Wykład 11. Zbiorowe środki ochrony człowieka w pracy

Otaczające nas powietrze atmosferyczne jest stale narażone na zanieczyszczenia. Powietrze w zakładzie produkcyjnym jest zanieczyszczone emisjami z urządzeń technologicznych lub gdy procesy technologiczne prowadzone są bez lokalizacji substancji odpadowych. Powietrze wentylacyjne usuwane z pomieszczeń może powodować zanieczyszczenie powietrza w obiektach przemysłowych i obszarach zaludnionych. Ponadto powietrze w zakładach przemysłowych i obszarach zaludnionych jest zanieczyszczone emisjami technologicznymi z warsztatów, emisjami z elektrociepłowni i pojazdów.

Powietrze w pomieszczeniach mieszkalnych jest zanieczyszczone produktami spalania gazu ziemnego i innych rodzajów paliw, oparami rozpuszczalników, detergenty, konstrukcje do golenia drewna itp., a także substancje toksyczne przedostające się do pomieszczeń mieszkalnych wraz z dopływem powietrza wentylacyjnego. Latem, przy średniej temperaturze zewnętrznej 20 0 C, do pomieszczeń mieszkalnych przedostaje się około 90% zanieczyszczeń powietrza zewnętrznego, w okresie przejściowym przy t = 25 0 C – 40%, w zimowy czas- do 30%.

Źródłami zanieczyszczeń powietrza w obiektach przemysłowych są:

1. W odlewniach są to emisje pyłów i gazów z pieców żeliwiakowych, łuku elektrycznego i piece indukcyjne powierzchnie magazynowania i przetwarzania wsadu (elementów odlewniczych) i materiałów formierskich, strefy wybijania i czyszczenia odlewów.

2. W kuźniach i tłoczniach - pyły, tlenek węgla, tlenek siarki i inne szkodliwe substancje.

3. W zakładach galwanicznych są to szkodliwe substancje w postaci drobnej mgły, par i gazów. Najbardziej intensywnie szkodliwe substancje uwalniają się w procesach kwasowych i trawienie alkaliczne. Przy nakładaniu powłok galwanicznych stosuje się fluorowodór itp.

4. Podczas obróbki metali na maszynach - pyły, mgły, oleje i emulsje.

5. W obszarach spawania i cięcia metali - pyły, gazy (fluorowodór itp.).

6. W pomieszczeniach lutowniczych i cynowych występują toksyczne gazy (tlenek węgla, fluorowodór), aerozole (ołów i jego związki).

7. W lakierniach - substancje toksyczne podczas odtłuszczania oraz aerozole z lakierów i farb.

8. Z działania różnych elektrowni (ICE itp.)

Do usuwania i oczyszczania powietrza w obiektach przemysłowych stosuje się różne systemy oczyszczania i lokalizacji. szkodliwe substancje.

1. Usuwanie substancji toksycznych z pomieszczeń poprzez wentylację ogólną;

2. Lokalizacja substancji toksycznych w miejscu ich powstawania poprzez wentylację miejscową z oczyszczaniem zanieczyszczonego powietrza w specjalnych urządzeniach i jego powrotem do produkcji lub lokale domowe, jeśli powietrze po czyszczeniu w urządzeniu odpowiada wymogi regulacyjne do powietrza nawiewanego;

3. Lokalizacja substancji toksycznych w obszarze ich powstawania poprzez wentylację miejscową, oczyszczanie zanieczyszczonego powietrza w specjalnych urządzeniach, uwalnianie i dyspersję w atmosferze.

Rysunek 3.

1 – źródła substancji toksycznych;

2 – urządzenia do lokalizacji substancji toksycznych (odsysanie miejscowe);

3 – aparatura czyszcząca.

4. Oczyszczanie gazów technologicznych w urządzeniach specjalnych; w niektórych przypadkach gazy spalinowe przed uwolnieniem są rozcieńczane powietrzem atmosferycznym;

5. Oczyszczanie gazów spalinowych z elektrowni (np. silników spalinowych) w specjalnych jednostkach i uwalnianie do atmosfery lub obszaru produkcyjnego (kopalnie, kamieniołomy, magazyny itp.).

W przypadkach, gdy rzeczywista emisja przekracza maksymalną dopuszczalną emisję (MPE), biorąc pod uwagę istniejące zanieczyszczenia atmosfery, a dokładniej istniejące już w atmosferze ich składniki, konieczne jest zastosowanie urządzeń do oczyszczania gazów i zanieczyszczeń w systemie emisji.

Rysunek 4.

1 – źródło substancji toksycznych i gazów procesowych;

2 – aparatura czyszcząca;

3 – rura do rozpraszania emisji;

4 – urządzenie (dmuchawa dostarczająca powietrze w celu rozrzedzenia spalin).

Urządzenia do oczyszczania wentylacji i emisji procesowych do atmosfery dzielimy na:

Odpylacze (filtry suche, elektryczne, mokre);

Eliminatory mgły (wolno i wysokoobrotowe);

Urządzenia do zbierania par i gazów (absorpcja, chemisorpcja, absorpcja i neutralizatory);

Wielostopniowe urządzenia czyszczące (odpylacze, odpylacze, odpylacze mgieł i zanieczyszczeń stałych, odpylacze wielostopniowe).

Odpylacze suche – cyklony – są szeroko stosowane do oczyszczania gazów z cząstek.

Najbardziej zaawansowanym sposobem oczyszczania gazów z zawieszonych w nich pyłów i mgieł są elektrofiltry.

Do dokładnego oczyszczania gazów z cząstek i kropelek stosuje się różne filtry.

Urządzenia do mokrego oczyszczania gazów mają szerokie zastosowanie i służą do oczyszczania drobnego pyłu o średnicy d 2 ≥ 0,3 µm, a także do oczyszczania z pyłu gazów rozgrzanych i wybuchowych.

Do oczyszczania powietrza z mgieł kwasów, zasad, olejów i innych cieczy stosuje się filtry światłowodowe i eliminatory mgły.

Metoda absorpcyjna - oczyszczanie emisji gazów z gazów i par - polega na absorpcji tych ostatnich przez ciecz. Decydującym warunkiem zastosowania tej metody jest rozpuszczalność gazów i par w wodzie. Mogą to być np. technologiczne emisje amoniaku, chloru czy fluorowodoru.

Działanie chemosorberów polega na absorpcji gazów i par przez absorbery ciekłe lub stałe z utworzeniem słabo rozpuszczalnych i mało lotnych związków chemicznych (gazy z tlenków azotu i par kwaśnych).

Metoda absorpcji opiera się na zdolności niektórych drobno zdyspergowanych ciał stałych jako absorbenta (aktywowany tlenek glinu, żel krzemionkowy, aktywowany tlenek glinu itp.) do ekstrakcji i koncentracji poszczególnych składników emisji mieszaniny gazowej na ich powierzchni. Służą do oczyszczania powietrza z oparów rozpuszczalników, eteru, acetonu, różnych węglowodorów itp. Znaleziono absorbenty szerokie zastosowanie w respiratorach i maskach gazowych.

Neutralizacja termiczna opiera się na zdolności łatwopalnych gazów i oparów zawartych w spalinach wentylacyjnych i procesowych do spalania w celu utworzenia mniej toksycznych substancji.

I. Struktura i skład atmosfery
II. Zanieczyszczenie powietrza:

Jakość atmosfery i charakterystyka jej zanieczyszczeń;
Główne zanieczyszczenia chemiczne zanieczyszczające atmosferę.

Podstawowe metody ochrony atmosfery przed zanieczyszczeniami chemicznymi;
Klasyfikacja systemów oczyszczania powietrza i ich parametry.

I. Struktura i skład atmosfery

Atmosfera - Jest to gazowa powłoka Ziemi, składająca się z mieszaniny różnych gazów i rozciągająca się na wysokość ponad 100 km. Ma budowę warstwową, na którą składa się szereg sfer i pauz znajdujących się pomiędzy nimi. Masa atmosfery wynosi 5,91015 ton, objętość– 13,2-1020 m3. Atmosfera odgrywa ogromną rolę we wszystkich procesach naturalnych, a przede wszystkim reguluje reżim termiczny i ogólne warunki klimatyczne, a także chroni ludzkość przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym.
Głównymi składnikami gazowymi atmosfery są azot (78%), tlen (21%), argon (0,9%) i dwutlenek węgla (0,03%). Skład gazu w atmosferze zmienia się wraz z wysokością. W warstwie przyziemnej na skutek oddziaływań antropogenicznych zwiększa się ilość dwutlenku węgla i maleje ilość tlenu. W niektórych regionach w wyniku działalności gospodarczej w atmosferze wzrasta ilość metanu, tlenków azotu i innych gazów, powodując niekorzystne zjawiska, takie jak efekt cieplarniany, niszczenie warstwy ozonowej, kwaśne deszcze i smog.
Cyrkulacja atmosferyczna wpływa na reżim rzek, pokrywę glebową i roślinną, a także egzogeniczne procesy tworzenia rzeźby. I wreszcie powietrze– niezbędny warunek życia na Ziemi.
Najgęstsza warstwa powietrza przylegająca do powierzchni Ziemi nazywana jest troposferą. Jego miąższość wynosi: na średnich szerokościach geograficznych 10-12 km, nad poziomem morza i na biegunach 1-10 km, a na równiku 16-18 km.
Z powodu nierównomiernego ogrzewania energią słoneczną w atmosferze powstają silne pionowe prądy powietrza, a w warstwie gruntu występuje niestabilność temperatury, wilgotności względnej, ciśnienia itp. Ale jednocześnie temperatura w troposferze jest stabilna na wysokości i spada o 0,6°C na każde 100 m w zakresie od +40 do -50°C. Troposfera zawiera do 80% całej wilgoci występującej w atmosferze, tworzą się w niej chmury i powstają wszelkiego rodzaju opady atmosferyczne, które w istocie są oczyszczaczami powietrza z zanieczyszczeń.
Nad troposferą znajduje się stratosfera, a pomiędzy nimi tropopauza. Grubość stratosfery wynosi około 40 km, powietrze w niej jest naładowane, wilgotność jest niska, natomiast temperatura powietrza od granicy troposfery do wysokości 30 km n.p.m. jest stała (około -50°C) , a następnie stopniowo wzrasta do +10°C na wysokości 50 km. Pod wpływem promieniowania kosmicznego i krótkofalowego promieniowania ultrafioletowego ze Słońca cząsteczki gazu w stratosferze ulegają jonizacji, w wyniku czego powstaje ozon. Warstwa ozonowa, położona do 40 km, odgrywa bardzo ważną rolę, chroniąc całe życie na Ziemi przed promieniami ultrafioletowymi.
Stratopauza oddziela stratosferę od leżącej nad nią mezosfery, w której ilość ozonu maleje, a temperatura na wysokości około 80 km n.p.m. wynosi -70°C. Ostra różnica temperatur między stratosferą a mezosferą wynika z obecności warstwy ozonowej.

II. Zanieczyszczenie powietrza

1) Jakość atmosfery i cechy jej zanieczyszczeń

Przez jakość atmosfery rozumie się ogół jej właściwości, które decydują o stopniu oddziaływania czynników fizycznych, chemicznych i biologicznych na ludzi, florę i faunę, a także na materiały, konstrukcje i środowisko jako całość. Jakość atmosfery zależy od jej zanieczyszczenia, a same zanieczyszczenia mogą przedostawać się do atmosfery ze źródeł naturalnych i antropogenicznych. Wraz z rozwojem cywilizacji w zanieczyszczeniach atmosfery coraz częściej dominują źródła antropogeniczne.
W zależności od postaci materii zanieczyszczenia dzielimy na materiałowe (składnikowe), energetyczne (parametryczne) i materiałowo-energetyczne. Do pierwszej zalicza się zanieczyszczenia mechaniczne, chemiczne i biologiczne, które zwykle łączy się w ramach ogólnego pojęcia „zanieczyszczenia”, do drugiej zalicza się zanieczyszczenia termiczne, akustyczne, elektromagnetyczne i promieniowanie jonizujące, a także promieniowanie z zakresu optycznego; trzeci - radionuklidy.
W skali globalnej największe zagrożenie stwarza zanieczyszczenie atmosfery zanieczyszczeniami, gdyż powietrze pełni rolę mediatora zanieczyszczeń wszystkich innych obiektów przyrodniczych, przyczyniając się do rozprzestrzeniania się dużych mas zanieczyszczeń na znaczne odległości. Emisje przemysłowe przenoszone przez powietrze zanieczyszczają oceany, zakwaszają glebę i wodę, zmieniają klimat i niszczą warstwę ozonową.
Przez zanieczyszczenie atmosfery rozumie się wprowadzenie do niej zanieczyszczeń, które nie występują w powietrzu naturalnym lub zmieniają proporcje składników naturalnego składu powietrza.
Wielkość populacji Ziemi i tempo jej wzrostu są czynnikami determinującymi zwiększenie intensywności zanieczyszczenia wszystkich geosfer Ziemi, w tym atmosfery, ponieważ wraz ze wzrostem ilości i tempa wszystkiego, co jest wydobywane, produkowane, konsumowane i wysłany do zwiększenia ilości odpadów. Największe zanieczyszczenie powietrza obserwuje się w miastach, gdzie typowymi zanieczyszczeniami są pyły, dwutlenek siarki, tlenek węgla, dwutlenek azotu, siarkowodór itp. W niektórych miastach, ze względu na specyfikę produkcji przemysłowej, powietrze zawiera określone szkodliwe substancje, takie jak np. kwas siarkowy i solny, styren, benzo(a)piren, sadza, mangan, chrom, ołów, metakrylan metylu. W miastach występuje kilkaset różnych substancji zanieczyszczających powietrze.
Szczególne obawy budzi zanieczyszczenie powietrza spowodowane nowo powstałymi substancjami i związkami. WHO zauważa, że ​​spośród 105 znanych pierwiastków układu okresowego, 90 znajduje zastosowanie w praktyce przemysłowej, a na ich podstawie otrzymano ponad 500 nowych związków chemicznych, z czego prawie 10% jest szkodliwych lub szczególnie szkodliwych.
2) Podstawowe zanieczyszczenia chemiczne,
zanieczyszczenia powietrza

Znajdują się w nim zanieczyszczenia naturalne, tj. spowodowane procesami naturalnymi i antropogeniczne, tj. powstałe w wyniku działalności gospodarczej człowieka (ryc. 1). Poziom zanieczyszczenia atmosfery zanieczyszczeniami pochodzącymi ze źródeł naturalnych ma charakter tła i wykazuje niewielkie odchylenia od poziomu średniego w czasie.

Ryż. 1. Schemat procesów emisji substancji do atmosfery i przemian
substancji wyjściowych w produkty z późniejszym wytrąceniem

Zanieczyszczenia antropogeniczne wyróżniają się różnorodnością rodzajów zanieczyszczeń i licznymi źródłami ich uwalniania. Najbardziej stabilne strefy o wysokich stężeniach zanieczyszczeń występują w miejscach aktywnej działalności człowieka. Ustalono, że co 10-12 lat wielkość światowej produkcji przemysłowej podwaja się, a towarzyszy temu w przybliżeniu taki sam wzrost ilości substancji zanieczyszczających wprowadzanych do środowiska. W przypadku wielu substancji zanieczyszczających tempo wzrostu emisji jest znacznie wyższe niż średnie. Należą do nich aerozole metali ciężkich i rzadkich, związki syntetyczne, które nie istnieją lub nie tworzą się w przyrodzie, zanieczyszczenia radioaktywne, bakteriologiczne i inne.
Zanieczyszczenia dostają się do atmosfery w postaci gazów, par, cząstek cieczy i ciał stałych. Gazy i pary tworzą mieszaniny z powietrzem, a cząstki ciekłe i stałe tworzą aerozole (układy rozproszone), które dzielą się na pyły (wielkość cząstek większa niż 1 mikron), dym (cząstki stałe mniejsze niż 1 mikron) i mgłę (wielkość cząstek cieczy mniej niż 10 mikronów). Pył z kolei może być gruby (wielkość cząstek większa niż 50 mikronów), średni (50-10 mikronów) i drobny (poniżej 10 mikronów). W zależności od wielkości cząstki cieczy dzielą się na bardzo drobną mgłę (do 0,5 mikrona), drobną mgłę (0,5-3,0 mikrona), grubą mgłę (3-10 mikronów) i rozpryski (powyżej 10 mikronów). Aerozole są często polidyspersyjne, tj. zawierają cząstki o różnej wielkości.
Do głównych zanieczyszczeń chemicznych zanieczyszczających atmosferę zalicza się: tlenek węgla (CO), dwutlenek węgla (CO 2), dwutlenek siarki (SO 2), tlenki azotu, ozon, węglowodory, związki ołowiu, freony, pyły przemysłowe.
Głównymi źródłami antropogenicznego aerozolowego zanieczyszczenia powietrza są elektrownie cieplne (TPP) zużywające węgiel wysokopopiołowy, zakłady wzbogacania, zakłady metalurgiczne, cementowe, magnezytowe i inne. Cząstki aerozolu z tych źródeł są bardzo zróżnicowane pod względem chemicznym. Najczęściej w ich składzie znajdują się związki krzemu, wapnia i węgla, rzadziej– tlenki metali: żelaza, magnezu, manganu, cynku, miedzi, niklu, ołowiu, antymonu, bizmutu, selenu, arsenu, berylu, kadmu, chromu, kobaltu, molibdenu, a także azbestu. Jeszcze większą różnorodność charakteryzują pyły organiczne, do których zaliczają się węglowodory alifatyczne i aromatyczne oraz sole kwasowe. Powstaje podczas spalania pozostałości produktów naftowych, podczas procesu pirolizy w rafineriach ropy naftowej, zakładach petrochemicznych i innych podobnych przedsiębiorstwach.
Stałymi źródłami zanieczyszczeń aerozolowych są składowiska przemysłowe– sztuczne nasypy wykonane z materiału ponownie odłożonego, głównie skał nadkładowych powstałych podczas wydobycia lub z odpadów z zakładów przemysłu przetwórczego, elektrociepłowni. Źródłem zanieczyszczeń pyłowych jest również produkcja cementu i innych materiałów budowlanych.
Spalanie węgla, produkcja cementu i wytapianie żelaza powodują łączną emisję pyłów do atmosfery na poziomie 170 milionów ton/rok.
Znaczna część aerozoli powstaje w atmosferze w wyniku oddziaływania cząstek stałych i cieczy ze sobą lub z parą wodną. Do niebezpiecznych czynników antropogenicznych, które przyczyniają się do poważnego pogorszenia jakości atmosfery, zalicza się jej zanieczyszczenie pyłem radioaktywnym. Czas przebywania małych cząstek w dolnej warstwie troposfery wynosi średnio kilka dni, a w górnej– 20-40 dni. Jeśli chodzi o cząstki dostające się do stratosfery, mogą tam pozostać nawet przez rok, a czasem dłużej.

III. Metody i środki ochrony atmosfery

1) Podstawowe metody ochrony atmosfery
z zanieczyszczeń chemicznych

Wszystkie znane metody i środki ochrony atmosfery przed zanieczyszczeniami chemicznymi można połączyć w trzy grupy.
Do pierwszej grupy zaliczają się działania mające na celu ograniczenie mocy emisyjnej, tj. zmniejszenie ilości emitowanej substancji w jednostce czasu. Do drugiej grupy zaliczają się działania mające na celu ochronę atmosfery poprzez przetwarzanie i neutralizację szkodliwych emisji za pomocą specjalnych systemów czyszczących. Trzecia grupa obejmuje działania regulujące emisję zarówno w poszczególnych przedsiębiorstwach i urządzeniach, jak iw całym regionie.
Aby zmniejszyć siłę emisji zanieczyszczeń chemicznych do atmosfery, najczęściej stosuje się:

zastąpienie paliw mniej przyjaznych środowisku paliwami przyjaznymi dla środowiska;
spalanie paliwa przy użyciu specjalnej technologii;
tworzenie zamkniętych cykli produkcyjnych.

Aby zmniejszyć siłę emisji siarki, paliwa stałe, sproszkowane lub ciekłe spala się w złożu fluidalnym, które powstaje ze stałych cząstek popiołu, piasku lub innych substancji (obojętnych lub reaktywnych). Cząstki stałe są wdmuchiwane do przepływających gazów, gdzie wirują, intensywnie mieszają się i tworzą wymuszony przepływ równowagowy, który na ogół ma właściwości cieczy.
Paliwa węglowe i olejowe poddawane są wstępnemu zgazowaniu, choć w praktyce najczęściej stosuje się zgazowanie węgla. Ponieważ gazy powstające i spaliny w elektrowniach mogą być skutecznie oczyszczane, stężenia dwutlenku siarki i cząstek stałych w ich emisjach będą minimalne.
Jednym z obiecujących sposobów ochrony atmosfery przed zanieczyszczeniami chemicznymi jest wprowadzenie zamkniętych procesów produkcyjnych, które minimalizują ilość odpadów emitowanych do atmosfery poprzez ich ponowne wykorzystanie i konsumpcję, czyli przekształcenie w nowe produkty.

2) Klasyfikacja systemów oczyszczania powietrza i ich parametry

Ze względu na stan skupienia zanieczyszczenia powietrza dzielą się na pyły, mgły i zanieczyszczenia gazowe w postaci par. Emisje przemysłowe zawierające zawieszone cząstki stałe lub ciekłe są układami dwufazowymi. Fazą ciągłą w układzie są gazy i faza rozproszona– cząstki stałe lub kropelki cieczy.
itp.................

Emisje z przedsiębiorstw przemysłowych charakteryzują się dużą różnorodnością składu rozproszonego i innych właściwości fizykochemicznych. W tym celu opracowano różne metody ich oczyszczania oraz rodzaje odpylaczy gazów i pyłów – urządzeń przeznaczonych do oczyszczania emisji z substancji zanieczyszczających.

Metody oczyszczania emisji przemysłowych z pyłów można podzielić na dwie grupy: metody odpylania metoda „na sucho”. i metody zbierania kurzu metoda „mokra”.. Do urządzeń odpylających zalicza się: osadniki pyłu, cyklony, filtry porowate, elektrofiltry, płuczki itp.

Najpopularniejszymi instalacjami do suchego odpylania są cyklony różne rodzaje.

Służą do wychwytywania pyłu mącznego i tytoniowego, popiołu powstającego podczas spalania paliwa w jednostkach kotłowych. Strumień gazu wpływa do cyklonu rurą 2 stycznie do wewnętrznej powierzchni obudowy 1 i wykonuje wzdłuż obudowy ruch rotacyjno-translacyjny. Pod wpływem siły odśrodkowej cząsteczki pyłu wyrzucane są na ściankę cyklonu i pod wpływem grawitacji wpadają do leja odpylającego 4, a oczyszczony gaz wychodzi rurą wylotową 3. Do normalnej pracy cyklonu konieczna jest jego szczelność, jeżeli cyklon nie jest uszczelniony, wówczas na skutek zasysania powietrza zewnętrznego pył unoszony jest strumieniem przez rurę wylotową.

Zadania oczyszczania gazów z pyłu można z powodzeniem rozwiązać za pomocą cylindrycznych (TsN-11, TsN-15, TsN-24, TsP-2) i stożkowych (SK-TsN-34, SK-TsN-34M, SKD-TsN-33 ) cyklony opracowane przez Instytut Badawczy Oczyszczania Gazów Przemysłowych i Sanitarnych (NIIOGAZ). Podczas normalnej pracy nadciśnienie gazów wchodzących do cyklonów nie powinno przekraczać 2500 Pa. W tym przypadku, aby uniknąć kondensacji par cieczy, temperaturę gazu dobiera się o 30 - 50 o C powyżej punktu rosy t, a zgodnie z warunkami wytrzymałości konstrukcyjnej - nie wyższą niż 400 o C. wydajność cyklonu zależy od jego średnicy i wzrasta wraz ze wzrostem tego ostatniego. Skuteczność czyszczenia cyklonów serii TsN maleje wraz ze wzrostem kąta wejścia do cyklonu. Wraz ze wzrostem wielkości cząstek i spadkiem średnicy cyklonu wzrasta skuteczność czyszczenia. Cyklony cylindryczne przeznaczone są do odpylania suchego pyłu z instalacji zasysających i zalecane są do stosowania do wstępnego oczyszczania gazów na wlocie filtrów i elektrofiltrów. Cyklony TsN-15 wykonane są ze stali węglowej lub niskostopowej. Cyklony kanoniczne serii SK, przeznaczone do oczyszczania gazów z sadzy, dzięki większym oporom hydraulicznym charakteryzują się zwiększoną wydajnością w porównaniu do cyklonów typu TsN.

Do oczyszczania dużych mas gazów stosuje się cyklony akumulatorowe, składające się z dużej liczby równolegle zainstalowanych elementów cyklonowych. Strukturalnie są one połączone w jedną obudowę i mają wspólne zasilanie i wylot gazu. Doświadczenia w eksploatacji cyklonów akumulatorowych wykazały, że skuteczność czyszczenia takich cyklonów jest nieco niższa od efektywności poszczególnych elementów ze względu na przepływ gazów pomiędzy elementami cyklonów. Przemysł krajowy produkuje cyklony akumulatorowe, takie jak BC-2, BTsR-150u itp.

Obrotowy Odpylacze to urządzenia odśrodkowe, które poruszając powietrze, oczyszczają je z frakcji pyłów większych niż 5 mikronów. Są bardzo kompaktowe, ponieważ... wentylator i odpylacz są zwykle łączone w jedną jednostkę. Dzięki temu podczas montażu i eksploatacji takich maszyn nie jest wymagana dodatkowa przestrzeń na umieszczenie specjalnych urządzeń odpylających podczas przenoszenia strumienia pyłu za pomocą zwykłego wentylatora.

Schemat konstrukcyjny najprostszego odpylacza obrotowego pokazano na rysunku. Podczas pracy wirnika wentylatora 1 cząsteczki pyłu pod wpływem sił odśrodkowych są wyrzucane w stronę ścianki spiralnej obudowy 2 i przemieszczają się wzdłuż niej w kierunku otworu wylotowego 3. Gaz wzbogacony w pył jest odprowadzany przez specjalny odbiornik pyłu otworem 3 do pojemnika na śmieci, a oczyszczony gaz przedostaje się do rury wydechowej 4 .

Aby zwiększyć wydajność odpylaczy tej konstrukcji, konieczne jest zwiększenie przenośnej prędkości oczyszczonego przepływu w spiralnej obudowie, ale prowadzi to do gwałtownego wzrostu oporu hydraulicznego urządzenia lub zmniejszenia promienia krzywizny spirali osłonowej, ale to zmniejsza jej wydajność. Maszyny tego typu zapewniają dość wysoką skuteczność oczyszczania powietrza, wychwytując przy tym stosunkowo duże cząsteczki kurzu – powyżej 20 – 40 mikronów.

Bardziej obiecującymi obrotowymi separatorami pyłu, przeznaczonymi do oczyszczania powietrza z cząstek o wielkości > 5 µm, są przeciwprądowe obrotowe separatory pyłu (RPD). Odpylacz składa się z wydrążonego wirnika 2 z perforowaną powierzchnią wbudowanego w obudowę 1 oraz koła wentylatora 3. Wirnik i koło wentylatora są osadzone na wspólnym wale. Kiedy odpylacz pracuje, zapylone powietrze przedostaje się do obudowy, gdzie wiruje wokół wirnika. W wyniku rotacji strumienia pyłu powstają siły odśrodkowe, pod wpływem których zawieszone w powietrzu cząstki pyłu mają tendencję do oddzielania się od niego w kierunku promieniowym. Jednakże siły oporu aerodynamicznego działają na te cząstki w przeciwnym kierunku. Cząstki, których siła odśrodkowa więcej mocy opór aerodynamiczny, wyrzucane są w stronę ścianek obudowy i trafiają do leja zasypowego 4. Oczyszczone powietrze wyrzucane jest przez perforację wirnika za pomocą wentylatora.

Skuteczność czyszczenia PRP zależy od wybranego stosunku sił odśrodkowych i aerodynamicznych i teoretycznie może osiągnąć 1.

Porównanie PDP z cyklonami ukazuje zalety odpylaczy obrotowych. Więc, wymiary cyklon 3 - 4 razy, a jednostkowe zużycie energii na oczyszczenie 1000 m 3 gazu jest 20 - 40% wyższe niż w przypadku PRP, przy wszystkich pozostałych parametrach. Odpylacze obrotowe nie są jednak powszechnie stosowane ze względu na względną złożoność konstrukcji i procesu eksploatacji w porównaniu z innymi urządzeniami do suchego oczyszczania gazów z zanieczyszczeń mechanicznych.

Aby rozdzielić przepływ gazu na gaz oczyszczony i gaz wzbogacony w pył, należy zastosować kochany separator pyłu Na kratce żaluzjowej 1 strumień gazu o natężeniu przepływu Q jest podzielony na dwie ścieżki przepływu o natężeniu przepływu Q 1 i Q 2. Zwykle Q 1 = (0,8-0,9) Q i Q 2 = (0,1-0,2) Q. Oddzielenie cząstek pyłu od głównego strumienia gazu na kratce żaluzjowej następuje pod wpływem sił bezwładności powstających podczas zawracania strumienia gazu na wejściu do kratki żaluzjowej, a także na skutek odbicia cząstek od powierzchni kratki po uderzeniu. Gaz wzbogacony w pył przepływający za kratką żaluzjową kierowany jest do cyklonu, gdzie jest oczyszczany z cząstek i ponownie wprowadzany do rurociągu za kratką żaluzjową. Separatory żaluzjowe mają prostą konstrukcję i są dobrze rozmieszczone w kanałach gazowych, zapewniając skuteczność czyszczenia na poziomie 0,8 lub więcej w przypadku cząstek większych niż 20 mikronów. Służą do oczyszczania gazów spalinowych z pyłów gruboziarnistych w temperaturach do 450 – 600 o C.

Elektrofiltr. Czyszczenie elektryczne jest jednym z najbardziej skutecznych doskonały gatunek oczyszczanie gazów z zawieszonych w nich cząstek pyłu i mgły. Proces ten polega na uderzeniowej jonizacji gazu w strefie wyładowań koronowych, przeniesieniu ładunku jonowego na cząstki zanieczyszczeń i osadzeniu ich na elektrodach zbiorczych i koronowych. Elektrody strącające 2 są podłączone do bieguna dodatniego prostownika 4 i uziemione, a elektrody koronowe są podłączone do bieguna ujemnego. Cząsteczki wpadające do elektrofiltra są podłączane do dodatniego bieguna prostownika 4 i uziemiane, a elektrody koronowe ładowane są jonami zanieczyszczeń jonowych. Zwykle mają już niewielki ładunek uzyskany w wyniku tarcia o ścianki rurociągów i urządzeń. W ten sposób ujemnie naładowane cząstki przemieszczają się w kierunku elektrody zbierającej, a dodatnio naładowane cząstki osiadają na ujemnej elektrodzie wyładowczej.

Filtry szeroko stosowany do dokładnego oczyszczania emisji gazów z zanieczyszczeń. Proces filtracji polega na zatrzymywaniu cząstek zanieczyszczeń na porowatych przegrodach podczas ich przemieszczania się. Filtr składa się z obudowy 1, oddzielonej porowatą przegrodą (filtr-

element) 2 na dwie wnęki. Zanieczyszczone gazy przedostają się do filtra i są oczyszczane podczas przechodzenia przez element filtrujący. Cząsteczki zanieczyszczeń osadzają się na wlotowej części porowatej przegrody i zatrzymują się w porach, tworząc warstwę 3 na powierzchni przegrody.

W zależności od rodzaju przegród wyróżnia się filtry: - z warstwami ziarnistymi (stacjonarne, luźno wylewane materiały ziarniste) składające się z ziaren różne kształty, służą do oczyszczania gazów z dużych zanieczyszczeń. Do oczyszczania gazów z pyłów pochodzenia mechanicznego (z kruszarek, suszarek, młynów itp.) często stosuje się filtry żwirowe. Filtry takie są tanie, łatwe w obsłudze i zapewniają wysoką skuteczność oczyszczania (do 0,99) gazów z pyłów grubych.

Z elastycznymi porowatymi przegrodami (tkaniny, filce, guma gąbczasta, pianka poliuretanowa itp.);

Z półsztywnymi przegrodami porowatymi (siatka dziana i tkana, prasowane spirale i wióry itp.);

Ze sztywnymi porowatymi przegrodami (porowata ceramika, porowate metale itp.).

Najszerzej stosowane w przemyśle do suchego oczyszczania gazów spalinowych z zanieczyszczeń są filtry workowe. Wymagana liczba węży 1 jest zainstalowana w obudowie filtra 2, do której wewnętrznej wnęki doprowadzany jest pyłowy gaz z rury dopływowej 5. Pod wpływem sita i innych efektów cząsteczki zanieczyszczeń osadzają się w stosie i tworzą na nim warstwę pyłu wewnętrzną powierzchnię węży. Oczyszczone powietrze opuszcza filtr rurą 3. Po osiągnięciu maksymalnego dopuszczalnego spadku ciśnienia na filtrze zostaje ono odłączone od układu i regeneracja odbywa się poprzez potrząsanie wężami i poddanie ich przedmuchaniu sprężony gaz. Regeneracja odbywa się za pomocą specjalnego urządzenia 4.

Przy podwyższonych stężeniach zanieczyszczeń w powietrzu stosuje się różnego rodzaju odpylacze, w tym także elektrofiltry. Filtry służą do dokładnego oczyszczania powietrza o stężeniu zanieczyszczeń nie większym niż 50 mg/m 3; jeżeli wymagane dokładne oczyszczenie powietrza następuje przy wysokich początkowych stężeniach zanieczyszczeń, wówczas oczyszczanie odbywa się w układzie szeregowo połączonych odpylaczy i filtry.

Urządzenia czyszczenie na mokro gazy są powszechne, ponieważ charakteryzują się dużą skutecznością oczyszczania z drobnego pyłu o d h ≥ (0,3-1,0) mikronów, a także możliwością oczyszczania z pyłu gorących i wybuchowych gazów, jednakże odpylacze mokre posiadają szereg wad ograniczających zakres ich zastosowania: osady powstałe podczas procesu oczyszczania, co wymaga specjalnych systemów do ich przetwarzania; usuwanie wilgoci do atmosfery i powstawanie osadów w kanałach spalinowych podczas schładzania gazów do temperatury punktu rosy; konieczność stworzenia systemów obiegowych dostarczających wodę do odpylacza.

Urządzenia do czyszczenia na mokro działają na zasadzie osadzania się cząstek kurzu na powierzchni kropelek cieczy lub warstewki cieczy. Osadzanie się cząstek pyłu na cieczy następuje pod wpływem sił bezwładności i ruchów Browna.

Wśród urządzeń do czyszczenia na mokro z osadzaniem cząstek kurzu na powierzchni kropelek, w praktyce mają one większe zastosowanie Płuczki Venturiego. Główną częścią płuczki jest dysza Venturiego 2, do której części mieszalnika doprowadzany jest strumień zapylonego gazu, a ciecz poprzez dysze odśrodkowe 1 doprowadzana jest do nawadniania. W części rozpraszającej dyszy gaz przyspiesza od prędkości wejściowej 15-20 m/s do prędkości w wąskim odcinku dyszy 30-200 m/s, a w części dyfuzorowej dyszy przepływ jest zwalniany do prędkości 15-20 m/s i podawany do odkraplacza 3. Odkraplacz zwykle wykonany jest w postaci cyklonu o przepływie bezpośrednim. Płuczki Venturiego zapewniają wysoką skuteczność czyszczenia aerozoli o średniej wielkości cząstek 1-2 mikronów i początkowym stężeniu zanieczyszczeń do 100 g/m 3 .

Odpylacze mokre obejmują bulgoczące piankowe odpylacze z kratkami awaryjno-przelewowymi. W takich urządzeniach gaz do czyszczenia wchodzi pod ruszt 3, przechodzi przez otwory w ruszcie i przechodząc przez warstwę cieczy lub piany 2 pod ciśnieniem zostaje oczyszczony z części pyłu w wyniku osadzania się cząstek na wewnętrzna powierzchnia pęcherzyków gazu. Tryb pracy urządzeń zależy od prędkości nawiewu powietrza pod kratkę. Przy prędkościach do 1 m/s obserwuje się pęcherzykowy tryb pracy aparatu. Dalszemu wzrostowi prędkości gazu w korpusie aparatu z 1 do 2-2,5 m/s towarzyszy pojawienie się warstwy piany nad cieczą, co prowadzi do wzrostu efektywności oczyszczania gazu i usuwania rozbryzgów z aparatu. Nowoczesne urządzenia z pianą pęcherzykową zapewniają skuteczność oczyszczania gazu z drobnego pyłu na poziomie ≈ 0,95-0,96 przy jednostkowym zużyciu wody na poziomie 0,4-0,5 l/m 3 . Urządzenia te są jednak bardzo wrażliwe na nierównomierny dopływ gazu pod ruszty awaryjne, co prowadzi do miejscowego zdmuchnięcia filmu cieczy z rusztu. Ruszty są podatne na zatykanie.

Metody oczyszczania emisji przemysłowych z zanieczyszczeń gazowych, w oparciu o charakter procesów fizykochemicznych, dzieli się na pięć głównych grup: przemywanie emisji rozpuszczalnikami zanieczyszczeń (absorpcja); przemywanie emisji roztworami odczynników wiążących chemicznie zanieczyszczenia (chemisorpcja); absorpcja zanieczyszczeń gazowych przez stałe substancje aktywne (adsorpcja); neutralizacja termiczna gazów odlotowych i zastosowanie konwersji katalitycznej.

Metoda absorpcji. W technologii oczyszczania gazów spalinowych często nazywany jest procesem absorpcji płuczka proces. Oczyszczanie emisji gazowych metodą absorpcyjną polega na rozdzieleniu mieszaniny gazowo-powietrznej na jej części składowe poprzez absorpcję jednego lub większej liczby składników gazowych (absorbatów) tej mieszaniny za pomocą ciekłego absorbentu (absorbentu) do postaci roztworu.

Siłą napędową jest tutaj gradient stężeń na granicy faz gaz-ciecz. Rozpuszczony w cieczy składnik mieszaniny gazowo-powietrznej (absorbat) przedostaje się do wewnętrznych warstw absorbentu na skutek dyfuzji. Proces przebiega tym szybciej, im większa jest granica międzyfazowa, turbulencja przepływu i współczynniki dyfuzji, tzn. w procesie projektowania absorberów należy zwrócić szczególną uwagę na organizację kontaktu strumienia gazu z ciekłym rozpuszczalnikiem oraz dobór czynnika absorbującego. ciecz (chłonna).

Decydującym warunkiem przy wyborze absorbentu jest rozpuszczalność wyekstrahowanego w nim składnika i jego zależność od temperatury i ciśnienia. Jeżeli rozpuszczalność gazów w temperaturze 0°C i ciśnieniu cząstkowym 101,3 kPa wynosi setki gramów na 1 kg rozpuszczalnika, wówczas takie gazy nazywa się wysoce rozpuszczalnymi.

Organizacja kontaktu strumienia gazu z ciekłym rozpuszczalnikiem odbywa się albo poprzez przepuszczenie gazu przez wypełnioną kolumnę, albo przez rozpylenie cieczy, albo przez barbotowanie gazu przez warstwę cieczy absorbującej. W zależności od zastosowanego sposobu kontaktu gaz-ciecz wyróżnia się: wieże z wypełnieniem: płuczki dyszowe i odśrodkowe, płuczki Venturiego; pianka bulgocząca i inne płuczki.

Ogólną konstrukcję wieży z wypełnieniem przeciwprądowym pokazano na rysunku. Zanieczyszczony gaz dostaje się do dolnej części wieży, a oczyszczony gaz ją opuszcza Górna część, w przypadku stosowania jednego lub większej liczby zraszaczy 2 Wprowadza się czysty absorbent, a roztwór odpadowy pobiera się z dołu. Oczyszczony gaz jest zwykle uwalniany do atmosfery. Ciecz opuszczająca absorber jest regenerowana, desorpując zanieczyszczenia i zawracana do procesu lub usuwana jako odpad (produkt uboczny). Chemicznie obojętna dysza 1, wypełniająca wewnętrzną wnękę kolumny, ma za zadanie zwiększać powierzchnię rozprowadzającej się po niej cieczy w postaci filmu. Jako dysze stosuje się różne korpusy. kształt geometryczny, z których każdy charakteryzuje się własną powierzchnią właściwą i oporem ruchu strumienia gazu.

Wybór metody oczyszczania jest podyktowany obliczeniami techniczno-ekonomicznymi i zależy od: stężenia substancji zanieczyszczającej w oczyszczanym gazie oraz wymaganego stopnia oczyszczenia, w zależności od tła zanieczyszczeń powietrza w danym regionie; objętości oczyszczonych gazów i ich temperatury; obecność towarzyszących zanieczyszczeń gazowych i pyłów; zapotrzebowanie na określone produkty do recyklingu i dostępność wymaganego sorbentu; wielkość terenów dostępnych pod budowę oczyszczalni gazu; dostępność niezbędnego katalizatora, gazu ziemnego itp.

Przy wyborze projektu sprzętu dla nowych procesów technologicznych, a także przy przebudowie istniejących instalacji oczyszczania gazu należy kierować się następującymi wymaganiami: maksymalna wydajność procesu oczyszczania w szerokim zakresie charakterystyk obciążenia przy niskich kosztach energii; prostota projektowania i konserwacji; zwartość i możliwość wytwarzania urządzeń lub pojedynczych jednostek z materiałów polimerowych; możliwość pracy z nawadnianiem obiegowym lub samonawadnianiem. Główną zasadą, która powinna stanowić podstawę projektowania obiektów oczyszczalni, jest maksymalne możliwe zatrzymanie szkodliwych substancji, ciepła i ich powrót do procesu technologicznego.

Zadanie nr 2: W przedsiębiorstwie przetwórstwa zbożowego zainstalowano urządzenia będące źródłem pyłu zbożowego. Aby go usunąć Obszar roboczy, sprzęt jest wyposażony w system zasysania. W celu oczyszczenia powietrza przed wypuszczeniem go do atmosfery stosuje się odpylacz składający się z cyklonu pojedynczego lub akumulatorowego.

Ustalić: 1. Maksymalną dopuszczalną emisję pyłu zbożowego.

2. Wybrać projekt instalacji odpylania składającej się z cyklonów z Naukowego Instytutu Oczyszczania Gazów Przemysłowych i Sanitarnych (NII OGAZ), określić jej wydajność zgodnie z harmonogramem oraz obliczyć stężenie pyłu na wlocie i wylocie cyklonu.

Wysokość źródła emisji H = 15 m,

Prędkość uwalniania mieszaniny gazowo-powietrznej ze źródła w o = 6 m/s,

Średnica ujścia źródła D = 0,5 m,

Temperatura uwalniania Тg = 25 о С,

Temperatura powietrza otoczenia Тв = _ -14 о С,

Średnia wielkość cząstek pyłu d h = 4 µm,

MPC pyłu zbożowego = 0,5 mg/m 3,

Stężenie tła pyłu zbożowego C f = 0,1 mg/m 3,

Siedziba firmy znajduje się w regionie moskiewskim,

Teren jest spokojny.

Rozwiązanie 1. Określ maksymalną dopuszczalną wartość pyłu zbożowego:

M pdv = , mg/m3

z definicji maksymalnej dopuszczalnej wartości mamy: C m = C maksymalne dopuszczalne stężenie – C f = 0,5-0,1 = 0,4 mg/m 3 ,

Natężenie przepływu mieszaniny gaz-powietrze V 1 = ,

DT = Тg – Тв = 25 – (-14) = 39 о С,

określić parametry emisji: f =1000 , Następnie

m = 1/(0,67+0,1 + 0,34) = 1/(0,67 + 0,1 +0,34) = 0,8.

V m = 0,65 , Następnie

n = 0,532V m 2 – 2,13 V m + 3,13= 0,532×0,94 2 – 2,13×0,94 + 3,13 = 1,59, oraz

M pdv = g/s.

2. Wybór oczyszczalni i określenie jej parametrów.

a) Wyboru jednostki odpylającej dokonuje się zgodnie z katalogami i tabelami („Wentylacja, klimatyzacja i oczyszczanie powietrza w przedsiębiorstwach przemysłu spożywczego” E.A. Shtokman, V.A. Shilov, E.E. Novgorodsky i in., M., 1997). Kryterium wyboru jest wydajność cyklonu, tj. natężenie przepływu mieszaniny gaz-powietrze, przy którym cyklon ma maksymalną wydajność. Aby rozwiązać problem, skorzystamy z tabeli:

Pierwsza linia zawiera dane dla pojedynczego cyklonu, druga – dla cyklonu akumulatorowego.

Jeżeli obliczona wydajność mieści się w przedziale pomiędzy wartościami z tabeli, należy wybrać projekt instalacji odpylającej o kolejnej wyższej wydajności.

Określamy wydajność godzinową oczyszczalni:

V h = V 1 × 3600 = 1,18 × 3600 = 4250 m 3 / h

Zgodnie z tabelą, według najbliższej większej wartości Vh = 4500 m 3 / h, wybieramy jednostkę odpylającą w postaci pojedynczego cyklonu TsN-11 o średnicy 800 mm.

b) Zgodnie z wykresem na rys. 1 w załączniku skuteczność instalacji odpylającej przy średniej średnicy cząstek pyłu wynoszącej 4 mikrony wynosi hp = 70%.

c) Określ stężenie pyłu na wyjściu z cyklonu (u ujścia źródła):

Od zewnątrz =

Maksymalne stężenie pyłu w oczyszczonym powietrzu Cin oznacza się:

C w = .

Jeżeli rzeczywista wartość Cin będzie większa niż 1695 mg/m 3, wówczas instalacja odpylająca nie da pożądanego efektu. W takim przypadku należy zastosować bardziej zaawansowane metody czyszczenia.

3. Określ wskaźnik zanieczyszczenia

P. = ,

gdzie M jest masą emisji zanieczyszczeń, g/s,

Wskaźnik zanieczyszczenia pokazuje, ile czystego powietrza potrzeba do „rozpuszczenia” substancji zanieczyszczającej emitowanej przez źródło w jednostce czasu do maksymalnego dopuszczalnego stężenia, z uwzględnieniem stężenia tła.

P. = .

Roczny wskaźnik zanieczyszczenia jest wskaźnikiem całkowitego zanieczyszczenia. Aby to wyznaczyć, wyznaczamy masę emisji pyłu zbożowego w ciągu roku:

M rok = 3,6 × M MPE × T × d ×10 -3 = 3,6 × 0,6 × 8 × 250 × 10 -3 = 4,32 t/rok, wówczas

åР = .

Wskaźnik zanieczyszczenia jest niezbędny do oceny porównawczej różnych źródeł emisji.

Dla porównania obliczmy åP dla dwutlenku siarki z poprzedniego zadania dla tego samego okresu:

M rok = 3,6 × M MPE × T × d × 10 -3 = 3,6 × 0,71 × 8 × 250 × 10 -3 = 5,11 t/rok, wówczas

åР =

Podsumowując, należy narysować szkic wybranego cyklonu według wymiarów podanych w załączniku, w dowolnej skali.

Kontrola zanieczyszczeń. Zapłata za szkody w środowisku.

Przy obliczaniu ilości substancji zanieczyszczającej, tj. masę wyrzutową wyznaczają dwie wartości: emisja brutto (t/rok) i maksymalna pojedyncza emisja (g/s). Wartość emisji brutto służy do ogólnej oceny zanieczyszczenia powietrza przez dane źródło lub grupę źródeł, a także stanowi podstawę do naliczania opłat za zanieczyszczenie środowiska.

Maksymalna jednorazowa emisja pozwala ocenić stan zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego w danym czasie i jest wartością wyjściową do obliczenia maksymalnego stężenia powierzchniowego zanieczyszczenia i jego rozproszenia w atmosferze.

Opracowując działania mające na celu ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery, należy wiedzieć, jaki udział każde ze źródeł ma w ogólnym obrazie zanieczyszczeń powietrza na obszarze, na którym zlokalizowane jest przedsiębiorstwo.

TSV – wydanie tymczasowo koordynowane. Jeżeli w danym przedsiębiorstwie lub grupie przedsiębiorstw zlokalizowanych na tym samym obszarze (Fizyka Północna jest duża), wartość MPE dla obiektywne powody nie jest w chwili obecnej możliwe do osiągnięcia, wówczas w porozumieniu z organem sprawującym państwową kontrolę nad ochroną atmosfery przed zanieczyszczeniami, użytkownikowi zasobów naturalnych przydziela się wodociąg z przyjęciem stopniowej redukcji emisji do wartości MPE ​oraz opracowanie w tym celu konkretnych środków.

Opłaty pobiera się za następujące rodzaje szkodliwego oddziaływania na środowisko: - emisję zanieczyszczeń do atmosfery ze źródeł stacjonarnych i mobilnych;

Zrzut substancji zanieczyszczających do wód powierzchniowych i podziemnych;

Utylizacja odpadów;

Dr. rodzaje szkodliwych skutków (hałas, wibracje, skutki elektromagnetyczne i radiacyjne itp.).

Ustalono dwa rodzaje podstawowych standardów płatności:

a) za emisje, zrzuty substancji zanieczyszczających i usuwanie odpadów w ramach akceptowalnych norm

b) dla emisji, zrzutów substancji zanieczyszczających i usuwania odpadów w ustalonych granicach (tymczasowo uzgodnione normy).

Podstawowe standardy płatności ustalane są dla każdego składnika zanieczyszczającego (odpadu) z uwzględnieniem stopnia jego zagrożenia dla środowiska i zdrowia publicznego.

Stawki opłat za zanieczyszczenie substancjami niebezpiecznymi są określone w dekrecie rządu Federacji Rosyjskiej z dnia 12 czerwca 2003 r. Nr 344 „W sprawie standardów płatności za emisję zanieczyszczeń do powietrza atmosferycznego ze źródeł stacjonarnych i ruchomych, zrzuty zanieczyszczeń do zbiorników wód powierzchniowych i podziemnych, usuwanie odpadów przemysłowych i konsumenckich” za 1 tonę w rublach:

Płatność za emisję zanieczyszczeń nieprzekraczającą norm ustalonych dla korzystającego z zasobów naturalnych:

П = С Н × М Ф, gdzie М Ф £ М Н,

gdzie М Ф – rzeczywista emisja substancji zanieczyszczającej, t/rok;

МН – maksymalna dopuszczalna norma dla tej substancji zanieczyszczającej;

С Н – stawka opłaty za emisję 1 tony danego zanieczyszczenia w granicach dopuszczalnych norm emisyjnych, ruble/t.

Płatność za emisję zanieczyszczeń w ramach ustalonych limitów emisji:

P = S L (M F – M N) + S N M N, z M N< М Ф < М Л, где

S L – stawka opłaty za emisję 1 tony substancji zanieczyszczającej w ramach ustalonych limitów emisji, rub/t;

M L – ustalony limit emisji dla danej substancji zanieczyszczającej, t/rok.

Płatność za nadmierną emisję zanieczyszczeń:

P = 5 × S L (M F – M L) + S L (M L – M N) + S N × M N, gdzie M F > M L.

Opłata za emisję zanieczyszczeń w przypadku, gdy korzystający z zasobów naturalnych nie ustalił norm emisji zanieczyszczeń lub kara pieniężna:

P = 5 × S L × M F

Płatności za maksymalne dopuszczalne emisje, zrzuty zanieczyszczeń, wywóz odpadów dokonywane są kosztem produktów (robot, usług), a za ich przekroczenie – kosztem zysku pozostającego w dyspozycji użytkownika zasobów naturalnych.

Opłaty za zanieczyszczenie środowiska pobierane są:

19% do budżetu federalnego,

81% do budżetu podmiotu Federacji.

Zadanie nr 3. „Obliczanie emisji technologicznych i opłat za zanieczyszczenie środowiska na przykładzie piekarni”

Najwięcej zanieczyszczeń, takich jak alkohol etylowy, kwas octowy, aldehyd octowy, powstaje w komorach wypiekowych, skąd są usuwane kanałami spalinowymi w wyniku naturalnego ciągu lub emitowane do atmosfery metalowymi rurami lub szybami o wysokości co najmniej 10 - 15 m Emisje pyłów mącznych powstają głównie w magazynach mąki. Podczas spalania gazu ziemnego w komorach wypiekowych powstają tlenki azotu i węgla.

Wstępne dane:

1. Roczna produkcja piekarni moskiewskiej wynosi 20 000 ton/rok wyrobów piekarniczych, włączając. wyroby piekarnicze z mąki pszennej - 8 000 t/rok, wyroby piekarnicze z mąki żytniej - 5 000 t/rok, wyroby piekarnicze z bułek mieszanych - 7 000 t/rok.

2. Przepis na bułkę: 30% – mąka pszenna i 70% – mąka żytnia

3. Warunki przechowywania mąki są luzem.

4. Paliwem w piecach i kotłach jest gaz ziemny.

I. Emisje technologiczne z piekarni.

II. Opłata za zanieczyszczenie powietrza, jeżeli maksymalny dopuszczalny limit wynosi:

Alkohol etylowy – 21t/rok,

Kwas octowy – 1,5 t/rok (VSV – 2,6 t/rok),

Aldehyd octowy – 1 t/rok,

Pył mączny – 0,5 t/rok,

Tlenki azotu – 6,2 t/rok,

Tlenki węgla – 6 t/rok.

1. Zgodnie z metodologią Ogólnorosyjskiego Instytutu Badawczego HP emisje technologiczne podczas pieczenia wyrobów piekarniczych określa się metodą określonych wskaźników:

M = B × m, gdzie

M – ilość emisji zanieczyszczeń w kg na jednostkę czasu,

B – wielkość produkcji w tonach w tym samym okresie,

m – specyficzny wskaźnik emisji zanieczyszczeń na jednostkę produkcji, kg/t.

Specyficzna emisja substancji zanieczyszczających w kg/t wyrobów gotowych.

1. Alkohol etylowy: wyroby piekarnicze z mąki pszennej – 1,1 kg/t,

wyroby piekarnicze z mąki żytniej – 0,98 kg/t.

2. Kwas octowy: wyroby piekarnicze z mąki pszennej – 0,1 kg/t,

wyroby piekarnicze z mąki żytniej – 0,2 kg/t.

3. Aldehyd octowy – 0,04 kg/t.

4. Pył mączny – 0,024 kg/t (w przypadku przechowywania mąki luzem), 0,043 kg/t (w przypadku przechowywania mąki w kontenerach).

5. Tlenki azotu - 0,31 kg/t.

6. Tlenki węgla – 0,3 kg/t.

I. Obliczanie emisji procesowych:

1. Alkohol etylowy:

M 1 = 8000 × 1,1 = 8800 kg/rok;

M 2 = 5000 × 0,98 = 4900 kg/rok;

M3 = 7000(1,1×0,3+0,98×0,7) = 7133 kg/rok;

całkowita emisja M = M 1 + M 2 + M 3 = 8800 + 4900 + 7133 = 20913 kg/rok.

2. Kwas octowy:

Wyroby piekarnicze z mąki pszennej

M 1 = 8000 × 0,1 = 800 kg/rok;

Wyroby piekarnicze z mąki żytniej

M 2 = 5000 × 0,2 = 1000 kg/rok;

Mieszane wypieki z bułek

M3 = 7000(0,1×0,3+0,2×0,7) = 1190 kg/rok,

całkowita emisja M = M 1 + M 2 + M 3 = 800 + 1000 + 1190 = 2990 kg/rok.

3. Aldehyd octowy M = 20000 × 0,04 = 800 kg/rok.

4. Pył mączny M = 20000 × 0,024 = 480 kg/rok.

5. Tlenki azotu M = 20000 × 0,31 = 6200 kg/rok.

6. Tlenki węgla M = 20000 × 0,3 = 6000 kg/rok.

II. Obliczanie opłat za zanieczyszczenie substancjami niebezpiecznymi.

1. Alkohol etylowy: M H = 21 t/rok, M F = 20,913 t/rok Þ P = S H × M f = 0,4 × 20,913 = 8,365 rub.

2. Kwas octowy: M H = 1,5 t/rok, M L = 2,6 t/rok, M F = 2,99 t/rok Þ P = 5 S L (M F – M L) + S L ( M L – M N)+S N × M N =

5 × 175 × (2,99–2,6) + 175 × (2,6 – 1,5) + 35 × 1,5 = 586,25 rub.

3. Aldehyd octowy: M H = 1 t/rok, M F = 0,8 t/rok Þ P = S H × M F = 68 × 0,8 = 54,4 rub.

4. Pył mączny: M N = 0,5 t/rok, M F = 0,48 t/rok Þ P = S N × M F = 13,7 × 0,48 = 6,576 rubli.

5. Tlenek azotu: M N = 6,2 t/rok, M F = 6,2 t/rok Þ P = S N × M F = 35 × 6,2 = 217 rub.

6. Tlenek węgla: M H = 6 t/rok, M F = 6 t/rok Þ

P = S N × M F = 0,6 × 6 = 3,6 rub.

Współczynnik uwzględniający czynniki środowiskowe dla regionu centralnego Federacji Rosyjskiej = 1,9 dla powietrza atmosferycznego, dla miasta współczynnik wynosi 1,2.

åП = 876,191 · 1,9 · 1,2 = 1997,72 rubli

ZADANIA KONTROLNE.

Ćwiczenie 1

* Praca ta nie jest pracą naukową, nie jest ostateczną pracą kwalifikacyjną i jest wynikiem przetworzenia, uporządkowania i sformatowania zebranych informacji, mających służyć jako źródło materiału do samodzielnego przygotowania prac edukacyjnych.

Ochrona atmosfery Atmosferę charakteryzuje niezwykle duża dynamika, wynikająca zarówno z szybkiego przemieszczania się mas powietrza w kierunku poprzecznym i pionowym, jak i dużych prędkości oraz różnorodności zachodzących w niej reakcji fizykochemicznych. Atmosfera jest postrzegana jako ogromny „kocioł chemiczny”, na który wpływają liczne i zmienne czynniki antropogeniczne i naturalne. Gazy i aerozole uwalniane do atmosfery charakteryzują się dużą reaktywnością. Pył i sadza powstające podczas spalania paliw i pożarów lasów pochłaniają metale ciężkie i radionuklidy, a osadzone na powierzchni mogą zanieczyszczać duże obszary i przedostawać się do organizmu człowieka poprzez układ oddechowy. Za zanieczyszczenie atmosfery uważa się bezpośrednie lub pośrednie wprowadzenie do niej jakiejkolwiek substancji w takiej ilości, która wpływa na jakość i skład powietrza zewnętrznego, wyrządzając szkody ludziom, przyrodzie żywej i nieożywionej, ekosystemom, materiały budowlane, zasoby naturalne – całe środowisko. Oczyszczanie powietrza z zanieczyszczeń. Aby chronić atmosferę przed negatywem wpływ antropogeniczny stosować następujące działania: - zazielenianie procesów technologicznych; - oczyszczanie gazów spalinowych ze szkodliwych zanieczyszczeń; - dyspersja emisji gazów w atmosferze; - aranżacja stref ochrony sanitarnej, rozwiązania architektoniczne i planistyczne. Technologia bezodpadowa i niskoodpadowa Ekologizacja tych procesów polega na tworzeniu zamkniętych obiegów technologicznych, technologii bezodpadowych i niskoodpadowych, które wykluczają uwalnianie szkodliwych substancji zanieczyszczających do atmosfery. Najbardziej niezawodnym i najbardziej ekonomicznym sposobem ochrony biosfery przed szkodliwymi emisjami gazów jest przejście na produkcję bezodpadową lub technologie bezodpadowe. Termin „technologia bezodpadowa” został po raz pierwszy zaproponowany przez akademika N.N. Semenow. Oznacza to tworzenie optymalnych układów technologicznych z zamkniętymi przepływami materiałów i energii. Taka produkcja nie powinna powodować ścieków, szkodliwych emisji do atmosfery i odpadów stałych oraz nie powinna zużywać wody z naturalnych zbiorników. Oznacza to, że rozumieją zasadę organizacji i funkcjonowania produkcji, przy racjonalnym wykorzystaniu wszystkich składników surowców i energii w obiegu zamkniętym: (surowce pierwotne - produkcja - konsumpcja - surowce wtórne). Oczywiście koncepcja „produkcji bezodpadowej” jest nieco warunkowa; Jest to idealny model produkcji, ponieważ w rzeczywistych warunkach nie da się całkowicie wyeliminować odpadów i pozbyć się wpływu produkcji na środowisko. Dokładniej takie systemy należy nazwać niskoodpadowymi, wytwarzającymi minimalną emisję, w których szkody w naturalnych ekosystemach będą minimalne. Technologia niskoodpadowa jest pośrednim krokiem w tworzeniu produkcji bezodpadowej. Obecnie zidentyfikowano kilka głównych kierunków ochrony biosfery, które docelowo prowadzą do powstania technologii bezodpadowych: 1) opracowanie i wdrożenie zasadniczo nowych procesów i systemów technologicznych działających w obiegu zamkniętym, pozwalających wyeliminować powstawanie głównej ilości odpadów; 2) przetwarzanie odpadów produkcyjnych i konsumpcyjnych jako surowców wtórnych; 3) tworzenie kompleksów terytorialno-przemysłowych o zamkniętej strukturze przepływów rzeczowych surowców i odpadów w obrębie kompleksu. Znaczenie bycia oszczędnym i racjonalne wykorzystanie zasobów naturalnych nie wymaga uzasadnienia. Światowe zapotrzebowanie na surowce stale rośnie, a ich produkcja staje się coraz droższa. Będąc problemem międzysektorowym, rozwój technologii niskoodpadowych i bezodpadowych oraz racjonalne wykorzystanie zasobów wtórnych wymaga podejmowania decyzji międzysektorowych. Głównym kierunkiem postępu technicznego jest opracowywanie i wdrażanie zasadniczo nowych procesów i systemów technologicznych działających w obiegu zamkniętym, eliminujących powstawanie większości odpadów. Oczyszczanie emisji gazów ze szkodliwych zanieczyszczeń Emisje gazów klasyfikuje się według organizacji usuwania i kontroli – zorganizowane i niezorganizowane, ze względu na temperaturę – ogrzane i zimne. Zorganizowane emisje to emisje, które dostają się do atmosfery poprzez specjalnie skonstruowane przewody kominowe, kanały powietrzne i rury. Niezorganizowany odnosi się do emisji przemysłowych, które dostają się do atmosfery w postaci nieukierunkowanych przepływów gazu w wyniku naruszenia szczelności sprzętu. Brak lub niezadowalające działanie urządzeń do odsysania gazu w miejscach załadunku, rozładunku i przechowywania produktu. Aby zmniejszyć zanieczyszczenie powietrza spowodowane emisjami przemysłowymi, stosuje się systemy oczyszczania gazów. Oczyszczanie gazu oznacza oddzielenie od gazu lub przekształcenie w stan nieszkodliwy substancji zanieczyszczającej pochodzącej ze źródła przemysłowego. Środki ochrony atmosfery muszą ograniczać obecność substancji szkodliwych w powietrzu otoczenia człowieka do poziomu nie wyższego niż najwyższe dopuszczalne stężenie. We wszystkich przypadkach musi być spełniony warunek: C+Cf 30 µm. Dla cząstek o d = 5-30 µm stopień oczyszczenia zmniejsza się do 80%, a dla d == 2-5 µm jest to niecałe 40%. Średnicę cząstek wychwytywanych przez cyklon o 50% można wyznaczyć ze wzoru empirycznego: Opór hydrauliczny wysokowydajnych cyklonów wynosi około 1080 Pa. Cyklony są szeroko stosowane do grubego i średniego oczyszczania gazów z aerozoli. Innym typem odpylacza odśrodkowego jest rotoklon, składający się z wirnika i wentylatora umieszczonych w obudowie zbierającej. Łopatki wentylatora obracając się, kierują pył do kanału, który prowadzi do odbiornika pyłu. Urządzenia cyklonowe są najczęściej spotykane w przemyśle, ze względu na brak ruchomych części w urządzeniu i wysoką niezawodność pracy przy temperaturach gazu do 500 0 C, zbieranie pyłu w postaci suchej, prawie stały opór hydrauliczny urządzenia, łatwość wykonania i wysoki stopień oczyszczenia. Wady: duży opór hydrauliczny 1250-1500 Pa, słabe zbieranie cząstek mniejszych niż 5 µm. Filtry służą także do oczyszczania gazów. Filtracja polega na przejściu oczyszczonego gazu przez różne materiały filtracyjne. Przegrody filtracyjne składają się z elementów włóknistych i ziarnistych i umownie dzielą się na następujące typy. Elastyczne przegrody porowate - materiały tekstylne z włókien naturalnych, syntetycznych lub mineralnych, włókniny z materiałów włóknistych (filc, papier, tektura) i arkusze komórkowe (guma gąbczasta, pianka poliuretanowa, filtry membranowe). Filtracja jest bardzo powszechną techniką dokładnego oczyszczania gazu. Jego zaletami są stosunkowo niski koszt sprzętu (z wyjątkiem filtrów metalowo-ceramicznych) i wysoka skuteczność dokładnego czyszczenia. Wadami filtracji są duży opór hydrauliczny i szybkie zatykanie materiału filtracyjnego pyłem. Oczyszczanie emisji substancji gazowych z przedsiębiorstw przemysłowych Obecnie, gdy technologia bezodpadowa jest w powijakach i nie ma jeszcze przedsiębiorstw całkowicie bezodpadowych, głównym zadaniem oczyszczania gazów jest doprowadzenie zawartości toksycznych zanieczyszczeń w zanieczyszczeniach gazowych do poziomu maksymalne dopuszczalne stężenia (MPC) ustalone przez normy sanitarne . Przemysłowe metody oczyszczania emisji gazowych z gazowych i parowych zanieczyszczeń toksycznych można podzielić na pięć głównych grup: 1. Metoda absorpcyjna – polega na absorpcji poszczególnych składników mieszaniny gazowej przez absorbent (absorber), którym jest ciecz. Absorbenty stosowane w przemyśle ocenia się według następujących wskaźników: 1) zdolność absorpcyjna, czyli rozpuszczalność wyekstrahowanego składnika w absorberze w zależności od temperatury i ciśnienia; 2) selektywność, charakteryzująca się stosunkiem rozpuszczalności oddzielanych gazów do szybkości ich absorpcji; 3) minimalne ciśnienie pary, aby uniknąć zanieczyszczenia oczyszczonego gazu oparami absorbentu; 4) niski koszt; 5) brak działania korozyjnego na sprzęt. Jako absorbenty stosuje się wodę, roztwory amoniaku, zasady żrące i węglanowe, sole manganu, etanoloaminy, oleje, zawiesiny wodorotlenku wapnia, tlenki manganu i magnezu, siarczan magnezu itp. Na przykład do oczyszczania gazów z amoniaku, chlorowodoru i fluorowodór w wodzie służy jako absorbent, kwas siarkowy służy do wychwytywania pary wodnej, a olej służy do wychwytywania węglowodorów aromatycznych. Oczyszczanie absorpcyjne jest procesem ciągłym i z reguły cyklicznym, gdyż absorpcji zanieczyszczeń towarzyszy zwykle regeneracja roztworu absorpcyjnego i jego powrót na początku cyklu oczyszczania. Podczas absorpcji fizycznej regeneracja absorbentu odbywa się poprzez ogrzewanie i obniżenie ciśnienia, w wyniku czego zaabsorbowane domieszki gazowe ulegają desorbcji i zatężeniu. Do realizacji procesu czyszczenia stosuje się absorbery o różnej konstrukcji (foliowe, pakowane, rurowe itp.). Najbardziej popularną jest płuczka wypełniona, służąca do oczyszczania gazów z dwutlenku siarki, siarkowodoru, chlorowodoru, chloru, tlenku i dwutlenku węgla, fenoli itp. W płuczkach z wypełnieniem tempo procesów przenoszenia masy jest niskie ze względu na niską intensywność reżimu hydrodynamicznego tych reaktorów pracujących przy prędkości gazu 0,02-0,7 m/s. Objętość urządzeń jest zatem duża, a instalacje uciążliwe. Metody absorpcyjne charakteryzują się ciągłością i wszechstronnością procesu, wydajnością oraz możliwością ekstrakcji dużych ilości zanieczyszczeń z gazów. Wadą tej metody jest to, że płuczki z wypełnieniem, urządzenia bąbelkowe, a nawet pianowe zapewniają dość wysoki stopień ekstrakcji szkodliwych zanieczyszczeń (aż do maksymalnego dopuszczalnego stężenia) i pełną regenerację absorberów dopiero przy dużej liczbie etapów oczyszczania. Dlatego schematy technologiczne czyszczenia na mokro są z reguły złożone, wielostopniowe, a czyste reaktory (zwłaszcza płuczki) mają duże objętości. Każdy proces mokrego absorpcyjnego oczyszczania gazów spalinowych z zanieczyszczeń gazowych i parowych jest wskazany tylko wtedy, gdy ma charakter cykliczny i bezodpadowy. Jednak cykliczne systemy czyszczenia na mokro są konkurencyjne tylko wtedy, gdy są połączone z oczyszczaniem pyłu i chłodzeniem gazu. 2. Metoda chemisorpcyjna – polega na absorpcji gazów i par przez absorbery stałe i ciekłe, w wyniku czego powstają związki słabo lotne i słabo rozpuszczalne. Większość procesów oczyszczania gazu chemisorpcyjnego jest odwracalna, tzn. gdy wzrasta temperatura roztworu absorpcyjnego, związki chemiczne powstałe podczas chemisorpcji ulegają rozkładowi wraz z regeneracją składników aktywnych roztworu absorpcyjnego i desorpcją zaabsorbowanych z gazu zanieczyszczeń. Technika ta stanowi podstawę regeneracji sorbentów chemicznych w układach cyklicznego oczyszczania gazów. Chemisorpcja ma szczególne zastosowanie do dokładnego oczyszczania gazów o stosunkowo niskim początkowym stężeniu zanieczyszczeń. 3. Metoda adsorpcyjna – polega na wychwytywaniu szkodliwych zanieczyszczeń gazowych przez powierzchnię ciał stałych, materiałów silnie porowatych o rozwiniętej powierzchni właściwej. Metody adsorpcyjne wykorzystuje się do różnych celów technologicznych - rozdzielania mieszanin parowo-gazowych na składniki z separacją frakcji, suszenia gazów oraz do sanitarnego oczyszczania spalin. W ostatnim czasie na pierwszy plan wysunęły się metody adsorpcyjne jako niezawodny sposób ochrony atmosfery przed toksycznymi substancjami gazowymi, zapewniający możliwość zatężania i recyklingu tych substancji. Adsorbentami przemysłowymi najczęściej stosowanymi w oczyszczaniu gazów są węgiel aktywny, żel krzemionkowy, żel aluminiowy, zeolity naturalne i syntetyczne (sita molekularne). Głównymi wymaganiami stawianymi sorbentom przemysłowym są: wysoka zdolność absorpcyjna, selektywność działania (selektywność), stabilność termiczna, długi okres użytkowania bez zmiany struktury i właściwości powierzchni oraz możliwość łatwej regeneracji. Węgiel aktywny jest najczęściej stosowany do oczyszczania gazów sanitarnych ze względu na jego dużą zdolność absorpcji i łatwość regeneracji. Znane są różne konstrukcje adsorbentów (pionowe, stosowane przy małych przepływach, poziome, stosowane przy dużych przepływach, pierścieniowe). Oczyszczanie gazu odbywa się poprzez warstwy stałe adsorbentu i warstwy ruchome. Oczyszczany gaz przepływa przez adsorber z prędkością 0,05-0,3 m/s. Po oczyszczeniu adsorber przechodzi w tryb regeneracji. Instalacja adsorpcyjna złożona z kilku reaktorów pracuje na ogół w sposób ciągły, ponieważ w tym samym czasie niektóre reaktory znajdują się na etapie oczyszczania, inne natomiast na etapie regeneracji, chłodzenia itp. Regeneracja odbywa się poprzez ogrzewanie, np. spalanie materia organiczna , przepuszczając gorącą lub przegrzaną parę, powietrze, gaz obojętny (azot). Czasami adsorbent, który utracił aktywność (osłonięty kurzem, żywicą) jest całkowicie wymieniany. Najbardziej obiecujące są ciągłe, cykliczne procesy adsorpcyjnego oczyszczania gazów w reaktorach z ruchomą lub zawieszoną warstwą adsorbentu, które charakteryzują się dużymi prędkościami przepływu gazu (o rząd wielkości większymi niż w reaktorach okresowych), wysoką wydajnością gazu i intensywnością pracy. Ogólne zalety adsorpcyjnych metod oczyszczania gazów: 1) głębokie oczyszczanie gazów z toksycznych zanieczyszczeń; 2) względną łatwość regeneracji tych zanieczyszczeń z ich przekształceniem w produkt handlowy lub powrotem do produkcji; W ten sposób realizowana jest zasada technologii bezodpadowej. Metoda adsorpcyjna jest szczególnie racjonalna w przypadku usuwania toksycznych zanieczyszczeń (związków organicznych, par rtęci itp.) zawartych w niskich stężeniach, tj. jako końcowy etap sanitarnego oczyszczania gazów odlotowych. Wadą większości instalacji adsorpcyjnych jest okresowość 4. Metoda utleniania katalitycznego polega na usuwaniu zanieczyszczeń z oczyszczanego gazu w obecności katalizatorów. Działanie katalizatorów objawia się pośrednim oddziaływaniem chemicznym katalizatora z reagującymi substancjami, w wyniku czego powstają związki pośrednie. Jako katalizatory stosuje się metale i ich związki (tlenki miedzi, manganu itp.) Katalizatory mają postać kulek, pierścieni lub innych kształtów. Metoda ta jest szczególnie szeroko stosowana do oczyszczania gazów spalinowych z silników spalinowych. W wyniku reakcji katalitycznych zanieczyszczenia obecne w gazie ulegają przemianie w inne związki, czyli w przeciwieństwie do omawianych metod zanieczyszczenia nie są ekstrahowane z gazu, lecz przekształcane w nieszkodliwe związki, których obecność jest dopuszczalna w spalinach lub w związki łatwo usuwalne ze strumienia gazów. Jeżeli konieczne jest usunięcie powstałych substancji, wymagane są dodatkowe operacje (na przykład ekstrakcja sorbentami ciekłymi lub stałymi). Metody katalityczne stają się coraz bardziej powszechne ze względu na głębokie oczyszczanie gazów z toksycznych zanieczyszczeń (do 99,9%) w stosunkowo niskich temperaturach i normalnym ciśnieniu, a także przy bardzo niskich początkowych stężeniach zanieczyszczeń. Metody katalityczne pozwalają na wykorzystanie ciepła reakcji, tj. tworzyć systemy technologii energetycznej. Jednostki oczyszczania katalitycznego są łatwe w obsłudze i mają niewielkie rozmiary. Wadą wielu procesów oczyszczania katalitycznego jest powstawanie nowych substancji, które należy usunąć z gazu innymi metodami (absorpcja, adsorpcja), co komplikuje instalację i zmniejsza ogólny efekt ekonomiczny. 5. Metoda termiczna polega na oczyszczaniu gazów przed wypuszczeniem ich do atmosfery poprzez dopalanie w wysokiej temperaturze. Termiczne metody neutralizacji emisji gazów mają zastosowanie przy wysokich stężeniach łatwopalnych zanieczyszczeń organicznych lub tlenku węgla. Najprostsza metoda- spalanie na pochodniach - możliwe w przypadku, gdy stężenie substancji palnych jest bliskie dolnej granicy palności. W tym przypadku zanieczyszczenia służą jako paliwo, temperatura procesu wynosi 750–900 °C i można wykorzystać ciepło spalania zanieczyszczeń. Gdy stężenie zanieczyszczeń palnych jest mniejsze niż dolna granica zapłonu, konieczne jest dostarczenie określonej ilości ciepła z zewnątrz. Najczęściej całe jego ciepło jest dostarczane przez dodanie gazu palnego i spalenie go w oczyszczonym gazie. Gazy palne przechodzą przez system odzyskiwania ciepła i są uwalniane do atmosfery. Takie schematy technologii energetycznej stosuje się, gdy zawartość palnych zanieczyszczeń jest wystarczająco wysoka, w przeciwnym razie wzrasta zużycie dodanego gazu palnego. Rozproszenie emisji pyłów i gazów do atmosfery. Przy każdej metodzie czyszczenia część pyłów i gazów pozostaje w powietrzu uwalnianym do atmosfery. Dyspersja emisji gazów stosowana jest w celu obniżenia niebezpiecznych stężeń zanieczyszczeń do poziomu odpowiadającego im maksymalnego dopuszczalnego stężenia. Do przeprowadzenia procesu dyspersji wykorzystuje się różne środki technologiczne: rury, urządzenia wentylacyjne. Na procesy dyspersji emisji istotny wpływ ma stan atmosfery, lokalizacja przedsiębiorstw i źródeł emisji, charakter terenu itp. Poziomy ruch zanieczyszczeń determinowany jest głównie przez prędkość wiatru, natomiast ruch pionowy jest zdeterminowany rozkładem temperatury w kierunku pionowym. Rozkładając stężenie substancji szkodliwych w atmosferze powyżej smugi zorganizowanego źródła wysokiej emisji, wyróżnia się 3 strefy zanieczyszczenia atmosfery: Ryc. 1. Przenoszenie smugi emisyjnej charakteryzującej się stosunkowo niską zawartością substancji szkodliwych w przyziemnej warstwie atmosfery. 2. Strefa zadymiona z maksymalną zawartością substancji szkodliwych i stopniowym zmniejszaniem się poziomu zanieczyszczeń. Strefa ta jest najbardziej niebezpieczna dla ludności. Wymiary tej strefy, w zależności od warunków meteorologicznych, mieszczą się w przedziale 10-49 wysokości rur. 3. Strefa stopniowej redukcji poziomu zanieczyszczeń. Jeśli nie jest możliwe osiągnięcie maksymalnego dopuszczalnego stężenia poprzez oczyszczenie, czasami wielokrotne rozcieńczenie substancji toksycznych lub uwolnienie gazów przez wysokie kominy do rozproszenia zanieczyszczeń w górnych warstwach atmosfery. Teoretyczne określenie stężenia zanieczyszczeń w dolnych warstwach atmosfery w zależności od wysokości rury i innych czynników wiąże się z prawami turbulentnej dyfuzji w atmosferze i nie zostało jeszcze w pełni opracowane. Wysokość rury niezbędną do zapewnienia maksymalnego dopuszczalnego stężenia substancji toksycznych w dolnych warstwach atmosfery, na poziomie oddychania, określa się za pomocą przybliżonych wzorów, np.: MPE = gdzie MPE to maksymalna dopuszczalna emisja szkodliwych zanieczyszczeń do atmosferze, zapewniając stężenie tych substancji w przyziemnej warstwie powietrza nie wyższe niż najwyższe dopuszczalne stężenie, g/s; H - wysokość rury, m; V to objętość emisji gazu, m^s; ∆ t to różnica między temperaturą gazów spalinowych i otaczającego powietrza, °C; A jest współczynnikiem określającym warunki pionowego i poziomego rozprzestrzeniania się szkodliwych substancji w powietrzu; F to bezwymiarowy współczynnik uwzględniający szybkość sedymentacji szkodliwych substancji w atmosferze; t jest współczynnikiem uwzględniającym warunki, w jakich gaz wypływa z wylotu rury, określa się go graficznie lub w przybliżeniu za pomocą wzoru: Sposób osiągania maksymalnych dopuszczalnych stężeń za pomocą „wysokich rur” ma charakter wyłącznie paliatywny, gdyż nie chroni atmosfery, a jedynie przenosi zanieczyszczenia z jednego obszaru na drugi. Budowa stref ochrony sanitarnej Strefa ochrony sanitarnej to pas oddzielający źródła zanieczyszczeń przemysłowych od budynków mieszkalnych lub użyteczności publicznej w celu ochrony ludności przed wpływem szkodliwych czynników produkcji. Szerokość stref ochrony sanitarnej ustalana jest w zależności od klasy produkcji, stopnia szkodliwości oraz ilości substancji uwalnianych do atmosfery i przyjmuje się od 50 do 1000 m. Strefa ochrony sanitarnej musi być zagospodarowana i zagospodarowana. Istnieją 3 rodzaje stref: Okrągła, z przedsiębiorstwem całkowicie otoczonym budynkami mieszkalnymi; Sektorowy, z przedsiębiorstwem częściowo otoczonym zabudową mieszkalną i zakładem przylegającym do naturalnej bariery. Trapezowy, gdy przedsiębiorstwo jest oddzielone od części mieszkalnej. Budowa stref ochrony sanitarnej – pomoc ochrony, ponieważ bardzo kosztownym środkiem jest zwiększenie długości dróg, komunikacji itp. Środki architektoniczne i planistyczne obejmują prawidłowe względne rozmieszczenie źródeł emisji zaludnionych obszarach uwzględnienie kierunku wiatru, wybór płaskiego, wzniesionego miejsca pod budowę przedsiębiorstwa przemysłowego, dobrze wiejącego wiatrem, budowa autostrad omijających obszary zaludnione itp.

Kontrola zanieczyszczenia powietrza w Rosji prowadzona jest w prawie 350 miastach. System monitoringu obejmuje 1200 stacji i obejmuje niemal wszystkie miasta powyżej 100 tys. mieszkańców oraz miasta z dużymi przedsiębiorstwami przemysłowymi.

Środki ochrony atmosfery muszą ograniczać obecność substancji szkodliwych w powietrzu otoczenia człowieka do poziomu nieprzekraczającego najwyższego dopuszczalnego stężenia. We wszystkich przypadkach musi być spełniony następujący warunek:

S+sf MPC(1)

dla każdej szkodliwej substancji (sf – stężenie tła).

Spełnienie tego wymagania osiąga się poprzez zlokalizowanie substancji szkodliwych w miejscu ich powstania, usunięcie ich z pomieszczeń lub urządzeń i rozproszenie ich do atmosfery. Jeżeli stężenie substancji szkodliwych w atmosferze przekracza maksymalne dopuszczalne stężenie, wówczas spaliny oczyszczane są z substancji szkodliwych w urządzeniach czyszczących zainstalowanych w układzie wydechowym. Najczęściej spotykane są systemy wentylacyjne, technologiczne i transportowe.

W praktyce wdrażane są następujące opcje ochrony powietrza atmosferycznego:

• -usuwanie substancji toksycznych z pomieszczeń poprzez wentylację ogólną;
• -lokalizacja substancji toksycznych w miejscu ich powstawania poprzez wentylację miejscową, oczyszczanie zanieczyszczonego powietrza w specjalnych urządzeniach i jego powrót do pomieszczeń produkcyjnych lub mieszkalnych, jeżeli powietrze po oczyszczeniu w urządzeniu spełnia wymagania przepisów dotyczące powietrza nawiewanego;
• -lokalizacja substancji toksycznych w strefie ich powstawania poprzez wentylację miejscową, oczyszczanie zanieczyszczonego powietrza w specjalnych urządzeniach, uwalnianie i dyspersję w atmosferze;
• -oczyszczanie gazów technologicznych w specjalnych urządzeniach, uwalnianie i dyspersja w atmosferze; w niektórych przypadkach gazy spalinowe przed uwolnieniem są rozcieńczane powietrzem atmosferycznym;
• -oczyszczanie gazów spalinowych z elektrowni np. silników spalinowych w specjalnych jednostkach oraz uwalnianie ich do atmosfery lub obszaru produkcyjnego (kopalnie, kamieniołomy, magazyny itp.)

W celu dotrzymania maksymalnych dopuszczalnych stężeń substancji szkodliwych w powietrzu atmosferycznym obszarów zaludnionych ustala się maksymalne dopuszczalne emisje (MAE) substancji szkodliwych z systemów wentylacji wyciągowej oraz różnych instalacji technologicznych i energetycznych.

Urządzenia do oczyszczania wentylacji i emisji procesowych do atmosfery dzielimy na: odpylacze (suche, elektryczne, filtracyjne, mokre); eliminatory mgły (wolno i wysokoobrotowe); aparatura do gromadzenia par i gazów (absorpcja, chemisorpcja, adsorpcja i neutralizatory); wielostopniowe urządzenia czyszczące (odpylacze, odpylacze, odpylacze mgieł i zanieczyszczeń stałych, odpylacze wielostopniowe). Ich pracę charakteryzuje szereg parametrów. Najważniejsze z nich to działanie czyszczące, opór hydrauliczny i pobór mocy.

Skuteczność czyszczenia

=(svh - svkh)/svkh(2)

gdzie svh i svyh to masowe stężenia zanieczyszczeń w gazie przed i za aparatem.

Odpylacze suche – różnego rodzaju cyklony – znajdują szerokie zastosowanie do oczyszczania gazów z cząstek.

Oczyszczanie elektryczne (elektrofiltry) to jeden z najbardziej zaawansowanych rodzajów oczyszczania gazów z zawieszonych cząstek pyłu i mgły. Proces ten polega na uderzeniowej jonizacji gazu w strefie wyładowań koronowych, przeniesieniu ładunku jonowego na cząstki zanieczyszczeń i osadzeniu ich na elektrodach zbiorczych i koronowych. W tym celu stosuje się elektrofiltry.

Aby uzyskać wysoką skuteczność oczyszczania emisji, konieczne jest zastosowanie urządzeń oczyszczających wielostopniowych. W tym przypadku gazy przeznaczone do oczyszczenia przechodzą kolejno przez kilka autonomicznych urządzeń oczyszczających lub jedną jednostkę obejmującą kilka etapów oczyszczania.

Rozwiązania takie służą do wysokoefektywnego oczyszczania gazów z zanieczyszczeń stałych; z jednoczesnym oczyszczaniem z zanieczyszczeń stałych i gazowych; podczas oczyszczania z zanieczyszczeń stałych i kropelek itp. Oczyszczanie wieloetapowe jest szeroko stosowane w systemach oczyszczania powietrza z jego późniejszym powrotem do pomieszczenia.

Metody oczyszczania gazów emitowanych do atmosfery

Absorpcyjna metoda oczyszczania gazów, prowadzona w instalacjach absorberowych, jest najprostsza i zapewnia wysoki stopień oczyszczenia, wymaga jednak nieporęcznego sprzętu i oczyszczenia cieczy absorbującej. Oparte na reakcje chemiczne pomiędzy gazem, np. dwutlenkiem siarki, a zawiesiną absorbującą (roztwór alkaliczny: wapień, amoniak, wapno). Dzięki tej metodzie szkodliwe gazowe zanieczyszczenia osadzają się na powierzchni stałego ciała porowatego (adsorbentu). Ten ostatni można ekstrahować przez desorpcję podczas ogrzewania parą.

Metodą utleniania łatwopalnych substancji zawierających węgiel w powietrzu jest spalanie w płomieniu i powstawanie CO2 i wody, metodą utleniania termicznego jest podgrzewanie i wprowadzanie do palnika.

Utlenianie katalityczne przy użyciu katalizatorów stałych polega na przepuszczeniu przez katalizator dwutlenku siarki w postaci związków manganu lub kwasu siarkowego.

Do oczyszczania gazów metodą katalizy za pomocą reakcji redukcji i rozkładu stosuje się środki redukujące (wodór, amoniak, węglowodory, tlenek węgla). Neutralizację tlenków azotu NOx osiąga się poprzez zastosowanie metanu, a następnie tlenku glinu w celu zobojętnienia powstającego tlenku węgla w drugim etapie.

Obiecująca jest sorpcyjno-katalityczna metoda oczyszczania szczególnie toksycznych substancji w temperaturach poniżej temperatury katalizy.

Metoda adsorpcyjno-utleniająca również wydaje się obiecująca. Polega na fizycznej adsorpcji niewielkich ilości szkodliwych składników, a następnie przedmuchaniu zaadsorbowanej substancji specjalnym strumieniem gazu do reaktora termokatalitycznego lub dopalacza termicznego.

W główne miasta Aby ograniczyć szkodliwy wpływ zanieczyszczeń powietrza na człowieka, stosuje się specjalne środki urbanistyczne: zagospodarowanie strefowe obszarów mieszkalnych, gdy w pobliżu drogi zlokalizowana jest niska zabudowa, następnie wysoka i pod ich ochroną placówki dziecięce i medyczne; węzły komunikacyjne bez skrzyżowań, zagospodarowanie terenu.

Ochrona powietrza

Powietrze atmosferyczne jest jednym z głównych i żywotnych elementów środowiska.

Ustawa „O ochronie powietrza atmosferycznego” kompleksowo reguluje ten problem. Podsumował wymagania opracowane w poprzednich latach i uzasadnione w praktyce. Przykładowo wprowadzenie przepisów zabraniających uruchamiania jakichkolwiek obiektów produkcyjnych (nowo powstałych lub przebudowywanych), jeżeli w trakcie eksploatacji staną się one źródłem zanieczyszczeń lub innego negatywnego wpływu na powietrze atmosferyczne. Dopracowano zasady normalizacji najwyższych dopuszczalnych stężeń substancji zanieczyszczających powietrze atmosferyczne.

Państwowe przepisy sanitarne tylko dla powietrza atmosferycznego ustaliły maksymalne dopuszczalne stężenia dla większości substancji chemicznych w działaniu izolowanym i dla ich kombinacji.

Normy higieniczne są wymogiem państwowym stawianym menedżerom przedsiębiorstw. Ich realizację powinny monitorować państwowe organy nadzoru sanitarnego Ministerstwa Zdrowia oraz Państwowa Komisja Ekologii.

Duże znaczenie dla sanitarnej ochrony powietrza atmosferycznego ma identyfikacja nowych źródeł zanieczyszczeń powietrza, uwzględnienie projektowanych, budowanych i przebudowy obiektów zanieczyszczających atmosferę, kontrola nad opracowywaniem i wdrażaniem planów generalnych dla miast, miasteczek i zakładów przemysłowych. węzły komunikacyjne dotyczące lokalizacji przedsiębiorstw przemysłowych i stref ochrony sanitarnej.

Ustawa „O ochronie powietrza atmosferycznego” określa wymagania dotyczące ustalania norm w zakresie maksymalnych dopuszczalnych emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Normy takie ustalane są dla każdego stacjonarnego źródła zanieczyszczeń, dla każdego modelu transportu oraz innych pojazdów i instalacji mobilnych. Są one ustalane w taki sposób, aby suma emisji szkodliwych substancji ze wszystkich źródeł zanieczyszczeń na danym obszarze nie przekroczyła norm dla najwyższych dopuszczalnych stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu. Maksymalne dopuszczalne emisje ustalane są wyłącznie z uwzględnieniem maksymalnych dopuszczalnych stężeń.

Bardzo istotne są wymagania Ustawy dotyczące stosowania środków ochrony roślin, nawozów mineralnych i innych preparatów. Wszelkie działania legislacyjne stanowią system prewencyjny mający na celu zapobieganie zanieczyszczeniom powietrza.

Prawo przewiduje nie tylko monitorowanie realizacji swoich wymagań, ale także odpowiedzialność za ich naruszenie. Specjalny artykuł definiuje tę rolę organizacje publiczne i obywateli w realizację działań na rzecz ochrony środowiska powietrza, zobowiązuje ich do aktywnego włączenia się agencje rządowe w tych sprawach, gdyż dopiero szeroki udział społeczeństwa umożliwi wprowadzenie w życie przepisów tej ustawy. Mówi zatem, że państwo przywiązuje dużą wagę do utrzymania korzystnego stanu powietrza atmosferycznego, jego przywrócenia i poprawy najlepsze warunkiżycie ludzi – ich praca, życie, wypoczynek i opieka zdrowotna.

Przedsiębiorstwa lub ich poszczególne budynki i budowle, których procesy technologiczne są źródłem emisji do powietrza atmosferycznego szkodliwych i nieprzyjemnych zapachów substancji, oddzielone są od budynków mieszkalnych strefami ochrony sanitarnej. Strefę ochrony sanitarnej przedsiębiorstw i obiektów można zwiększyć, jeżeli jest to konieczne i należycie uzasadnione, nie więcej niż 3-krotnie, w zależności od następujących przyczyn: a) skuteczności przewidzianych lub możliwych do wdrożenia metod oczyszczania emisji do atmosfery; b) brak metod oczyszczania spalin; c) umieszczanie budynków mieszkalnych, w razie potrzeby, za wiatrem przedsiębiorstwa, w obszarze możliwego zanieczyszczenia powietrza; d) róże wiatrów i inne niekorzystne warunki lokalne (na przykład częste cisze i mgły); e) budowę nowych, wciąż niedostatecznie zbadanych, niebezpiecznych gałęzi przemysłu.

Wymiary stref ochrony sanitarnej dla poszczególnych grup lub zespołów dużych przedsiębiorstw przemysłu chemicznego, rafineryjnego, metalurgicznego, maszynowego i innych, a także elektrowni cieplnych z emisjami powodującymi duże stężenia różnych szkodliwych substancji w powietrzu atmosferycznym i mających szczególnie niekorzystny wpływ na warunki zdrowotne i sanitarne - higieniczne warunki życia ludności ustalane są w każdym konkretnym przypadku wspólną decyzją Ministerstwa Zdrowia i Państwowego Komitetu Budownictwa Rosji.

W celu zwiększenia efektywności stref ochrony sanitarnej na ich terenie sadzi się drzewa, krzewy i roślinność zielną, co zmniejsza stężenie pyłów i gazów przemysłowych. W strefach ochrony sanitarnej przedsiębiorstw intensywnie zanieczyszczających powietrze atmosferyczne gazami szkodliwymi dla roślinności należy uprawiać jak najbardziej gazoodporne drzewa, krzewy i trawy, biorąc pod uwagę stopień agresywności i stężenie emisji przemysłowych. Szczególnie szkodliwe dla roślinności są emisje z przedsiębiorstw przemysłu chemicznego (siarka i bezwodnik siarkowy, siarkowodór, kwas siarkowy, azotowy, fluorowy i bromowy, chlor, fluor, amoniak itp.), hutnictwa żelaza i metali nieżelaznych, energetyki węglowej i cieplnej .