost. Najčešće se u njihovom sastavu nalaze spojevi silicija, kalcija i ugljika, rjeđe–
metalni oksidi: željezo, magnezij, mangan, cink, bakar, nikal, olovo, antimon, bizmut, selen, arsen, berilij, kadmij, krom, kobalt, molibden i azbest. Još veća raznolikost karakteristična je za organsku prašinu, uključujući alifatske i aromatske ugljikovodike, kisele soli. Nastaje izgaranjem zaostalih naftnih derivata, u procesu pirolize u rafinerijama nafte, petrokemijskim i drugim sličnim poduzećima.
Industrijska odlagališta stalni su izvori onečišćenja aerosolima.–
umjetni nasipi od pretaloženog materijala, uglavnom otkrivke, nastale tijekom rudarenja ili od otpada iz prerađivačkih industrija, termoelektrana. Proizvodnja cementa i drugih građevinskih materijala također je izvor onečišćenja zraka prašinom.
Izgaranje kamenog ugljena, proizvodnja cementa i taljenje sirovog željeza daju ukupnu emisiju prašine u atmosferu od 170 milijuna tona godišnje.
Značajan dio aerosola nastaje u atmosferi kada krute i tekuće čestice djeluju međusobno ili s vodenom parom. Opasni antropogeni čimbenici koji pridonose ozbiljnom pogoršanju kakvoće atmosfere uključuju njezino onečišćenje radioaktivnom prašinom. Vrijeme zadržavanja malih čestica u donjem sloju troposfere je u prosjeku nekoliko dana, au gornjem–
20-40 dana. Što se tiče čestica koje su ušle u stratosferu, one u njoj mogu ostati i do godinu dana, a ponekad i više.
III. Metode i sredstva zaštite atmosfere
1) Glavne metode zaštite atmosfere
od kemijskih nečistoća
Sve poznate metode i sredstva zaštite atmosfere od kemijskih nečistoća mogu se grupirati u tri skupine.
Prva skupina uključuje mjere usmjerene na smanjenje stope emisije, tj. smanjenje količine emitirane tvari u jedinici vremena. U drugu skupinu spadaju mjere zaštite atmosfere obradom i neutralizacijom štetnih emisija posebnim sustavima za pročišćavanje. Treća skupina uključuje mjere standardizacije emisija kako u pojedinim poduzećima i uređajima, tako iu regiji u cjelini.
Za smanjenje snage emisija kemijskih nečistoća u atmosferu najčešće se koriste:
- zamjena ekološki prihvatljivijih goriva ekološki prihvatljivijima;
izgaranje goriva prema posebnoj tehnologiji;
stvaranje zatvorenih proizvodnih ciklusa.
Izgaranje goriva prema posebnoj tehnologiji (slika 2) provodi se ili u fluidiziranom (fluidiziranom) sloju ili njihovim prethodnim rasplinjavanjem.
Riža. 2. Shema termoelektrane na naknadno izgaranje
dimni plinovi i ubrizgavanje sorbenta: 1 - parna turbina; 2 - plamenik;
3 - kotao; 4 - elektroprecipitator; 5 - generator
Kako bi se smanjila emisija sumpora, kruta, praškasta ili tekuća goriva spaljuju se u fluidiziranom sloju koji se sastoji od krutih čestica pepela, pijeska ili drugih tvari (inertnih ili reaktivnih). Čvrste čestice se upuhuju u prolazne plinove, gdje se vrtlože, intenzivno miješaju i tvore prisilno ravnotežno strujanje, koje općenito ima svojstva tekućine.
Ugljen i naftna goriva podvrgnuti su prethodnoj rasplinjavanju, međutim u praksi se najčešće koristi rasplinjavanje ugljenom. Budući da se proizvedeni i ispušni plinovi u elektranama mogu učinkovito očistiti, koncentracije sumpornog dioksida i čestica u njihovim emisijama bit će minimalne.
Jedan od obećavajućih načina zaštite atmosfere od kemijskih nečistoća je uvođenje zatvorenih proizvodnih procesa koji minimiziraju otpad koji se ispušta u atmosferu ponovnom uporabom i potrošnjom, odnosno pretvaranjem u nove proizvode.
2) Klasifikacija sustava za pročišćavanje zraka i njihovi parametri
Prema agregatnom stanju onečišćivači zraka dijele se na prašinu, maglu i plinsko-parne nečistoće. Industrijske emisije koje sadrže suspendirane čvrste tvari ili tekućine su dvofazni sustavi. Kontinuirana faza u sustavu su plinovi, a disperzna–
čvrste čestice ili kapljice tekućine.
itd.................
Emisije iz industrijskih poduzeća karakterizira širok izbor disperznog sastava i drugih fizikalnih i kemijskih svojstava. U tom smislu razvijene su različite metode za njihovo pročišćavanje i vrste sakupljača plina i prašine - uređaji namijenjeni pročišćavanju emisija onečišćujućih tvari.
Metode čišćenja industrijskih emisija od prašine mogu se podijeliti u dvije skupine: metode skupljanja prašine "suhi" način i metode sakupljanja prašine "mokri" način. U uređaje za otprašivanje plinova spadaju: komore za taloženje prašine, cikloni, porozni filtri, elektrostatički filteri, skruberi itd.
Najčešći suhi sakupljači prašine su cikloni različite vrste.
Koriste se za hvatanje brašna i duhanske prašine, pepela koji nastaje izgaranjem goriva u kotlovima. Protok plina ulazi u ciklon kroz mlaznicu 2 tangencijalno na unutarnju površinu tijela 1 i izvodi rotacijsko-translacijsko gibanje duž tijela. Djelovanjem centrifugalne sile čestice prašine se bacaju na stijenku ciklona i pod djelovanjem gravitacije padaju u spremnik za skupljanje prašine 4, a pročišćeni plin izlazi kroz odvodnu cijev 3. Za normalan rad ciklona potrebno je ispuhati čestice prašine. , potrebna je njegova nepropusnost, ako ciklon nije zategnut, tada se zbog usisavanja vanjskog zraka prašina izvodi strujom kroz izlaznu cijev.
Zadaci čišćenja plinova od prašine mogu se uspješno riješiti cilindričnim (TsN-11, TsN-15, TsN-24, TsP-2) i konusnim (SK-TsN-34, SK-TsN-34M, SKD-TsN-33) ) cikloni, koje je razvio Istraživački institut za industrijsko i sanitarno pročišćavanje plinova (NIIOGAZ). Za normalan rad, prekomjerni tlak plinova koji ulaze u ciklone ne smije biti veći od 2500 Pa. U isto vrijeme, kako bi se izbjegla kondenzacija tekućih para, t plina se odabire 30 - 50 ° C iznad točke rosišta t, a prema uvjetima konstrukcijske čvrstoće - ne više od 400 ° C. Izvedba ciklona ovisi o svom promjeru, povećavajući se s rastom potonjeg. Učinkovitost čišćenja ciklona serije TsN smanjuje se s povećanjem kuta ulaska u ciklon. Kako se veličina čestica povećava, a promjer ciklona smanjuje, učinkovitost pročišćavanja se povećava. Cilindrični cikloni dizajnirani su za hvatanje suhe prašine iz aspiracijskih sustava i preporučuju se za korištenje za predčišćenje plinova na ulazu u filtre i elektrofiltere. Cikloni TsN-15 izrađeni su od ugljičnog ili niskolegiranog čelika. Kanonski cikloni serije SK, dizajnirani za čišćenje plinova od čađe, imaju povećana učinkovitost u usporedbi s ciklonima tipa TsN zbog većeg hidrauličkog otpora.
Za čišćenje velikih masa plinova koriste se baterijski cikloni koji se sastoje od većeg broja paralelno postavljenih ciklonskih elemenata. Strukturno, oni su spojeni u jednu zgradu i imaju zajednički dovod i odvod plina. Iskustva u radu baterijskih ciklona pokazala su da je učinkovitost čišćenja takvih ciklona nešto manja od učinkovitosti pojedinih elemenata zbog strujanja plinova između elemenata ciklona. Domaća industrija proizvodi baterijske ciklone tipa BC-2, BCR-150u itd.
Rotacijski sakupljači prašine su centrifugalni uređaji, koji istovremeno s kretanjem zraka pročišćavaju isti od frakcija prašine većih od 5 mikrona. Vrlo su kompaktni, jer. ventilator i sakupljač prašine obično su kombinirani u jednoj jedinici. Kao rezultat toga, tijekom instalacije i rada takvih strojeva, nije potreban dodatni prostor za smještaj posebnih uređaja za skupljanje prašine pri pomicanju prašnjavog toka s običnim ventilatorom.
Strukturni dijagram najjednostavnijeg rotacijskog sakupljača prašine prikazan je na slici. Tijekom rada kotača ventilatora 1, čestice prašine se zbog centrifugalnih sila bacaju na stijenku spiralnog kućišta 2 i kreću se duž njega u smjeru ispušnog otvora 3. Plin obogaćen prašinom ispušta se kroz poseban ulaz za prašinu 3 u spremnik za prašinu, a pročišćeni plin ulazi u ispušnu cijev 4 .
Da bi se poboljšala učinkovitost sakupljača prašine ovog dizajna, potrebno je povećati brzinu prijenosa očišćenog protoka u spiralnom kućištu, ali to dovodi do naglog povećanja hidrauličkog otpora uređaja ili smanjenja polumjera zakrivljenosti spirale kućišta, ali to smanjuje njegovu učinkovitost. Takvi strojevi pružaju dovoljno visoku učinkovitost pročišćavanja zraka dok hvataju relativno velike čestice prašine - više od 20 - 40 mikrona.
Rotacijski separatori prašine koji više obećavaju i namijenjeni za pročišćavanje zraka od čestica > 5 μm su protustrujni rotacijski separatori prašine (PRP). Odvajač prašine sastoji se od šupljeg rotora 2 s perforiranom površinom ugrađenog u kućište 1 i kotača ventilatora 3. Rotor i kotač ventilatora postavljeni su na zajedničko vratilo. Tijekom rada separatora prašine prašnjavi zrak ulazi u kućište, gdje se okreće oko rotora. Kao rezultat rotacije toka prašine nastaju centrifugalne sile, pod utjecajem kojih se suspendirane čestice prašine nastoje izdvojiti iz njega u radijalnom smjeru. Međutim, sile aerodinamičkog otpora djeluju na te čestice u suprotnom smjeru. Čestice čija je centrifugalna sila veća od sile aerodinamičkog otpora bacaju se na stijenke kućišta i ulaze u lijevak 4. Pročišćeni zrak se uz pomoć ventilatora izbacuje kroz perforaciju rotora.
Učinkovitost PRP čišćenja ovisi o odabranom omjeru centrifugalnih i aerodinamičkih sila i teoretski može doseći 1.
Usporedba PRP-a s ciklonima pokazuje prednosti rotacijskih sakupljača prašine. Dakle, ukupne dimenzije ciklona su 3-4 puta, a specifična potrošnja energije za čišćenje 1000 m 3 plina je 20-40% veća od PRP-a, uz sve ostale uvjete. Međutim široku upotrebu rotacijski sakupljači prašine nisu dobiveni zbog relativne složenosti dizajna i procesa rada u usporedbi s drugim uređajima za suho čišćenje plina od mehaničkih nečistoća.
Za razdvajanje struje plina na pročišćeni plin i plin obogaćen prašinom, louvered separator prašine. Na žaluzijskoj rešetki 1 protok plina protoka Q dijeli se na dva kanala protoka Q 1 i Q 2 . Obično Q 1 \u003d (0,8-0,9) Q, i Q 2 \u003d (0,1-0,2) Q. Odvajanje čestica prašine od glavnog toka plina na žaluzini događa se pod djelovanjem inercijskih sila koje proizlaze iz rotacije toka plina na ulazu u žaluzinu, kao i zbog efekta refleksije čestica od površine rešetku pri udaru. Plinski tok obogaćen prašinom nakon žaluzine usmjerava se u ciklon, gdje se čisti od čestica i ponovno uvodi u cjevovod iza žaluzine. Odvajači prašine s rešetkama jednostavnog su dizajna i dobro sastavljeni u plinske kanale, osiguravajući učinkovitost čišćenja od 0,8 ili više za čestice veće od 20 mikrona. Koriste se za čišćenje dimnih plinova od grube prašine na t do 450 - 600 o C.
Elektrofilter. Električno pročišćavanje jedna je od najnaprednijih vrsta pročišćavanja plinova od lebdećih čestica prašine i magle. Ovaj se proces temelji na udarnoj ionizaciji plina u zoni koronskog pražnjenja, prijenosu ionskog naboja na čestice nečistoća i taloženju potonjih na sabirnoj i koronskoj elektrodi. Sabirne elektrode 2 spojene su na pozitivni pol ispravljača 4 i uzemljene, a koronske elektrode spojene su na negativni pol. Čestice koje ulaze u elektrofilter spojene su na pozitivni pol ispravljača 4 i uzemljene, a koronske elektrode nabijene su ionima nečistoće ana. obično već imaju mali naboj dobiven zbog trenja o stijenke cjevovoda i opreme. Tako se negativno nabijene čestice kreću prema sabirnoj elektrodi, a pozitivno nabijene čestice talože se na negativnoj koronskoj elektrodi.
Filteriširoko se koristi za fino pročišćavanje plinskih emisija od nečistoća. Proces filtracije sastoji se u zadržavanju čestica nečistoća na poroznim pregradama dok se kreću kroz njih. Filter je kućište 1, podijeljeno poroznom pregradom (filter-
element) 2 u dvije šupljine. Kontaminirani plinovi ulaze u filtar, koji se pročišćavaju prolaskom kroz filtarski element. Čestice nečistoća talože se na ulaznom dijelu porozne pregrade i zadržavaju u porama, tvoreći sloj 3 na površini pregrade.
Prema vrsti pregrada filtri su: - sa zrnastim slojevima (učvršćeni slobodno sipani zrnasti materijali) koji se sastoje od zrna različitog oblika, a služe za pročišćavanje plinova od velikih nečistoća. Za pročišćavanje plinova od prašine mehaničkog podrijetla (iz drobilica, sušara, mlinova itd.) češće se koriste šljunčani filtri. Takvi filtri su jeftini, jednostavni za rukovanje i pružaju visoku učinkovitost pročišćavanja (do 0,99) plinova od grube prašine.
S fleksibilnim poroznim pregradama (tkanine, filc, spužvasta guma, poliuretanska pjena itd.);
S polukrutim poroznim pregradama (pletene i tkane mreže, prešane spirale i strugotine, itd.);
S krutim poroznim pregradama (porozna keramika, porozni metali itd.).
Najrasprostranjeniji u industriji za kemijsko čišćenje emisija plinova od nečistoća su vrećasti filteri. Potreban broj rukavaca 1 ugrađen je u kućište filtera 2, u čiju se unutarnju šupljinu dovodi prašnjavi plin iz ulazne cijevi 5. Čestice onečišćenja zbog sita i drugih učinaka talože se u hrpi i tvore sloj prašine na unutarnja površina rukava. Pročišćeni zrak izlazi iz filtra kroz cijev 3. Kada se postigne maksimalni dopušteni pad tlaka na filtru, on se odvaja od sustava i regenerira protresanjem rukavaca uz njihovu obradu pročišćavanjem stlačenim plinom. Regeneracija se provodi posebnim uređajem 4.
Pri povišenim koncentracijama nečistoća u zraku koriste se sakupljači prašine raznih vrsta, uključujući i elektrofiltere. Filtri se koriste za fino pročišćavanje zraka s koncentracijom nečistoća ne većom od 50 mg/m 3, ako se potrebno fino pročišćavanje zraka odvija pri visokim početnim koncentracijama nečistoća, tada se pročišćavanje provodi u sustavu serijski spojenih sakupljača prašine i filtara.
Aparat mokro čišćenje plinovi su široko rasprostranjeni, tk. odlikuje se visokom učinkovitošću čišćenja od fine prašine s d h ≥ (0,3-1,0) μm, kao i mogućnošću čišćenja od prašine vrućih i eksplozivnih plinova.Međutim, mokri sakupljači prašine imaju niz nedostataka koji ograničavaju njihovu primjenu: mulj, koji zahtijeva posebne sustave za njegovu obradu; uklanjanje vlage u atmosferu i stvaranje naslaga u izlaznim plinskim kanalima kada se plinovi ohlade do temperature rosišta; potreba za stvaranjem cirkulacijskih sustava za dovod vode u sakupljač prašine.
Sredstva za mokro čišćenje rade na principu taloženja čestica prašine na površini kapljica tekućine ili slojeva tekućine. Taloženje čestica prašine na tekućini događa se pod djelovanjem sila tromosti i Brownovog gibanja.
Među uređajima za mokro čišćenje s taloženjem čestica prašine na površini kapi, u praksi su primjenjiviji Venturijevi čistači. Glavni dio ispirača je Venturijeva mlaznica 2, u čiji se konfuzorski dio dovodi struja prašnjavog plina, a tekućina se dovodi kroz centrifugalne mlaznice 1 za navodnjavanje. U konfuzorskom dijelu mlaznice plin se ubrzava od ulazne brzine od 15–20 m/s do brzine u uskom dijelu mlaznice od 30–200 m/s, a u difuzorskom dijelu mlaznice, tok se usporava na brzinu od 15-20 m/s i dovodi u hvatač kapljica 3. Hvatač kapi obično se izvodi u obliku jednokratnog ciklona. Venturi skruberi osiguravaju visoku učinkovitost čišćenja za aerosole s prosječnom veličinom čestica od 1-2 mikrona pri početnoj koncentraciji nečistoća do 100 g/m 3 .
Mokri sakupljači prašine uključuju Pjenasti sakupljači prašine s potopnim i preljevnim rešetkama. U takvim uređajima plin za pročišćavanje ulazi ispod rešetke 3, prolazi kroz rupe u rešetki i, prolazeći kroz sloj tekućine ili pjene 2, pod pritiskom se čisti od dijela prašine zbog taloženja čestica na unutarnju površinu mjehurića plina. Način rada uređaja ovisi o brzini dovoda zraka ispod rešetke. Pri brzini do 1 m/s promatra se mjehurićni način rada aparata. Daljnje povećanje brzine plina u tijelu aparata od 1 do 2-2,5 m/s popraćeno je pojavom sloja pjene iznad tekućine, što dovodi do povećanja učinkovitosti pročišćavanja plina i uvlačenja spreja iz aparat. Suvremeni uređaji s mjehurićima osiguravaju učinkovitost pročišćavanja plina od fine prašine ≈ 0,95-0,96 pri specifičnom utrošku vode od 0,4-0,5 l/m 3 . Ali ovi uređaji su vrlo osjetljivi na neujednačenost opskrbe plinom ispod neispravnih rešetki, što dovodi do lokalnog ispuhivanja tekućeg filma s rešetke. Rešetke su sklone začepljenju.
Metode čišćenja industrijskih emisija od plinovitih onečišćujućih tvari podijeljene su u pet glavnih skupina prema prirodi tijeka fizikalnih i kemijskih procesa: pranje emisija otapalima nečistoća (apsorpcija); ispiranje emisija otopinama reagensa koji kemijski vežu nečistoće (kemisorpcija); apsorpcija plinovitih nečistoća čvrstim aktivnim tvarima (adsorpcija); toplinska neutralizacija ispušnih plinova i korištenje katalitičke konverzije.
metoda apsorpcije. U tehnikama čišćenja emisija plinova, proces apsorpcije često se naziva četka za ribanje postupak. Pročišćavanje plinskih emisija apsorpcijskom metodom sastoji se u razdvajanju mješavine plina i zraka na sastavne dijelove apsorpcijom jedne ili više plinskih komponenti (apsorbata) te smjese tekućim apsorbentom (apsorbentom) kako bi nastala otopina.
Pokretačka sila ovdje je gradijent koncentracije na granici faze plin-tekućina. Komponenta plinsko-zračne smjese (apsorbat) otopljena u tekućini difuzijom prodire u unutarnje slojeve apsorbenta. Proces se odvija to brže što je sučelje, turbulencija strujanja i koeficijent difuzije veći, tj. u procesu projektiranja apsorbera. Posebna pažnja treba obratiti pozornost na organizaciju kontakta struje plina s tekućim otapalom i izbor upijajuće tekućine (apsorbensa).
Odlučujući uvjet za izbor apsorbensa je topljivost ekstrahirane komponente u njemu i njezina ovisnost o temperaturi i tlaku. Ako je topljivost plinova pri 0°C i parcijalnom tlaku od 101,3 kPa stotine grama po 1 kg otapala, tada se takvi plinovi nazivaju visoko topljivima.
Organizacija kontakta struje plina s tekućim otapalom provodi se ili propuštanjem plina kroz napunjenu kolonu, ili prskanjem tekućine, ili propuštanjem plina kroz apsorbirajući sloj tekućine. Ovisno o primijenjenoj metodi kontakta plin-tekućina razlikuju se: pakirani tornjevi: mlaznični i centrifugalni skruberi, Venturi skruberi; pjena s mjehurićima i drugi čistači.
Opći uređaj protustrujni pakirani toranj prikazan je na slici. Ulazi zagađeni plin Niži dio toranj, a očišćeni ga napušta kroz gornji dio, gdje uz pomoć jedne ili više prskalica 2
uvodi se čisti apsorbent, a potrošena otopina se uzima s dna. Pročišćeni plin obično se ispušta u atmosferu. 
Tekućina koja napušta apsorber se regenerira, desorbira onečišćenje i vraća u proces ili se uklanja kao otpad (nusproizvod). Kemijski inertno pakiranje 1, koje ispunjava unutarnju šupljinu kolone, dizajnirano je da poveća površinu tekućine koja se širi preko nje u obliku filma. Kao pakiranja koriste se tijela različitih geometrijskih oblika od kojih se svako odlikuje svojom specifičnom površinom i otporom kretanju strujanja plina.
Izbor metode pročišćavanja određuje se tehničko-ekonomskim proračunom, a ovisi o: koncentraciji onečišćujuće tvari u pročišćenom plinu i potrebnom stupnju pročišćavanja, ovisno o pozadinskom onečišćenju atmosfere u određenom području; volumene pročišćenih plinova i njihovu temperaturu; prisutnost popratnih plinovitih nečistoća i prašine; potreba za određenim proizvodima za zbrinjavanje i dostupnost potrebnog sorbenta; veličina raspoloživih površina za izgradnju postrojenja za obradu plina; dostupnost potrebnog katalizatora, prirodnog plina itd.
Pri izboru instrumentacije za nove tehnološke procese, kao i pri rekonstrukciji postojećih postrojenja za pročišćavanje plina, potrebno je voditi se sljedećim zahtjevima: maksimalna učinkovitost procesa čišćenja u širokom rasponu karakteristika opterećenja uz niske troškove energije; jednostavnost dizajna i održavanja; kompaktnost i mogućnost izrade uređaja ili pojedinih komponenti od polimerni materijali; mogućnost rada na cirkulacijskom navodnjavanju ili na samonavodnjavanju. Glavno načelo koje treba uzeti kao temelj za projektiranje uređaja za pročišćavanje otpadnih voda je maksimalno moguće zadržavanje štetne tvari, topline i njihov povrat u tehnološki proces.
Zadatak #2: U pogonu za preradu žitarica instalirana je oprema koja je izvor emisije žitne prašine. Da biste ga uklonili iz radno područje, oprema je opremljena aspiracijskim sustavom. Za čišćenje zraka prije ispuštanja u atmosferu koristi se instalacija za sakupljanje prašine koja se sastoji od jednog ili baterijskog ciklona.
Odrediti: 1. Maksimalno dopuštenu emisiju zrnaste prašine.
2. Odaberite dizajn postrojenja za sakupljanje prašine, koji se sastoji od ciklona Istraživačkog instituta za industrijsko i sanitarno čišćenje plinova (NII OGAZ), odredite njegovu učinkovitost prema rasporedu i izračunajte koncentraciju prašine na ulazu i izlazu iz ciklona.
Visina izvora emisije H = 15 m,
Brzina izlaska smjese plina i zraka iz izvora w o = 6 m/s,
Promjer otvora opruge D = 0,5 m,
Temperatura emisije T g \u003d 25 ° C,
Temperatura okoline T in \u003d _ -14 o C,
Prosječna veličina čestica prašine d h = 4 µm,
MPC zrnaste prašine = 0,5 mg / m 3,
Pozadinska koncentracija žitne prašine S f = 0,1 mg/m 3 ,
Tvrtka se nalazi u Moskovska regija,
Teren je miran.
Odluka 1. Odredite NDP žitne prašine:
M pdv = 
, mg/m3
iz definicije MPE imamo: C m \u003d C pdc - C f \u003d 0,5-0,1 \u003d 0,4 mg / m 3,
Protok mješavine plina i zraka V 1 = 
,
DT \u003d T g - T in \u003d 25 - (-14) \u003d 39 o C,
odrediti parametre emisije: f =1000 
, onda
m = 1/(0,67+0,1 + 0,34) = 1/(0,67 + 0,1 +0,34) = 0,8.
V m = 0,65 
, onda
n \u003d 0,532 V m 2 - 2,13 V m + 3,13 \u003d 0,532 × 0,94 2 - 2,13 × 0,94 + 3,13 = 1,59, i
M pdv = 
g/s.
2. Izbor uređaja za pročišćavanje i određivanje njegovih parametara.
a) Izbor postrojenja za sakupljanje prašine vrši se prema katalozima i tablicama ("Ventilacija, klimatizacija i pročišćavanje zraka u poduzećima prehrambene industrije" E.A. Shtokman, V.A. Shilov, E.E. Novgorodsky et al., M., 1997.). Kriterij odabira je učinak ciklona, tj. brzina protoka mješavine plina i zraka pri kojoj ciklon ima najveću učinkovitost. Prilikom rješavanja zadatka koristit ćemo se tablicom:
Prvi redak sadrži podatke za jedan ciklon, drugi redak za baterijski ciklon.
Ako je izračunati učinak u rasponu između tabličnih vrijednosti, odabire se dizajn uređaja za sakupljanje prašine s najbližim višim učinkom.
Određujemo satni učinak uređaja za pročišćavanje:
V h \u003d V 1 × 3600 = 1,18 × 3600 \u003d 4250 m 3 / h
Prema tablici, prema najbližoj većoj vrijednosti V h = 4500 m 3 / h, odabiremo instalaciju za sakupljanje prašine u obliku jednog ciklona TsN-11 promjera 800 mm.
b) Prema grafikonu na slici 1 aplikacije, učinkovitost uređaja za sakupljanje prašine s prosječnim promjerom čestica prašine od 4 μm je h och = 70%.
c) Odrediti koncentraciju prašine na izlazu iz ciklona (na ušću izvora):
C van = 
Maksimalna koncentracija prašine u pročišćenom zraku C in određena je:
C u = 
.
Ako je stvarna vrijednost C in veća od 1695 mg/m 3 , tada postrojenje za sakupljanje prašine neće dati željeni učinak. U tom slučaju moraju se koristiti naprednije metode čišćenja.
3. Odrediti indikator onečišćenja
P = 
,
gdje je M masa emisije onečišćujućih tvari, g/s,
Indikator onečišćenja pokazuje koliko je čistog zraka potrebno za "otapanje" onečišćujuće tvari koju emitira izvor po jedinici vremena, do MDK, uzimajući u obzir pozadinsku koncentraciju.
P = 
.
Godišnji indeks onečišćenja je ukupni indeks onečišćenja. Da bismo ga odredili, nalazimo masu emisije žitne prašine godišnje:
M godina \u003d 3,6 × M MPE × T × d × 10 -3 = 3,6 × 0,6 × 8 × 250 × 10 -3 = 4,32 t / godina, tada
åR = 
.
Indikator onečišćenja je neophodan za usporednu ocjenu razni izvori emisije.
Za usporedbu, izračunajmo EP za sumporni dioksid iz prethodnog problema za isto vremensko razdoblje:
M godina \u003d 3,6 × M MPE × T × d × 10 -3 = 3,6 × 0,71 × 8 × 250 × 10 -3 = 5,11 t / godina, tada
åR = 
I na kraju, potrebno je nacrtati skicu odabrane ciklone prema dimenzijama navedenim u prilogu, u proizvoljnom mjerilu.
Kontrola onečišćenja okoliš. Plaćanje ekološke štete.
Pri proračunu količine zagađivača, t.j. mase izbačaja određene su s dvije veličine: bruto emisija (t/godina) i najveća pojedinačna emisija (g/s). Bruto vrijednost emisije služi za ukupnu ocjenu onečišćenja zraka po pojedinom izvoru ili skupini izvora, a ujedno je i osnova za obračun plaćanja za onečišćenje sustava zaštite okoliša.
Maksimalna jednokratna emisija omogućuje procjenu stanja onečišćenja atmosferskog zraka u ovaj trenutak vrijeme i početna je vrijednost za izračun maksimalne površinske koncentracije onečišćujuće tvari i njezine disperzije u atmosferi.
Prilikom razvijanja mjera za smanjenje emisija onečišćujućih tvari u atmosferu, potrebno je znati kakav doprinos daje svaki izvor ukupnoj slici onečišćenja atmosferskog zraka na području gdje se nalazi poduzeće.
TSV - privremeno dogovoreno puštanje. Ako se u određenom poduzeću ili grupi poduzeća koja se nalaze na istom području (S F je veliko) vrijednost NDG iz objektivnih razloga ne može postići u sadašnjem trenutku, tada u dogovoru s tijelom koje provodi državni nadzor nad zaštitom atmosfere od onečišćenja, usvajanje postupnog smanjenja emisija na vrijednosti MPE i razvoj posebnih mjera za to.
Plaćanja se prikupljaju za sljedeće vrste štetnih učinaka na okoliš: - emisija onečišćujućih tvari u atmosferu iz stacionarnih i pokretnih izvora;
Ispuštanje onečišćujućih tvari u površinska i podzemna vodna tijela;
Odlaganje smeća;
Dr. vrste štetnih učinaka (buka, vibracije, elektromagnetsko i zračenje itd.).
Postoje dvije vrste osnovnih standarda plaćanja:
a) za emisije, ispuštanja onečišćujućih tvari i odlaganje otpada unutar prihvatljivih granica
b) za emisije, ispuštanja onečišćujućih tvari i odlaganje otpada unutar utvrđenih granica (privremeno dogovorenih standarda).
Osnovne stope plaćanja utvrđuju se za svaki sastojak onečišćujuće tvari (otpada), uzimajući u obzir stupanj njihove opasnosti za sustav zaštite okoliša i javno zdravlje.
Stope naknada za onečišćenje okoliša navedene su u Uredbi Vlade Ruske Federacije od 12. lipnja 2003. br. Br. 344 "O standardima plaćanja za emisije onečišćujućih tvari u atmosferski zrak iz stacionarnih i mobilnih izvora, ispuštanje onečišćujućih tvari u površinska i podzemna vodna tijela, odlaganje otpada iz proizvodnje i potrošnje" za 1 tonu u rubljima:
Plaćanje za emisije onečišćujućih tvari koje ne prelaze norme utvrđene za korisnika prirode:
P = S N × M F, s M F £ M N,
gdje je MF stvarna emisija onečišćujuće tvari, t/godina;
MN je najveći dopušteni standard za ovu onečišćujuću tvar;
SN je stopa plaćanja za emisiju 1 tone ove onečišćujuće tvari u granicama dopuštenih standarda emisije, rub / t.
Plaćanje za emisije onečišćujućih tvari u okviru utvrđenih graničnih vrijednosti emisije:
P \u003d C L (M F - M N) + C N M N, s M N< М Ф < М Л, где
C L - stopa plaćanja za emisiju 1 tone onečišćujuće tvari unutar utvrđenih granica emisije, rub / t;
M L je utvrđena granica za emisiju pojedine onečišćujuće tvari, t/god.
Plaćanje prekomjerne emisije onečišćujućih tvari:
P \u003d 5 × S L (M F - M L) + S L (M L - M N) + S N × M N, s M F > M L.
Plaćanje za emisiju onečišćujućih tvari, kada nisu utvrđeni standardi emisije onečišćujućih tvari ili novčana kazna za korisnika prirode:
P = 5 × S L × M F
Plaćanje za najveće dopuštene emisije, ispuštanje onečišćujućih tvari, zbrinjavanje otpada provodi se na teret troška proizvoda (radova, usluga), a za njihovo prekoračenje - na teret dobiti koja ostaje na raspolaganju korisniku prirode.
Uplate za onečišćenje okoliša primaju:
19% u federalni proračun,
81% u proračun subjekta Federacije.
Zadatak br. 3. "Proračun tehnoloških emisija i plaćanja za onečišćenje okoliša na primjeru pekare"
Glavnina zagađivača, kao što su etilni alkohol, octena kiselina, acetaldehid, nastaje u komorama za pečenje, odakle se prirodnom propuhom uklanja kroz ispušne kanale ili ispušta u atmosferu kroz metalne cijevi ili okna visoka najmanje 10-15 m. Emisije prašine od brašna uglavnom se javljaju u skladištima brašna. Dušikovi i ugljični oksidi nastaju izgaranjem prirodnog plina u komorama za pečenje.
Početni podaci:
1. Godišnja proizvodnja pekare u Moskvi - 20 000 tona / godišnje pekarskih proizvoda, uklj. pekarski proizvodi od pšenično brašno– 8.000 t/god., pekarski proizvodi od raženog brašna – 5.000 t/god., pekarski proizvodi od miješanih peciva – 7.000 t/god.
2. Recept za roladu: 30% - pšenično brašno i 70% - raženo brašno
3. Stanje skladištenja brašna - rasuto.
4. Gorivo u pećima i kotlovima - prirodni plin.
I. Tehnološke emisije pekare.
II. Plaćanje za onečišćenje zraka, ako je MPE za:
Etilni alkohol - 21 tona / godišnje,
Octena kiselina - 1,5 t/god (SSV - 2,6 t/god),
Acetatni aldehid - 1 t / godišnje,
Prašina od brašna - 0,5 t / godišnje,
Dušikovi oksidi - 6,2 t / godišnje,
Ugljični oksidi - 6 t/god.
1. U skladu s metodologijom Sveruskog istraživačkog instituta KhP, tehnološke emisije tijekom pečenja pekarskih proizvoda određuju se metodom specifičnih pokazatelja:
M \u003d B × m, gdje
M je količina emisije onečišćujućih tvari u kg po jedinici vremena,
B - proizvodnja u tonama za isto vremensko razdoblje,
m je specifični pokazatelj emisije onečišćujućih tvari po jedinici proizvodnje, kg/t.
Specifične emisije onečišćujućih tvari u kg/t gotovih proizvoda.
1. Etilni alkohol: pekarski proizvodi od pšeničnog brašna - 1,1 kg / t,
pekarski proizvodi od raženog brašna - 0,98 kg / t.
2. Octena kiselina: pekarski proizvodi od pšeničnog brašna - 0,1 kg/t,
pekarski proizvodi od raženog brašna – 0,2 kg/t.
3. Octeni aldehid - 0,04 kg / t.
4. Prašina od brašna - 0,024 kg/t (za rasuto skladištenje brašna), 0,043 kg/t (za kontejnersko skladištenje brašna).
5. Dušikovi oksidi - 0,31 kg / t.
6. Ugljikovi oksidi - 0,3 kg/t.
I. Proračun tehnoloških emisija:
1. Etilni alkohol:
M 1 \u003d 8000 × 1,1 \u003d 8800 kg / godina;
M 2 \u003d 5000 × 0,98 \u003d 4900 kg / godina;
M 3 \u003d 7000 (1,1 × 0,3 + 0,98 × 0,7) \u003d 7133 kg / godina;
ukupna emisija M \u003d M 1 + M 2 + M 3 \u003d 8800 + 4900 + 7133 \u003d 20913 kg / godina.
2. Octena kiselina:
Pekarski proizvodi od pšeničnog brašna
M 1 \u003d 8000 × 0,1 \u003d 800 kg / godina;
Pekarski proizvodi od raženog brašna
M 2 \u003d 5000 × 0,2 \u003d 1000 kg / godina;
Pekarski proizvodi od miješanih peciva
M 3 \u003d 7000 (0,1 × 0,3 + 0,2 × 0,7) \u003d 1190 kg / godina,
ukupna emisija M \u003d M 1 + M 2 + M 3 \u003d 800 + 1000 + 1190 \u003d 2990 kg / godina.
3. Octeni aldehid M = 20000 × 0,04 = 800 kg/god.
4. Prašina od brašna M = 20000 × 0,024 = 480 kg/god.
5. Dušikovi oksidi M = 20000 × 0,31 = 6200 kg/god.
6. Ugljikovi oksidi M = 20000 × 0,3 = 6000 kg/god.
II. Obračun naknade za onečišćenje sustava zaštite okoliša.
1. Etilni alkohol: M N = 21 t / godina, M F = 20,913 t / godina Þ P = C N × M f = 0,4 × 20,913 = 8,365 rubalja.
2. Octena kiselina: M N \u003d 1,5 t / godina, M L = 2,6 t / godina, M F = 2,99 t / godina Þ P = 5C L (M F -M L) + C L ( M L - M N) + C N × M N =
5 × 175 × (2,99-2,6) + 175 × (2,6 - 1,5) + 35 × 1,5 = 586,25 rubalja.
3. Octeni aldehid: M H = 1 t / godina, M F = 0,8 t / godina Þ P = C H × M F = 68 × 0,8 = 54,4 rubalja.
4. Prašina od brašna: M N = 0,5 t/god, M F = 0,48 t/god Þ P = C N × M F = 13,7 × 0,48 = 6,576 rubalja.
5. Dušikov oksid: M N = 6,2 t / godina, M F = 6,2 t / godina Þ P = C N × M F = 35 × 6,2 = 217 rubalja.
6. Ugljikov oksid: M N = 6 t/god, M F = 6 t/god Þ
P \u003d C N × M F \u003d 0,6 × 6 \u003d 3,6 rubalja.
Koeficijent uzimajući u obzir okolišni čimbenici, za središnju regiju Ruske Federacije = 1,9 za atmosferski zrak, za grad koeficijent je 1,2.
åP \u003d 876,191 1,9 1,2 \u003d 1997,72 rubalja
KONTROLNI ZADACI.
Vježba 1
| broj opcije | Produktivnost kotlovnice Q o, MJ/h | Visina izvora H, m | Promjer usta D, m | Pozadinska koncentracija SO 2 C f, mg/m 3 |
| 0,59 | 0,004 | |||
| 0,59 | 0,005 | |||
| 0,6 | 0,006 | |||
| 0,61 | 0,007 | |||
| 0,62 | 0,008 | |||
| 0,63 | 0,004 | |||
| 0,64 | 0,005 | |||
| 0,65 | 0,006 | |||
| 0,66 | 0,007 | |||
| 0,67 | 0,008 | |||
| 0,68 | 0,004 | |||
| 0,69 | 0,005 | |||
| 0,7 | 0,006 | |||
| 0,71 | 0,007 | |||
| 0,72 | 0,008 | |||
| 0,73 | 0,004 | |||
| 0,74 | 0,005 | |||
| 0,75 | 0,006 | |||
| 0,76 | 0,007 | |||
| 0,77 | 0,008 | |||
| 0,78 | 0,004 | |||
| 0,79 | 0,005 | |||
| 0,8 | 0,006 | |||
| 0,81 | 0,007 | |||
| 0,82 | 0,008 | |||
| 0,83 | 0,004 | |||
| 0,84 | 0,005 | |||
| 0,85 | 0,006 | |||
| 0,86 | 0,007 | |||
| 0,87 | 0,004 | |||
| 0,88 | 0,005 | |||
| 0,89 | 0,006 |
Predavanje 11
Atmosferski zrak koji okružuje osobu stalno je izložen onečišćenju. Zrak proizvodne prostorije onečišćen je emisijama iz procesne opreme ili tijekom tehnološki procesi bez lokalizacije izlaznih tvari. Ventilacijski zrak uklonjen iz prostora može uzrokovati onečišćenje zraka u industrijskim mjestima i naseljenim područjima. Osim toga, zrak industrijskih pogona i naseljenih mjesta zagađuju tehnološke emisije iz radionica, emisije iz termoelektrana i vozila.
Zrak u stambenim prostorijama zagađuju produkti izgaranja prirodnog plina i drugih goriva, pare otapala, deterdženata, drvenih konstrukcija itd., kao i otrovne tvari koje ulaze u stambene prostorije s dotokom ventilacijskog zraka. Ljeti, pri prosječnoj vanjskoj temperaturi od 20 0 C, oko 90% nečistoća vanjskog zraka prodire u stambene prostorije, tijekom prijelaznog razdoblja na t = 25 0 C - 40%, u zimsko vrijeme– do 30%.
Izvori onečišćenja zraka industrijski prostori su:
1. U ljevaonicama to su emisije prašine i plinova iz kupola, elektrolučnih i indukcijskih peći, prostora za skladištenje i obradu šarže (komponenti za lijevanje) i kalupnih materijala, prostora za izbijanje i čišćenje odljevaka.
2. U radionicama za kovanje i prešanje - prašina, ugljični monoksid, sumporni oksid i druge štetne tvari.
3. U galvanskim radionicama - to su štetne tvari u obliku fine maglice, para i plinova. Najintenzivnije štetne tvari oslobađaju se u procesima kiselosti i alkalno jetkanje. Kod nanošenja galvanskih premaza, to je fluorovodik itd.
4. Pri obradi metala na alatnim strojevima - prašina, magla, ulja i emulzije.
5. U područjima zavarivanja i rezanja metala - prašina, plinovi (fluorovodik, itd.).
6. U područjima lemljenja i kalajisanja - otrovni plinovi (ugljični monoksid, fluorovodik), aerosoli (olovo i njegovi spojevi).
7. U lakirnicama - otrovne tvari tijekom odmašćivanja i aerosoli iz lakova i boja.
8. Iz rada raznih elektrana (ICE, itd.)
Za uklanjanje i čišćenje zraka u industrijskim prostorima koriste se različiti sustavi za čišćenje i lokalizaciju štetnih tvari.
1. Uklanjanje otrovnih tvari iz prostora općom ventilacijom;
2. Lokalizacija otrovnih tvari u zoni njihovog stvaranja lokalnom ventilacijom s pročišćavanjem onečišćenog zraka u posebnim uređajima i vraćanjem u proizvodne ili kućanske prostorije, ako zrak nakon čišćenja u uređaju odgovara regulatorni zahtjevi za dovod zraka;
3. Lokalizacija otrovnih tvari u zoni njihovog nastanka lokalnom ventilacijom, pročišćavanjem onečišćenog zraka u posebnim uređajima, ispuštanjem i raspršivanjem u atmosferi.
Slika 3
1 - izvori otrovnih tvari;
2 - uređaji za lokalizaciju otrovnih tvari (lokalno usisavanje);
3 - aparat za čišćenje.
4. Pročišćavanje emisija tehnoloških plinova u posebnim uređajima; u nekim slučajevima, ispušni plinovi se razrjeđuju atmosferskim zrakom prije ispuštanja;
5. Pročišćavanje ispušnih plinova iz elektrana (npr. motora s unutarnjim izgaranjem) u posebnim jedinicama, te ispuštanje u atmosferu ili proizvodni prostor (rudnici, kamenolomi, skladišta i sl.).
U slučajevima kada stvarne emisije premašuju maksimalno dopuštene emisije (MAE), uzimajući u obzir već postojeće atmosfersko onečišćenje ili točnije njegove komponente koje već postoje u atmosferi, potrebno je koristiti uređaje za čišćenje plinova i nečistoća u emisijskom sustavu.
Slika 4
1 – izvor otrovnih tvari i procesnih plinova;
2 - aparat za čišćenje;
3 - cijev za raspršivanje emisija;
4 - uređaj (puhalo za dovod zraka za razrjeđivanje emisija).
Uređaji za čišćenje ventilacijskih i tehnoloških emisija u atmosferu dijele se na:
Sakupljači prašine (suhi, električni, mokri filtri);
Eliminatori magle (niska i velika brzina);
Uređaji za hvatanje para i plinova (apsorpcija, kemisorpcija, apsorpcija i neutralizatori);
Uređaji za višestupanjsko čišćenje (hvatači prašine i plina, hvatači magle i čvrstih nečistoća, višestupanjski hvatači prašine).
Suhi sakupljači prašine - cikloni - naširoko su korišteni za čišćenje plinova od čestica.
Elektrofilteri su najsavršeniji način pročišćavanja plinova od čestica prašine i magle lebdeće u njima.
Za fino pročišćavanje plinova od čestica i kapajuće tekućine koriste se različiti filteri.
Mokri plinski pročistači imaju široku primjenu i koriste se za uklanjanje fine prašine s d 2 ≥ 0,3 µm, kao i za uklanjanje prašine iz zagrijanih i eksplozivnih plinova.
Za čišćenje zraka od maglica kiselina, lužina, ulja i drugih tekućina koriste se vlaknasti filtri.
Metoda apsorpcije - pročišćavanje emisija plinova iz plinova i para - temelji se na apsorpciji potonjeg tekućinom. Odlučujući uvjet za primjenu ove metode je topljivost plinova i para u vodi. To mogu biti, primjerice, tehnološke emisije amonijaka, klora ili fluorovodika.
Rad kemisorbera temelji se na apsorpciji plinova i para tekućim ili krutim apsorberima uz stvaranje slabo topljivih i slabo hlapljivih kemijskih spojeva (plinovi iz dušikovih oksida i kiselih para).
Metoda apsorpcije temelji se na sposobnosti nekih finih krutina kao apsorbensa (aktivirani aluminijev oksid, silika gel, aktivirani aluminijev oksid itd.) da ekstrahiraju i koncentriraju pojedine komponente emisija plinske smjese na svojoj površini. Koriste se za čišćenje zraka od para otapala, etera, acetona, raznih ugljikovodika itd. Apsorbenti se naširoko koriste u respiratorima i plinskim maskama.
Toplinska neutralizacija temelji se na sposobnosti zapaljivih plinova i para koji su dio ventilacijskih i procesnih emisija da izgaraju i stvaraju manje otrovne tvari.
Atmosfera je jedna od potrebne uvjete nastanka i postojanja života na Zemlji. Sudjeluje u formiranju klime na planetu, regulira njegov toplinski režim i pridonosi preraspodjeli topline u blizini površine. Dio energije Sunčevog zračenja apsorbira atmosfera, a ostatak energije, koji dospije na površinu Zemlje, dijelom odlazi u tlo, vodena tijela, a dijelom se reflektira u atmosferu.
U sadašnjem stanju atmosfera postoji stotinama milijuna godina, sva živa bića prilagođena su njenom strogo definiranom sastavu. Plinski omotač štiti žive organizme od štetnih ultraljubičastih, rendgenskih i kozmičkih zraka. Atmosfera štiti Zemlju od udara meteorita. U atmosferi se sunčeve zrake raspoređuju i raspršuju, što stvara ravnomjerno osvjetljenje. To je medij u kojem se širi zvuk. Zbog djelovanja gravitacijskih sila atmosfera se ne raspršuje u svjetskom prostoru, već okružuje Zemlju, okreće se s njom.
Glavna (masena) komponenta zraka je dušik. U nižim slojevima atmosfere njegov sadržaj iznosi 78,09%. Najaktivniji atmosferski plin u biosferskim procesima je kisik. Njegov sadržaj u atmosferi je oko 20,94%. Važna komponenta atmosfere je ugljični dioksid (CO 2) koji čini 0,03% njezinog volumena. Značajno utječe na vrijeme i klimu na Zemlji. Sadržaj ugljičnog dioksida u atmosferi nije konstantan. U atmosferu ulazi iz vulkana, toplih izvora, tijekom disanja ljudi i životinja, tijekom šumskih požara, konzumiraju ga biljke, a vrlo je topiv u vodi. Količina otopljenog ugljičnog dioksida u oceanu je 1,3 10 14 tona.
Atmosfera sadrži male količine ugljičnog monoksida (CO). Postoji i nekoliko inertnih plinova kao što su argon, kripton gel, ksenon. Od toga, najviše - argon - 0,934%. Atmosfera također sadrži vodik i metan. Inertni plinovi ulaze u atmosferu u procesu kontinuiranog prirodnog radioaktivnog raspada urana, torija i radona.
U gornjim slojevima stratosfere ozon se nalazi u maloj koncentraciji. Stoga se ovaj dio atmosfere naziva ozonski omotač. Ukupni sadržaj ozona u atmosferi je nizak - 2,10%, ali reflektira do 5% ultraljubičastih zraka, što štiti žive organizme od njihovog štetnog djelovanja. Zadržavajući do 20% infracrvenog zračenja koje dopire do Zemlje, ozon povećava učinak zagrijavanja atmosfere. Na formiranje ozonskog zaslona utječe prisutnost u stratosferi klora, dušikovih oksida, vodika, fluora, broma, metana, koji osiguravaju fotokemijske reakcije uništavanja ozona.
Osim plinova, atmosfera sadrži vodu i aerosole. U atmosferi se voda nalazi u krutom (led, snijeg), tekućem (kapljice) i plinovitom (para) stanju. Oblaci nastaju kada se vodena para kondenzira. Potpuna obnova vodene pare u atmosferi traje 9-10 dana.
Tvari u ionskom stanju nalaze se iu atmosferi - do nekoliko desetaka tisuća u 1 cm 3 zraka.
Onečišćivač zraka može biti bilo koji fizikalni agens, kemikalija ili vrsta (uglavnom mikroorganizmi) koja ulazi ili se stvara u okolišu u količinama većim od prirodnih.
Onečišćenje zraka odnosi se na prisutnost u zraku plinova, para, čestica, krutih i tekuće tvari, toplina, vibracije, zračenje koje nepovoljno utječe na ljude, životinje, biljke, klimu, materijale, zgrade i strukture.
Prema podrijetlu onečišćenja se dijele na prirodna, uzrokovana prirodnim, često abnormalnim procesima u prirodi, i antropogena, povezana s ljudskim djelovanjem.
Onečišćivače zraka dijelimo na mehaničke, fizikalne i biološke.
Mehanička onečišćenja - prašina, pepeo, fosfati, olovo, živa. Njihovi izvori su vulkanske erupcije, prašne oluje, šumski požari, Nastaju pri izgaranju fosilnih goriva i u proizvodnji građevinskog materijala, što daje do 10% ukupnog onečišćenja. Velika količina onečišćenja ulazi u atmosferu tijekom rada industrije cementa, vađenja i prerade azbesta, rada metalurških pogona itd.
Fizičko zagađenje uključuje toplinsko (ulazak zagrijanih plinova u atmosferu); svjetlost (pogoršanje prirodnog osvjetljenja područja pod utjecajem umjetnih izvora svjetlosti); buka (kao posljedica antropogene buke); elektromagnetski (od dalekovoda, radija i televizije, rada industrijskih postrojenja); radioaktivan, povezan s povećanjem razine radioaktivnih tvari koje ulaze u atmosferu.
Biološko onečišćenje uglavnom je posljedica razmnožavanja mikroorganizama i antropogenih aktivnosti (termoenergetika, industrija, promet, djelovanje oružanih snaga).
Najčešće otrovne tvari koje onečišćuju atmosferu su ugljikov monoksid CO, sumporov dioksid SO 2 dušikov oksid N0 2 , ugljikov dioksid CO 2 , ugljikovodici CH i prašina.
Glavni zagađivač atmosfere ugljičnim monoksidom je prometno-cestovni kompleks. Od 35 milijuna tona štetnih emisija iz kompleksa, 89% su emisije iz cestovnog prometa i cestograđevnog kompleksa. Automobili čine 25% izgorjelog goriva, jedan automobil tijekom svog postojanja emitira do 10 tona CO; (u svijetu postoji oko 700 milijuna automobila). Ispušni plinovi sadrže više od 200 štetnih spojeva, uključujući i one kancerogene.
Naftni proizvodi, proizvodi trošenja guma i kočionih obloga, rasuti i prašnjavi tereti, kloridi koji se koriste kao odleđivači cesta zagađuju prometnice i vodene površine.
Onečišćenje atmosfere tvornicama asfaltnog betona od velike je važnosti, budući da emisije tih poduzeća sadrže kancerogene tvari. Postrojenja za miješanje asfalta različitih kapaciteta koja trenutno rade u Rusiji emitiraju od 70 do 300 tisuća tona suspendiranih krutih tvari godišnje u atmosferu. Istraživanje uzorka pokazalo je da oprema za obradu ne radi učinkovito ni na jednoj od njih zbog nedovršenosti dizajna, lošeg tehničkog stanja i nepotpunog redovnog održavanja. Na pokretnim cestovnim objektima koji osiguravaju izgradnju, popravak i održavanje javnih cesta godišnje se emitira 450 tisuća tona prašine, čađe i drugih štetnih tvari.
Značajan dobavljač ugljičnog monoksida, prašine, čađe je metalurška industrija (ugljični monoksid je oko 2,2 milijuna tona), energetski kompleksi (prašina je oko 2 milijuna tona), obojena metalurgija je više od 300 tisuća tona CO i gotovo ista količina prašine, naftna industrija (600 tisuća tona CO)
Ugljični monoksid ometa prijenos kisika, što uzrokuje kisikovo gladovanje tijela. Dugotrajno udisanje ugljičnog monoksida može biti kobno za ljude.
Prah. Zagađivači ulaze u tijelo putem dišnog sustava. Dnevni volumen udahnutog zraka za jednu osobu je 6-12 m 3 . Pri normalnom disanju svakim udisajem u ljudsko tijelo ulazi od 0,5 do 2 litre zraka.
Štetni učinci raznih i prašnjavih industrijskih emisija na osobu određeni su količinom onečišćujućih tvari koje ulaze u tijelo, njihovim stanjem, sastavom i vremenom izloženosti.
Prisutnost prašine u atmosferi, pored navedenog negativne posljedice smanjuje količinu ultraljubičastih zraka koje dopiru do površine Zemlje. Najjači utjecaj onečišćenja na ljudsko zdravlje očituje se u razdoblju smoga. U to se vrijeme dobrobit ljudi pogoršava, broj plućnih i kardiovaskularnih bolesti naglo raste, a pojavljuju se i epidemije gripe.
Sumporni dioksid, sumporni anhidrid i drugi sumporni spojevi utječu na respiratorni trakt. Njihovi glavni dobavljači su crna (300 tisuća tona) i obojena metalurgija (više od milijun tona), industrija plina i rafinerija nafte, energetika (do 2,4 milijuna tona).
Otapanje sumpornog dioksida u atmosferskoj vlazi dovodi do kisele kiše, koja utječe na šume, tlo i zdravlje ljudi. Kisele kiše posebno su česte u područjima južne Kanade, sjeverne Europe, Urala, prvenstveno u regiji Norilsk.
Onečišćenje atmosfere industrijskim emisijama značajno pojačava učinak korozije. Kiseli plinovi doprinose koroziji čeličnih konstrukcija i materijala. Sumporni dioksid, dušikovi oksidi, hidrokloridi u kombinaciji s vodom stvaraju kiseline, pojačavajući kemijsku i elektrokemijsku koroziju, te uništavaju organske materijale (gumu, plastiku, boje). Ozon i klor negativno utječu na čelične konstrukcije. Čak i mala količina nitrata u atmosferi uzrokuje koroziju bakra i mjedi.
Kisele kiše djeluju na sličan način: smanjuju plodnost tla, negativno utječu na floru i faunu, skraćuju vijek trajanja elektrokemijskih premaza, osobito krom-nikal boja, smanjuju pouzdanost strojeva i mehanizama, a više od 100 tisuća korištenih vrsta obojenih stakla su pod prijetnjom.
Destruktivni učinak industrijskog onečišćenja ovisi o vrsti tvari. Klor uzrokuje oštećenje organa za vid i disanje. Fluoridi, ulazeći u ljudsko tijelo kroz probavni trakt, ispiru kalcij iz kostiju i smanjuju njegov sadržaj u krvi. Štetno za udisanje para ili spojeva teških metala. Spojevi berilija štetni su za zdravlje.
Aldehidi su opasni čak iu malim koncentracijama u atmosferi. Aldehidi iritiraju organe vida i mirisa, lijekovi su koji uništavaju živčani sustav.
Zagađenje atmosfere može malo utjecati na ljudsko zdravlje, ali može dovesti do potpune intoksikacije tijela.
Jedan od ozbiljnih problema povezanih s onečišćenjem atmosfere je moguća promjena klime zbog utjecaja antropogenih čimbenika koji uzrokuju izravan utjecaj na stanje atmosfere povezan s povećanjem ili padom temperature i vlažnosti zraka.
Ekolozi upozoravaju da ako ne bude moguće smanjiti emisiju ugljičnog dioksida u atmosferu, onda će naš planet biti suočen s katastrofom povezanom s porastom temperature zbog tzv. efekt staklenika. Bit ovog fenomena leži u činjenici da ultraljubičasto sunčevo zračenje prilično slobodno prolazi kroz atmosferu s visokim sadržajem CO 2 i metana CH 4 . Infracrvene zrake koje se reflektiraju od površine bivaju zarobljene u atmosferi s visokim udjelom CO 2, što dovodi do porasta temperature i posljedično klimatskih promjena. Analiza promatranja u proteklih 100 godina pokazuje da su najteže bile 1980., 1981., 1983., 1987. i 1988. godina.
Na sjevernoj hemisferi površinska temperatura trenutno je 0,4 0C viša nego 1950-1980. U budućnosti se očekuje daljnji porast temperature, primjerice za 2-4 0 C do 2050. godine.
Stoga se zbog otapanja ledenjaka i polarni led Očekuje se da će u sljedećih 25 godina globalna razina mora porasti za 10 cm.
Već početkom XXI stoljeća. znanstvenici predviđaju raširene tsunamije, tajfune, poplave. I u XXII stoljeću. zagrijavanje će biti 5...10°C i postat će nepovratno, što može uzrokovati posljednju veliku poplavu. Tako one klimatske promjene koje su u 20. stoljeću bile jedva primjetne mogu u 22. stoljeću postati pogubne za čovječanstvo.
Klimatske fluktuacije utječu na stanje i život osobe. Kada se mijenja temperatura zraka i količina oborina, raspored vodnih resursa, uvjeti za razvoj ljudsko tijelo.
U antropogene procese spada i uništavanje ozonskog omotača Zemlje. Ozonski omotač, čija je najveća koncentracija na visini od 10...25 km u troposferi, štiti život na Zemlji od smrtonosnog ultraljubičastog zračenja. Razaraju ga dušikovi oksidi, posebice klorofluorugljici kojih u prirodnim sustavima praktički nema, ali ih čovjek intenzivno unosi u atmosferu:
Rad hladnjaka na freonskim i aerosolnim instalacijama;
Oslobađanje NO kao rezultat razgradnje mineralnih gnojiva;
Letovi zrakoplova na velikim visinama i lansiranja satelita (emisija dušikovih oksida i vodene pare);
Nuklearne eksplozije (stvaranje dušikovih oksida);
Procesi koji pridonose prodoru antropogenih spojeva klora u stratosferu.
Promjena debljine ozonskog omotača za samo 1% povećava intenzitet ultraljubičastog zračenja za 2%, a rizik od raka kože za 3 ... 6%. Ultraljubičasto zračenje posebno djeluje na fitoplankton koji se nalazi u površinskom sloju Svjetskog oceana, kao i na kultivirane biljke. Razmjeri uništenja ozonskog omotača su takvi da su se ozonske rupe stvorile nad nekim regijama, primjerice Australijom, Antarktikom itd.; trend smanjenja ozonskog omotača bilježi se za sve geografske regije Zemlje.
Zagađenje atmosfere štetno djeluje na biljke. Različiti plinovi različito djeluju na biljke, a osjetljivost biljaka na iste plinove nije ista. Najštetniji za njih su sumporni dioksid, fluorovodik, ozon, klor, dušikov dioksid, klorovodična kiselina.
Iz navedenog možemo zaključiti da čak i ako ne uzmemo u obzir druge čimbenike, kao što su onečišćenje vode i tla, u atmosferi ima dovoljno štetnih tvari čiju koncentraciju treba kontrolirati.
Najveće zagađenje uočeno je u industrijskim regijama: oko 90% emisija štetnih tvari (HM) otpada na 10% kopnene površine ( Sjeverna Amerika, Europa, istočna Azija), posebno u velikim gradovima, gdje su prekoračene najveće dopuštene koncentracije za mnoge eksplozive. Otprilike 20% čovječanstva udiše zrak u kojem koncentracija eksploziva prelazi maksimalno dopuštene koncentracije.
Kemijsko opterećenje po stanovniku Rusije tijekom života (60 godina)
Kemijsko opterećenje - ukupnoštetne i otrovne tvari koje tijekom života ulaze u ljudski organizam.
U našoj zemlji prvi su put izrađeni i u praksu zaštite okoliša od 1939. godine, na temelju higijenskih zahtjeva, izrađeni standardi za najveće dopuštene koncentracije štetnih tvari u zraku naselja. Sadašnji standardi uključuju više od 2500 različitih tvari koje mogu biti sadržane u hrani, zraku, tlu i vodi. Povremeno ih pregledavamo i trenutno ih koristimo sanitarne norme CH 245-71.
MDK je maksimalna koncentracija nečistoće u atmosferi, koja se odnosi na određeno vrijeme usrednjavanja, koja pod periodičnom izloženošću ili tijekom cijelog života osobe nema štetan učinak, uključujući dugotrajne učinke, a također nema štetan učinak učinak na okoliš. Ova vrijednost je zakonodavne prirode. U Ruskoj Federaciji MPC odgovara najnižim vrijednostima koje preporučuje WHO. Postavljene su dvije vrijednosti: maksimalna jednokratna vrijednost unutar 20 - 30 minuta i prosječna dnevna MPC vrijednost.
Najveća pojedinačna doza MPC ne smije dovesti do neugodnih refleksnih reakcija ljudskog organizma (curenje iz nosa, neugodan miris), a prosječna dnevna doza ne smije dovesti do toksičnih, kancerogenih i mutagenih učinaka.
Za regulaciju eksplozivnih emisija u biosferu koriste se standardi maksimalno dopuštenih emisija (MAE), koji su pojedinačni za svaku tvar i poduzeće, a koji uzimaju u obzir broj izvora, visinu njihovog položaja, raspodjelu emisija u vremenu i prostor i drugi čimbenici (GOST 17.2.3.02-78)
MPE - najveća količina štetne tvari koja se smije ispustiti iz određenog izvora, a koja ne stvara koncentraciju u blizini Zemlje opasnu za ljude, biljni i životinjski svijet.
MPE vrijednost (g/s) za produkte izgaranja izračunava se pomoću sljedeće formule
Za grijano izbacivanje:
MPE \u003d MPC (/A F m n.
Za hladno izbacivanje:
MPE = 8 MPC.
Ako postoji više izvora emisije:
gdje je V c ukupna volumetrijska otopina plinske smjese
Vc =V1+ V2 + V3…
V 1 - volumen plina koji emitira svaki izvor. (m 3 / s);
H je visina izvora ispuštanja iznad površine (m);
DT - temperaturna razlika između emitiranog plina i zraka (stupnjevi C)
A je koeficijent koji ovisi o temperaturnom gradijentu atmosfere i određuje uvjete vertikalne i horizontalne disperzije štetnih tvari;
F - koeficijent brzine taloženja štetnih tvari u zraku;
m,n - koeficijenti koji uzimaju u obzir uvjete za izlazak plinske smjese iz ušća izvora;
D je promjer ušća izvora.
Metodologija za izračun NDG navedena je u SN 369 -74. Izračun uzima u obzir pozadinske koncentracije štetnih tvari u zraku C f i koncentracije iz izvora onečišćenja C, čiji zbroj treba biti manji ili jednak MDK:
MAC?S +S f
Uz zajedničku prisutnost u zraku nekoliko tvari s različitim MDK i različitim koncentracijama, ukupna koncentracija mora zadovoljiti sljedeći odnos:
U skladu s GOST 17.2.3.02-78 za svaki industrijsko poduzeće NDG štetnih tvari u atmosferu se postavlja pod uvjetom da eksplozivne emisije iz ovog izvora u kombinaciji s drugim izvorima neće stvoriti koncentraciju veću od MDK.
Usklađenost s ovim zahtjevima postiže se lokalizacijom štetnih tvari na mjestu njihovog nastanka, uklanjanjem iz prostora ili opreme, kao i raspršivanjem u atmosferi. Ako pritom koncentracija emisija štetnih tvari u atmosferu prelazi MDK, tada se emisije čiste od štetnih tvari u uređajima za pročišćavanje ugrađenim u ispušni sustav. Najčešći su ventilacijski, tehnološki i transportni ispušni sustavi.
2 .2.1 Zaštita atmosfere
Sve poznate metode i sredstva zaštite atmosfere od kemijskih nečistoća mogu se grupirati u tri skupine.
Prva skupina uključuje mjere usmjerene na smanjenje stope emisije, tj. smanjenje količine emitirane tvari u jedinici vremena. U drugu skupinu spadaju mjere zaštite atmosfere obradom i neutralizacijom štetnih emisija posebnim sustavima za pročišćavanje. Treća skupina uključuje mjere standardizacije emisija kako u pojedinim poduzećima i uređajima, tako iu regiji u cjelini.
Za smanjenje snage emisija kemijskih nečistoća u atmosferu najčešće se koriste:
Zamjena ekološki prihvatljivijih goriva ekološki prihvatljivijima. U ovom slučaju koristi se gorivo s nižim rezultatom onečišćenja zraka.
Izgaranje goriva posebnom tehnologijom. Izvodi se ili u fluidiziranom (fluidiziranom) sloju ili njihovim prethodnim rasplinjavanjem.
Stvaranje zatvorenih proizvodnih ciklusa. Jedan od obećavajućih načina zaštite atmosfere od kemijskih nečistoća je uvođenje zatvorenih proizvodnih procesa koji minimiziraju otpad koji se ispušta u atmosferu ponovnom uporabom i potrošnjom, odnosno pretvaranjem u nove proizvode.
Klasifikacija sustava za pročišćavanje zraka i njihovi parametri. Prema agregatnom stanju onečišćivači zraka dijele se na prašinu, maglu i plinsko-parne nečistoće. Industrijske emisije koje sadrže suspendirane čvrste tvari ili tekućine su dvofazni sustavi.
Sustavi za pročišćavanje zraka od prašine dijele se u 4 glavne skupine: suhi i mokri sakupljači prašine, elektrofilteri i filtri. S povećanim sadržajem prašine koriste se sakupljači prašine i elektrofilteri. Filtri se koriste za fino pročišćavanje zraka s koncentracijom nečistoća manjom od 100 mg/m 3 .
Izbor jednog ili drugog uređaja za sakupljanje prašine, koji je sustav elemenata, uključujući sakupljač prašine, jedinicu za pražnjenje, upravljačku opremu i ventilator, unaprijed je određen disperziranim sastavom industrijskih čestica prašine koje treba uhvatiti.
Za pročišćavanje zraka od plinovitih nečistoća koriste se sljedeće metode.
Apsorpcijska metoda sastoji se u razdvajanju mješavine plina i zraka na sastavne dijelove apsorpcijom jedne ili više komponenti plina pomoću apsorbensa (upijajućeg sredstva) kako bi nastala otopina.
Sastav apsorbenta odabire se iz uvjeta otapanja apsorbiranog plina u njemu. Na primjer, za uklanjanje plinova kao što su amonijak i klorovodik iz procesnih emisija, voda se koristi kao apsorbent. Sumporna kiselina služi za hvatanje vodene pare, a viskozna ulja za hvatanje aromatskih ugljikovodika (iz koksnog plina).
Metoda kemisorpcije temelji se na apsorpciji plinova i para krutim ili tekućim apsorberima uz stvaranje kemijskih spojeva. Reakcije kemisorpcije su egzotermne.
Metoda adsorpcije temelji se na fizičkim svojstvima nekih poroznih materijala za selektivnu ekstrakciju njegovih pojedinačnih komponenti iz mješavine plina i zraka. Dobro poznati primjer adsorbenta s ultramikroskopskom strukturom je aktivni ugljen.
S katalitičkom metodom, otrovne komponente mješavine plina i zraka, u interakciji s posebnom tvari - katalizatorom, pretvaraju se u bezopasne tvari. Kao katalizatori koriste se metali ili njihovi spojevi (platina, oksidi bakra i mangana itd.). Katalizator, izrađen u obliku kuglica, prstenova ili spiralne žice, igra ulogu akceleratora kemijskog procesa.
Toplinska metoda ili visokotemperaturno naknadno izgaranje, koja se ponekad naziva toplinska neutralizacija, zahtijeva održavanje visoke temperature plin koji se pročišćava i prisutnost dovoljne količine kisika. Toplinski katalizatori izgaraju plinove kao što su, na primjer, ugljikovodici, ugljični monoksid, emisije iz industrije boja i lakova.
6.5. SREDSTVA ZAŠTITE ATMOSFERE.
Zrak industrijskih prostora onečišćen je emisijama iz tehnološke opreme ili tijekom tehnoloških procesa bez lokalizacije otpadnih tvari. Ventilacijski zrak uklonjen iz prostora može uzrokovati onečišćenje zraka u industrijskim mjestima i naseljenim područjima. Osim toga, zrak
onečišćuje se tehnološkim emisijama iz radionica, kao što su kovačke i prešačke radionice, radionice za toplinsku i mehaničku obradu metala, ljevaonice i druge, na temelju kojih se razvija suvremeno strojarstvo. U procesu proizvodnje strojeva i opreme naširoko se koriste zavarivanje, strojna obrada metala, obrada nemetalnih materijala, operacije boja i lakova itd. Stoga je potrebno zaštititi atmosferu.
Sredstva za zaštitu atmosfere trebaju ograničiti prisutnost štetnih tvari u zraku ljudskog okoliša na razinu koja ne prelazi MPC. To se postiže lokalizacijom štetnih tvari na mjestu njihova nastanka, uklanjanjem iz prostora ili opreme i raspršivanjem u atmosferi. Ako istovremeno koncentracija štetnih tvari u atmosferi prelazi MPC, tada se emisije čiste od štetnih tvari u uređajima za čišćenje ugrađenim u ispušni sustav. Najčešći su ventilacijski, tehnološki i transportni ispušni sustavi.
U praksi se provode sljedeće mogućnosti zaštite atmosferskog zraka:
uklanjanje otrovnih tvari iz prostora općom ventilacijom;
ventilacija, pročišćavanje onečišćenog zraka u posebnim uređajima i
njegov povratak u proizvodne ili kućanske prostorije, ako je zrak
nakon čišćenja u aparatu ispunjava regulatorne zahtjeve za
dovod zraka,
lokalizacija otrovnih tvari u zoni njihova stvaranja lokalna
ventilacija, pročišćavanje onečišćenog zraka u posebnim uređajima,
ispuštanje i raspršivanje u atmosferi,
pročišćavanje emisija tehnoloških plinova u posebnim uređajima,
ispuštanje i raspršivanje u atmosferi; u nekim slučajevima prije puštanja na slobodu
ispušni plinovi se razrjeđuju atmosferskim zrakom.
U skladu s MPC štetnih tvari u atmosferskom zraku naseljenih područja, utvrđena je najveća dopuštena emisija (MAE) štetnih tvari iz ispušnih ventilacijskih sustava, raznih tehnoloških i energetskih postrojenja.
U skladu sa zahtjevima GOST 17.2.02, za svako projektirano i operativno industrijsko poduzeće postavlja se MPE štetnih tvari u atmosferu, pod uvjetom da emisije štetnih tvari iz ovog izvora u kombinaciji s drugim izvorima (uzimajući u obzir izglede za njihov razvoj) ne stvaraju površinsku koncentraciju veću od MDK .
Uređaji za čišćenje ventilacijskih i tehnoloških emisija u atmosferu dijele se na:
sakupljači prašine (suhi, električni filtri, mokri filtri);
eliminatori magle (niska i velika brzina);
uređaji za hvatanje para i plinova (apsorpcija,
kemisorpcija, adsorpcija i neutralizatori);
uređaji za višestupanjsko čišćenje (hvatači prašine i plinova,
hvatači magle i čestica, višestupanjski
sakupljači prašine).
Električno čišćenje (elektrofilteri) jedan je od najnaprednijih načina čišćenja plinova od lebdećih čestica prašine i magle. Ovaj se proces temelji na udarnoj ionizaciji plina u zoni koronskog pražnjenja, prijenosu ionskog naboja na čestice nečistoća i taloženju potonjih na taložnim koronskim elektrodama. Za to se koriste elektrofiltri.
Shema elektrofiltera.
1-koronska elektroda
2-sabirna elektroda
Čestice aerosola ulazeći u zonu između korone 1 i sabirne 2 elektrode adsorbiraju ione na svojoj površini, poprimajući električni naboj i time dobivaju ubrzanje usmjereno prema elektrodi s nabojem suprotnog predznaka. S obzirom da je pokretljivost negativnih iona u zraku i dimnim plinovima veća od pozitivnih, elektrofilteri se najčešće izrađuju s koronom negativnog polariteta. Vrijeme punjenja čestica aerosola je kratko i mjeri se djelićima sekunde. Kretanje nabijenih čestica do sabirne elektrode događa se pod djelovanjem aerodinamičkih sila i sila međudjelovanja između električnog polja i naboja čestice.
Filter je kućište 1, podijeljeno poroznom pregradom (elementom filtera) 2 u dvije trake. Kontaminirani plinovi ulaze u filtar, koji se pročišćavaju prolaskom kroz filtarski element. Čestice nečistoća talože se na ulaznom dijelu porozne pregrade i zadržavaju se u porama, tvoreći na površini pregrade sloj 3. Za novopridošle čestice ovaj sloj postaje dio filterske pregrade, čime se povećava učinkovitost pročišćavanja.
filtar i pad tlaka na filtarskom elementu. Taloženje čestica na površini pora filtarskog elementa nastaje kao rezultat kombiniranog djelovanja efekta dodira, kao i difuzije, inercije i gravitacije.
Mokri sakupljači prašine uključuju sakupljače prašine s pjenušavim mjehurićima s rešetkama za kvar i preljev.
Dijagram sakupljača prašine s mjehurićima s kvarom (a) i (b)
preljevne rešetke.
3-rešetka
U takvim uređajima plin za pročišćavanje ulazi ispod rešetke 3, prolazi kroz rupe u rešetki i, mjehurićima kroz sloj tekućine i pjene 2, čisti se od prašine taloženjem čestica na unutarnjoj površini mjehurića plina. Način rada uređaja ovisi o brzini dovoda zraka ispod rešetke. Pri brzini do 1 m/s promatra se mjehurićni način rada aparata. Daljnje povećanje brzine plina u tijelu 1 aparata do 2...2,5 m/s popraćeno je pojavom sloja pjene iznad tekućine, što dovodi do povećanja učinkovitosti pročišćavanja plina i raspršivanja. izvlačenje iz aparata. Suvremeni uređaji s mjehurićima-pjenom osiguravaju učinkovitost pročišćavanja plina od fine prašine -0,95...0,96 pri specifičnoj potrošnji vode od 0,4...0,5 l/m. Praksa rada ovih uređaja pokazuje da su vrlo osjetljivi na neravnomjernu opskrbu plinom ispod neispravnih rešetki. Neravnomjerna opskrba plinom dovodi do lokalnog ispuhivanja tekućeg filma s rešetke. Osim toga, rešetke aparata su sklone začepljenju.
Za čišćenje zraka od maglica kiselina, lužina, ulja i drugih tekućina koriste se vlaknasti filtri - eliminatori magle. Princip njihovog rada temelji se na taloženju kapljica na površini pora, nakon čega slijedi strujanje tekućine duž vlakana u donji dio eliminatora magle. Taloženje kapljica tekućine događa se pod djelovanjem Brownove difuzije ili inercijalnog mehanizma odvajanja čestica onečišćujućih tvari iz plinske faze na filterskim elementima, ovisno o brzini filtracije W. Eliminatori magle se dijele na sporohodne (W< 0,15 м/с), в которых преобладает механизм диффузного осаждения капель, и высокоскоростные (W=2...2,5 м/с), где осаждение происходит главным образом под воздействием инерционных сил.
Filcovi izrađeni od polipropilenskih vlakana koriste se kao filtarsko punjenje u takvim eliminatorima magle, koji uspješno rade u razrijeđenim i koncentriranim kiselinama i lužinama.
U slučajevima kada je promjer kapljica magle 0,6...0,7 µm ili manji, da bi se postigla prihvatljiva učinkovitost čišćenja, potrebno je povećati brzinu filtracije na 4,5...5 m/s, što dovodi do primjetno unošenje raspršivača s izlazne strane filtarskog elementa (prskanje se obično događa pri brzinama od 1,7 ... 2,5 m/s), raspršivanje se može značajno smanjiti upotrebom eliminatora raspršivanja u dizajnu eliminatora magle. Za hvatanje čestica tekućine većih od 5 mikrona koriste se raspršivači iz mrežastih paketa, gdje se čestice tekućine hvataju zahvaljujući efektima dodira i inercijskim silama. Brzina filtracije u sifonima ne smije biti veća od 6 m/s.
Dijagram eliminatora magle velike brzine.
1 - prskalica
3-filtarski element
Eliminator magle velike brzine s cilindričnim filterskim elementom 3, koji je perforirani bubanj sa slijepim poklopcem. U bubanj se ugrađuje filc od grubih vlakana 2 debljine 3...5 mm. Oko bubnja s njegove vanjske strane nalazi se zamka za prskanje 1, koja je skup perforiranih ravnih i valovitih slojeva vinil plastičnih traka. Hvatač prskanja i filtarski element ugrađeni su u tekući sloj na dnu.
Dijagram filtarskog elementa eliminatora magle niske brzine
3-cilindrični
Filtarski element od 4 vlakna
5-donja prirubnica
Vodena brtva sa 6 cijevi
U prostoru između cilindara 3, izrađenih od rešetki,
postavlja se vlaknasti filterski element 4, koji je pričvršćen sa
prirubnica 2 na tijelo eliminatora magle 1. Nataložena tekućina
filter elemenata; teče do donje prirubnice 5 i kroz cijev
vodena brtva 6 i staklo 7 ispuštaju se iz filtra. vlaknasti
eliminatori magle male brzine pružaju visoku
učinkovitost pročišćavanja plina (do 0,999) od čestica manjih od 3 mikrona i potpuno hvatanje velikih čestica. Vlaknasti slojevi formiraju se od stakloplastike promjera 7...40 mikrona. Debljina sloja je 5...15 cm, hidraulički otpor suhih filterskih elemenata je 200...1000 Pa.
Eliminatori magle velike brzine su manji i daju učinkovitost čišćenja jednaku 0,9...0,98 pri Ap=1500...2000 Pa od magle s česticama manjim od 3 mikrona.
BIBLIOGRAFIJA.
Arshinov V. A., Alekseev G. A. Rezanje i rezanje metala
alat. ur. 3., revidirano. i dodatni Udžbenik za fakultete strojarstva. M.: Mašinostrojenje, 1976.
Baranovsky Yu. V., Brakhman L. A., Brodsky Ts. Z. et al. Re
preše za rezanje metala. Imenik. ur. 3., revidirano i prošireno. M.: Mašinostrojenje, 1972.
Barsov AI Tehnologija proizvodnje alata.
Udžbenik za fakultete strojarstva. ur. 4., ispravljeno i dopunjeno. M.: Mašinostrojenje, 1975.
GOST 2848-75. Konusi alata. Tolerancije. Metode i
sredstva kontrole.
GOST 5735-8IE. Strojni razvrtači opremljeni umetcima od tvrde legure. Tehnički podaci.
Granovsky G. I., Granovsky V. G. Rezanje metala: Udžbenik
nadimak za gradnju strojeva i instrumentacija specijalista. sveučilišta. M.: Više. škola,
1985.
Inozemtsev GG Dizajn alata za rezanje metala: Proc. dodatak za visokoškolske ustanove u specijalnosti
"Tehnologija strojarstva, strojevi i alati za rezanje metala". M.: Mašinostrojenje, 1984.
Nefedov N. A., Osipov K. A. Zbirka zadataka i primjera na
alati za rezanje metala i rezanje: Proc. dodatak za
tehničke škole na predmetu „Osnove učenja metala rezanjem i
alat za rezanje". 5. izdanje, revidirano. i dodatni Moskva: Mašino
zgrada, 1990.
Osnove tehnologije strojarstva. ur. prije Krista Korsakov. ur. 3., dodati. i prerađeno. Udžbenik za srednje škole. M.: Mašinostrojenje, 1977.
Industrijska metodologija utvrđivanja ekonomske učinkovitosti korištenja novih tehnologija, izuma i prijedlozi racionalizacije.
Sakharov G. P., Arbuzov O. B., Borovoy Yu. M.: Mašinostrojenje, 1989.
ur. 3. revizija. T. 1. ur. A. G. Kosilova i R. K. Meshcheryakov. M.: Mašinostrojenje, 1972.
Priručnik tehnologa-strojograditelja. U dva sveska.
ur. 3. revizija. T. 2. ur. A. N. Malova. Moskva: Mašino
zgrada, 1972.
Taratynov O. V., Zemskov G. G., Baranchukova I. M. i drugi.
Sustavi za rezanje metala u industriji strojeva:
Proc. priručnik za studente tehničkih sveučilišta. M.: Više.
škola, 1988.
Taratynov O. V., Zemskov G. G., Taramykin Yu. P. i sur.
Projektiranje i proračun alata za rezanje metala za
RAČUNALO:. Proc. dodatak za sveučilišta. M.: Više. škola, 1991.
Turchin A. M., Novitsky P. V., Levshina E. S. i drugi. Električna mjerenja neelektrične veličine. ur. 5., revidirano. i dodatni L.: Energija, 1975.
Khudobin L. V., Grechishnikov V. A. i dr. Vodič za diplomski dizajn u inženjerskoj tehnologiji, strojevima i alatima za rezanje metala: Proc. priručnik za sveučilišta u specijalnosti "Tehnologija strojarstva, strojevi i alati za rezanje metala". M., Mašinostrojenje, 1986.
Yudin E. Ya., Belov S. V., Balantsev S. K. i dr. Zaštita rada
u strojarstvu: Udžbenik za visoka tehnička učilišta.
M.: Mašinostrojenje, 1983.
Metodičke upute za praktičnu nastavu „Računanje
mehanička ventilacija industrijskih prostora. / B.
S. Ivanov, M.: Rotaprint MASI (VTUZ-ZIL), 1993.
Smjernice za izradu diplome
"Regulatorna i tehnička dokumentacija o zaštiti rada i okoliša." Dio 1. / E. P. Pyshkina, L. I. Leontieva, M .: Rotaprint MGIU, 1997.
Upute za rad u laboratoriju „Učenje
uređaj i postupak uporabe sredstava za gašenje požara.
B. S. Ivanov, M .: Rotaprint postrojenja-Vtuza na ZIL-u, 1978.
I Dubina. "Mehanički proračuni u Excelu 97/2000." - Sankt Peterburg: BHV - Sankt Peterburg, 2000.
UVOD
Oživljavanje ruske industrije prvi je zadatak jačanja gospodarstva zemlje. Bez jake, konkurentne industrije nemoguće je osigurati normalan život zemlje i ljudi. Tržišni odnosi, neovisnost tvornica, odmak od planskog gospodarstva nalažu proizvođačima da proizvode proizvode koji su traženi u svijetu i uz minimalne troškove. Inženjerskom i tehničkom osoblju tvornica povjerena je zadaća proizvodnje ovih proizvoda uz minimalne troškove u najkraćem mogućem roku, uz zajamčenu kvalitetu.
To se može postići primjenom suvremenih tehnologija obrade dijelova, opreme, materijala, sustava automatizacije proizvodnje i kontrole kvalitete proizvoda. Pouzdanost proizvedenih strojeva, kao i ekonomičnost njihovog rada, uvelike ovise o usvojenoj tehnologiji proizvodnje.
Hitan je zadatak poboljšanja tehnološke podrške kvalitete proizvedenih strojeva, a prije svega njihove točnosti. Preciznost u strojogradnji od velike je važnosti za poboljšanje pogonske kvalitete strojeva i za tehnologiju njihove proizvodnje. Povećanje točnosti proizvodnje proizvoda smanjuje složenost strojne obrade, a povećanje točnosti strojne obrade smanjuje složenost montaže kao rezultat eliminacije rada na prilagodbi i osiguravanja zamjenjivosti dijelova proizvoda.
U usporedbi s drugim načinima dobivanja strojnih dijelova, rezanjem se postiže najveća točnost i najveća fleksibilnost proizvodnog procesa, stvara se mogućnost najbržeg prijelaza s obrade obratka jedne veličine na obradu obratka druge veličine.
Kvaliteta i trajnost alata uvelike određuju produktivnost i učinkovitost procesa obrade, au nekim slučajevima i opću mogućnost dobivanja dijelova traženog oblika, kvalitete i točnosti. Poboljšanje kvalitete i pouzdanosti alata za rezanje doprinosi povećanju produktivnosti rezanja metala.
Razvrtač je alat za rezanje koji vam omogućuje postizanje visoke preciznosti obrađenih dijelova. To je jeftin alat, a produktivnost rada pri radu s razvrtalom je visoka. Stoga se široko koristi u završnoj obradi raznih rupa strojnih dijelova. S modernim razvojem strojarske industrije, raspon proizvedenih dijelova je ogroman, a raznolikost rupa koje zahtijevaju razvrtanje je vrlo velika. Stoga se dizajneri često suočavaju sa zadatkom razvoja novog zamaha. U tome im može pomoći paket primijenjenih programa na računalu koji izračunava geometriju reznog alata i prikazuje radni crtež zamaha na ploteru.
Slijed projektiranja i metode proračuna alata za rezanje temelje se i na općim obrascima procesa projektiranja i na specifičnim značajkama karakterističnim za alat za rezanje. Svaka vrsta alata ima značajke dizajna koje se moraju uzeti u obzir prilikom projektiranja.
Stručnjaci koji će raditi u metaloprerađivačkoj industriji moraju biti sposobni kompetentno dizajnirati različite dizajne reznih alata za suvremene sustave obrade metala, učinkovito koristeći računalnu tehnologiju (računala) i napredak u proizvodnji alata.
Kako bi se smanjilo vrijeme i povećala učinkovitost projektiranja alata za rezanje, koriste se proračuni potpomognuti računalom, čija je osnova softver i matematički softver.
Izrada aplikativnih programskih paketa za izračunavanje geometrijskih parametara složenog i posebno složenog reznog alata na računalu omogućuje drastično smanjenje troškova projektiranja rada i poboljšanje kvalitete projektiranja reznog alata.
Mjesta, %; Todd - vrijeme za odmor i osobne potrebe,%; K - koeficijent uzimajući u obzir vrstu proizvodnje; Kz - koeficijent uzimajući u obzir uvjete montaže. Za opću montažu hidrauličke brave, norma vremena: \u003d 1,308 min. Izračun potrebnog broja montažnih postolja i njegovih faktora opterećenja. Nađimo procijenjeni broj montažnih postolja, kom. \u003d 0,06 kom. Zaokružite CP = 1. ...