Розробка технологічної схеми абсорбційної очистки повітря від сполук аміаку - Экология - Скачать бесплатно
[pic]
МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ НАВКОЛИШНЬОГО ПРИРОДНОГО СЕРЕДОВИЩА ТА ЯДЕРНОЇ БЕЗПЕКИ
УКРАЇНИ
ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ ПІДВИЩЕННЯ КВАЛІФІКАЦІЇ ТА ПЕРЕПІДГОТОВКИ КАДРІВ
МІНЕКОБЕЗПЕКИ УКРАЇНИ
ОХОРОНА ПОВІТРЯ
курсовий проект
НА ТЕМУ: “РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ АБСОРБЦІЙНОЇ ОЧИСТКИ ПОВІТРЯ ВІД
СПОЛУК АМІАКУ”
СТУДЕНТА ЗАОЧНОГО ВІДДІЛЕННЯ ЗА СПЕЦІАЛЬНІСТЮ "ЕКОЛОГІЯ"
(підпис)
Перевірив
доцент, к.т.н.,
КНЯЗЄВ Ю.В.
м.Київ-2001 р.
ЗМІСТ
Стор.
Вступ.-------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------3
1. Класифікація забруднень біосфери.----------------------------------------
-----------------------------------4
2. Огляд методів очистки газу.----------------------------------------------
-------------------------------------------6
3. Поняття ГДК, джерела забруднення.----------------------------------------
---------------------------------7
4. Вибір та обгрунтування ефективного методу очистки.-----------------------
----------------9
5. Вибір параметрів очистки. Технологічна схема.----------------------------
----------------------10
6. Хімізм методу.-----------------------------------------------------------
------------------------------------------------------11
7. Розрахунок ступеню очистки.----------------------------------------------
---------------------------------------12
8. Раціональне розміщення та локалізація джерел забруднення.----------------
---------13
9. Висновки.----------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------15
Література.------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------17
ВСТУП
Здобуття Україною політичної незалежності заставило з нових позицій
поглянути на вирішення ряду проблем, що постали перед країною, виділивши в
їх числі першочергові завдання.
Охорона навколишнього природного середовища займає серед таких
провідне місце.
Поліпшення стану навколишнього природного середовища та
забезпечення сталого економічного зростання - це взаємопов'язані речі, що
не суперечать одна одній. Більше того, досвід багатьох країн показує, що,
як правило, вирішення екологічних проблем полегшувалось завдяки стабільній
економіці, що забезпечувало можливість виконання довгострокових програм
національного і міждержавного рівнів, а в деяких країнах - структурної
перебудови економіки з переходом від екологічно брудних до екологічно
чистих технологій.
В умовах переходу до ринкової економіки в справі державного
регулювання природокористування і охорони навколишнього середовища
виключно важливе значення має створення відповідних механізмів управління
природокористування, вдосконалення законодавчої бази, нормативних
регламентів, а також вдосконалення діяльності державних природоохоронних
органів.
Екологічна ситуація в Україні, не дивлячись на виконання ряду
природоохоронних заходів, залишається надзвичайно складною. Таке
положення склалося внаслідок волюнтаристського підходу до розміщення і
нарощування промислових потужностей без врахування екологічних
можливостей регіонів, що зумовило надзвичайно велике техногенне
навантаження на навколишнє природне середовище, привело до порушення
екологічної рівноваги, істотної зміни середовища проживання, росту
захворюваності населення, негативних змін флори і фауни.
На території України зосереджені потужні гіганти металургії,
енергетики, хімії, гірничорудної та вугільної промисловості,
машинобудування та інші. На протязі десятиліть не приділялось належної
уваги підвищенню технічного рівня та екологічної безпеки виробництва.
Основні фонди в металургійній та хімічній промисловості зношені на 60—70
відсотків, внаслідок чого часто трапляються аварії, що призводить до
аварійних викидів і скидів шкідливих речовин в навколишнє середовище.
Фінансування і матеріально-технічне забезпечення будівництва
природоохоронних об'єктів і споруд здійснювалось і продовжує здійснюватись
по залишковому принципу.
Дуже гострою в Україні залишається проблема охорони атмосферного
повітря.
Загальні обсяги викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря у
1997 році склали від стаціонарних джерел 4533,2 тис. тонн. В порівнянні з
1996
роком викиди шкідливих речовин зменшились від стаціонарних джерел на 227,2
тис. тонн (4,8%).
Слід мати на увазі, що викиди залізничного, авіаційного морського і
річкового транспорту та сільгоспмашин і механізмів по діючій статистичної
звітності взагалі не враховуються.
Зменшення викидів забруднюючих речовин у повітряний басейн України
сталося, в основному, за рахунок скорочення обсягів виробництва промислової
продукції та електроенергії.
Незважаючи на те, що в останні роки викиди забруднюючих речовин в
атмосферне повітря постійно знижуються рівні забруднення повітря
залишаються досить високими, а в деяких містах навіть збільшуються (міста
Алчевськ, Дніпропетровськ, Донецьк, Житомир, Івано-Франківськ, Ізмаїл,
Керч, Київ, Краматорськ, Луганськ, Миколаїв, Одеса, Полтава, Рубіжне,
Ужгород, Черкаси, Костянтинівка).
В забрудненні атмосфери в Україні вагомим є трансграничний перенос
шкідливих речовин.
Деформована вольовими рішеннями колишнього центру галузева структура
призвела до того, що за сукупним ' антропогенним впливом на навколишнє
природне середовище Донецьке-Придніпровський промисловий регіон посідає
одне з перших місць у Європі.
Забруднення навколишнього середовища в містах Запоріжжя і
Маріуполь досягло такого рівня, збереження якого неминуче призведе до
серйозних фізичних наслідків для здоров'я населення. У місті
Дніпродзержинську патологічних змін у крові дітей і дорослих в 3 рази
більше, ніж у середньому по Україні.
1. Класифікація забруднень біосфери Структура та основні
забруднювачі атмосфери
Антропогенному забрудненню піддана вся біосфера: і атмосфера, і
гідросфера, і літосфера. Основними джерелами забруднення є енергетика,
промисловість, транспорт, сільське господарство та інші види господарської
діяльності людини. Масштаби антропогенного забруднення біосфери дуже
великі, і спостерігається тенденція їх росту.
В атмосферу викидається величезна кількість твердих часток у вигляді
пилу, пару та газів. Степінь їх шкідливості різноманітна і залежить від
хімічного складу, фізичних властивостей, умов розповсюдження в атмосфері і
від багатьох інших факторів. Найбільшими забруднювачами атмосфери є теплові
електростанції, підприємства чорної та кольорової металургії, виробництво
будівельних матеріалів, транспорт. Щорічно в атмосферу Землі від
антропогенних джерел поступає приблизно 250 млн. т пилу, 200 млн. т оксиду
вуглецю, 50 млн. т різноманітних вуглеводнів, 150 млн. т діоксиду сірки, 50
млн. т оксидів азоту [1]. Більша частина цих речовин утворюється при
процесах горіння звичайних органічних палив. В порівнянні з масою всієї
атмосфери Землі ці цифри можуть показатись незначними, так як складають
менше однієї десяти тисячної долі процента. Однак, проходить постійне
накопичення забруднень, а деякі із них шкідливі навіть при малих
концентраціях, розповсюдження їх нерівномірне по поверхні Землі, і в ряді
місць вже зараз досягнуті недопустимі концентрації.
В атмосфері постійно присутні пил природного та антропогенного
походження - по орієнтовній оцінці пилові викиди тільки систем вентиляції
перевищують 1 млн. т в рік. Вміст пилу в повітрі (мг/м3) в середньому
визначається наступними: в чистому повітрі сільської місцевості — до 0,15
мг/м3 житлові райони промислових міст — до 0,5 мг/м3 і індустріальні — до 1
мг/м3 території промислових підприємств - 1...З мг/м3 і в окремих випадках
— більше 3 мг/м3. В пустинних та напівпустинних районах з малозв'язаними
піщаними грунтами запиленість повітря в сільських та міських районах під
час пилових ураганів досягає 10 мг/м3 і більше [1].
Джерелом антропогенного забруднення біосфери є неутилізовані відходи
різноманітних виробництв, які утворюються в результаті обміну речовин і
енергії сучасних промислових підприємств із навколишнім природним
середовищем. Класифікація показує, що всі забруднення можуть бути об'єднані
в дві основні групи: матеріальні та енергетичні.
До матеріальних забруднень відносяться неутилізовані хімічні інертні
відходи виробництва (механічні забруднення) і всі хімічно активні сполуки
та елементи, які попадають в біосферу та вступають у взаємодію з її
компонентами (хімічні забруднення). В основу класифікації матеріальних
забруднень покладено Їх агрегатний стан, токсичність та їх вплив на живі
організми.
По характеру дії на живі організми забруднення ділять на п'ять груп:
1) загальносоматичні, які викликають отруєння всього організму (оксид
вуглецю, ціанисті сполуки, свинець, ртуть, бензол, миш'як та його сполуки
та інші);
2) дратівливої дії, які викликають подразнення органів дихання та слизисті
оболонки (хлор, аміак, сірчаний газ, фтористий водень, оксиди азоту, озон,
ацетон та інші);
3) сенсибілізуючі, які діють як алергени (формальдегід, різноманітні
розчинники та лаки на основі нітросполук та інші);
4) канцерогенні, які викликають злоякісні пухлини (3, 4-бензапірен, нікель
та його сполуки, аміни, оксиди хрому, азбест, радон та інші);
5) мутагенні, які приводять до змін спадкової інформації (свинець,
марганець, радій, уран та інші).
Хімічно інертні (нетоксичні) забруднення, проникаючи в живі організми,
при відповідних концентраціях, вони можуть викликати подразнення та
накопичуватись в дихальних шляхах, так як вони мають погану розчинність в
біологічних середовищах. В основному це пил металів та їх оксидів (чавун,
сталь, алюміній), пластмас, деревини, скляних та мінеральних волокон, а
також карборунді сполуки та інші).
Енергетичні забруднення включають промислові теплові викиди, а також
всі види опромінень та полів, які впливають на природне середовище (фізичні
забруднення). Одна із особливостей енергетичних забруднень — обмеженість
сфери їх активної дії. Так, якщо матеріальні забруднення в атмосфері чи
гідросфері можуть розповсюджуватись на значні відстані від джерела їх
утворення, то зона активної дії опромінень та полів невелика. Другою
особливістю енергетичних забруднень, на відміну від матеріальних, є те, що
вони в своїй більшості (за виключенням теплових та іонізуючих
випромінювань) виявляють шкідливий вплив на біосферу лише під час їх
виробництва і не акумулюються в природі. Тому енергетичні забруднення
діляться на акумулюючі та неакумулюючі. В класифікації не показані
біологічні забруднення, до яких відносяться всі види організмів, які
появились в результаті діяльності людини і які наносять шкоду йому самому
та живій природі. Це пояснюється тим, що в умовах підприємств
автомобілебудування, металообробки, приладобудування, кораблебудування та
при експлуатації судових силових установок вони не утворюються і практично
відсутні.
Основними джерелами забруднення атмосфери є сталеливарні і
чавуноливарні агрегати (при роботі яких викидаються в атмосферу оксиди
вуглецю, азоту, сірки, пилу), нагрівальні печі, які працюють на рідкому та
газоподібному паливі (пари, масла, аміак, ціанистий водень, пил), прокатні
стани (пари кислот і масел, пил), зварювальні агрегати (аерозолі та
шкідливі гази), травильні і гальванічні ванни, станки для обробки металу
(металева і абразивна пилюка, тумани масел і емульсій), апарати нанесення
покриттів (пари розчинників і аерозолі) та інші [2].Концентрація шкідливих
речовин в вентиляційних викидах порівняно невелика, але об'єми
вентиляційного повітря великі і тому в цілому кількість шкідливих речовин,
які поступають в атмосферу залишається значною.
2. Огляд методів очистки газів
Підприємства, установи та організації, діяльність яких пов'язана з
викидами забруднюючих речовин в атмосферу, незалежно від часу введення їх в
експлуатацію, повинні бути обладнані спорудами, обладнанням та приладами
для очистки викидів в атмосферу та засобами контролю за кількістю та
складом забруднюючих речовин, які викидаються в атмосферу [4].
Очистка здійснюється за допомогою спеціальних газоочисних установок,
які складаються із одного чи декількох газоочисних апаратів, допоміжного
обладнання і комунікацій, які служать для уловлювання із вихідних газів та
вентиляційного повітря шкідливих домішок.
Газоочисним апаратом називається елемент газоочисної установки, в
якому здійснюється один із процесів уловлення твердих, рідких чи
газоподібних речовин.
У відповідності з Правилами технічної експлуатації газоочисних та
пиловловлюючих установок всі апарати за методами очистки ділять на шість
груп(табл.2.1).
Таблиця
2.1
Класифікація газоочисних апаратів
|Код|Назва групи газоочисних апаратів |Типи апаратів |
|гру| | |
|пи | | |
|1 |Суха інерційна очистка газів від пилу |Гравітаційні |
| | |Інерційні |
| | |Центробіжні |
|2 |Мокра очистка газів від пилу, рідких та |Пустотілі |
| |газоподібних | |
| |Домішок |Насадочні |
| | |Барботажно-пінні |
| | |Ударно-инерційні |
| | |Центробіжні |
| | |Турбулентні |
| | |Зернисті |
|3 |Очистка газів методом фільтрації від пилу |Волокнисті |
| |(туману) | |
| | |Тканинні |
| | |Однозональні |
|4 |Електрична очистка газів від пилу та туману |Двохзональні |
| | |Електромагнітні |
| | |Абсорбційні |
|5 |Хімічна очистка газів від газоподібних домішок |Адсорбційні |
| | |Хемосорбційні |
| | |Термічні |
|6 |Термічна та термокаталітична очистка газів від |Каталітичні |
| |Газоподібних домішок | |
3. Поняття ГДК, джерела забруднення
Гранично допустима концентрація забруднюючих речовин (ГДК) — це
максимальна маса шкідливої речовини в одиниці об'єму (мг/м3) окремих
складових біосфери, періодичне чи постійне цілодобова дія якої (прямо чи
через екологічні системи) на організм людей, тварин та рослин не викликає
ніяких відхилень в нормальну їх функціонуванні протягом всього життя даного
та наступних поколінь [1].
ГДК є єдиними для всієї території країни і на даний момент вони
затверджені Мінздравом для більше як 200 шкідливих речовин, забруднюючих
атмосферне повітря населених пунктів.
Всі шкідливі речовини по степені шкідливого впливу на людину діляться
на чотири класи:
1 — особливо шкідливі;
2 — високо шкідливі;
3 — помірно шкідливі;
4 — мало шкідливі.
Чим шкідливіші речовини, тим складніші, масштабніші та значніші
зусилля по охороні атмосферного повітря. Для кожної речовини, забруднюючої
атмосферне повітря, на Україні встановлені два нормативи: максимальна
разова та середньодобова ГДК.
Максимальна разова ГДК встановлюється для попередження рефлекторних
реакцій у людини через подразнення рецепторів органів дихання (сприйняття
неприємних запахів, чхання, алергічні явища, зміна біоелектричної
активності головного мозку, світової чуттєвості очей та інше) при
короткочасній дії (до 20 хв.) атмосферних забруднень. У зв'язку з тим, що
концентрації забруднень в атмосферному повітрі не постійні в часі і
змінюються в залежності від метеорологічних умов, рельєфу місцевості,
характеру викиду, виду і інтенсивності забудови та інших причин, разові
проби, у відповідності з вимогами стандартів повинні відбиратись регулярно
декілька раз на добу протягом короткого проміжку часу (20...30 хв.).
Найвищі значення вмісту забруднюючих домішок в атмосферному повітрі, які
отримані при аналізі багаточисельних відібраних проб, називають
максимальною разовою концентрацією.
Середньодобова ГДК встановлюється для попередження загальнотоксичної,
канцерогенної, мутагенної та іншої прямої чи побічної шкідливої дії на
людину в умовах тривалого довгого цілодобового вдихання. Середньодобова
концентрація визначається як середньоарифметичне значення разових
концентрацій, для яких вказаний термін часу відбору, чи як середній вміст
шкідливих домішок в пробах атмосферного повітря, які відбираються протягом
24 годин без перерви чи з рівними інтервалами між відборами. Відбір проб
регламентується ГОСТ 17.2.6.01—86. Найбільша концентрація кожної шкідливої
речовини в приземному шарі не повинна перевищувати максимальну разову ГДК.
При одночасній наявності в атмосферному повітрі декількох речовин, які
мають властивість сумації дії, їх загальна концентрація повинна
задовольняти умові:
С1/ГДК1 + С2/ГДК2+ . .. + Си/ГДКи < 1,
де С1, С2.., Си — фактичні концентрації шкідливих речовин в
атмосферному повітрі при відборі проб в одній і тій же точці місцевості,
мг/м3;
ГДК1, ГДК2,..,, ГДКи — гранично допустимі концентрації шкідливих
речовин в атмосферному повітрі, мг/м3.
Ефект сумації дії шкідливих речовин мають, наприклад, сірчаний
ангідрид та діоксид азоту; оксид вуглецю та діоксид азоту; формальдегід та
гексан; ацетон і фенол; валеріанова, капронова та масляна кислоти; аерозолі
п’ятиокису ванадію і оксидів марганцю та інші.
Характеристика забруднювача Аміак (NНз)
"Благородний газ", запах чути навіть при малих концентраціях.
Легкий газ (17 г/моль). Якщо врахувати, що середня молярна маса
повітря складає 29 г/моль, то відносна концентрація аміаку по повітрю
дорівнює 17 : 29=0,59.
Аміак добре розчиняється у воді (в 1 об'ємі води розчиняється 750
об'ємів
аміаку).
По характеру дії на живі організми аміак відноситься до подразнюючих
речовин (він викликає подразнення органів дихання та слизових оболонок).
Максимально разова ГДК 0,2 мг/м3, середньодобова ГДК 0,04 мг/м3, ГДК
робочої зони 20 мг/м3. Клас шкідливості - IV.
Основними джерелами забруднення атмосфери аміаком є:
- Азотна промисловість;
- Содова промисловість (аміачний спосіб отримання соди);
- Нагрівальні печі, які працюють на рідкому та газоподібному паливі (пари,
масла, аміак, ціаністий водень, пил) машинобудівні підприємства.
Використовують аміак при виробництві аміачних добрив, азотної кислоти, в
медицині для
|
