Лекция4: Техническое загрязнение окружающей среды

1. Санитарно-гигиенические требования при проектировании и эксплуатации предприятий.

2. Санитарно-защитная зона.

1. При проектировании и эксплуатации предприятий с целью предотвращения загрязнения окружающей среды обращают внимания на мало- или безотходные технологические процессы, а так же предусматриваются улавливание, обезвреживание обеззараживание и утилизацию отходов производства. Запрещается выброс в атмосферный воздух населенных мест вредных веществ, на которые не установлены ПДК или ОБУВ.

В соответствии с требование экологического кодекса РК нельзя размещать промышленные предприятия на том месте, где фоновые концентрация вредных веществ в атмосфере воздуха достигают нормативные пределы. На таких территориях населенных мест запрещаются увеличивать производительность технологических агрегатов, приводящая к увеличению загрязнения атмосферного воздуха.

Химические предприятия должны располагаться с подветренной стороны по отношению к населенным пунктам. При выборе площадки учитывается уровень грунтовых вод, рельеф местности, то есть предприятие не должно располагаться на территории, не обеспеченных естественным проветриванием.

2.Для объектов, являющихся источниками загрязнения атмосферного воздуха должна быть организована санитарно-защитная зона(СЗЗ), ширина которой определяется категорией опасности размещаемого производства. Достаточность ширины санитарно-защитной зоны должна быть подтверждена расчетами прогнозируемых уровней загрязнения.

В зависимости от характера и количества выбросов установлено 5 классов предприятий с шириной СЗЗ от 1000м до 50м.

В соответствии с санитарной классификацией предприятий устанавливаются следующие размеры СЗЗ: I-1000м., II-500м., III-300м., IV-100м., V-50м.

При выбросе площадки и для строительства предприятия размер и конфигурация границ СЗЗ необходимо корректировать по формуле: L=L₀*(P/P₀), где L-определяемая величина санитарного разрыва , м; L₀=величина зоны в соответствии с санитарным классом, м; P-повторяемость ветра на местности, %; P₀ –средняя повторяемость ветра при круговой разе ветров: P₀=12,5%

Лекция 5.Загрязнение атмосферы при эксплуатации объектов. Принципы работы газоочистных устройства.

1 При организации любого производства, в особенности мало-и-безотходных производства необходимой стадией является санитарная и промышленная очистка газовоздушных выбросов.

Очистка промышленных газов осуществляется с целью снижения валовых выбросов вредных веществ в атмосферу. Для предотвращения загрязнения атмосферы выбросами нефтяных испарений необходимо перерабатывать или утилизировать в нефтяные остатки. Радикальным методомснижения выбросов факельных систем является прекращение сжигания газов на факелах. Для этого необходимо тщательно регулировать работу технологического оборудования и создавать резервные емкости для сбора факельного газа с последующей переработкой его или сжиганием в котлах ТЭЦ и технологических печах. В зависимости от метода очистки газоочистные аппараты подразделяются на 7 групп :

1. Сухие механические пылеуловители (гравитационные, инерционные, центробежные)

2. мокрые пылеуловители (скрубберы полые, насадочные, труба вентури)

3. промышленные фильтры (рукавные металлокерамические и т.д.)

4. электрические пылеуловители (сухие и мокрые электрофильтры)

5. аппараты сорбционной очистки газа(адсорберы, абсорберы)

6. аппараты термической очистки газа ( печи сжигания)

7. аппараты других методов очистки газа.

Для определения эффективности работы газоочистного оборудования применяют выражения:

Выбор типа пылеуловителя обусловлен степенью запыленности газа, дисперсностью частиц и требованиям к степени очистки газа.

В гравитационном оборудовании отделение взвешенных частиц от газа осуществляется преимущественно под действием силы тяжести. Устройства для гравитационной очистки просты по конструкции, но пригодны главным образом для грубой предварительной очистки газов. Наиболее простыми являются пылеосадительные камеры. Они применяются для предварительной очистки газов от крупной пыли (размером частиц 100 мкм и более) и одновременно для охлаждения газа. Камера представляет собой пустотелый или полками короб прямоугольного сечения с бункером внизу для сбора пыли.

Площадь сечения камеры значительно больше подводящих газоходов, вследствие чего газовый поток движется в камере замедленно – около 0,5 м/сек и пыль оседает.

Достоинствами пылеосадительной камеры является то, что она имеет низкое аэродинамическое сопротивление, проста и выгодна в эксплуатации. Недостатками являются – громоздкость и низкая степень очистки. Эффективность камеры можно довести с 40 – 50 % до 80%, если сделать внутри камеры перегородки. Эффект улучшения пылеосаждения достигается за счет увеличения пребывания газов в камере.

В промышленности более широко применяются инерционные пылеуловители. В этих аппаратах за счет резкого изменения направления газового потока частицы пыли по инерции ударяются об отражательную поверхность и выпадает на коническое днище пылеуловителя. Наиболее простые из пылеуловителей этого типа – пылевые коллектора. Они также задерживают только крупные фракции пыли и степень очистки составляет 50-70 %

Широко распространенными устройствами для очистки газов являются циклоны, действие которых основано на использование центробежной силы. В циклон пылегазовая смесь

Поступает тангенциально через штуцер и приобретает направленное движение вниз по спирали. При этом частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке циклона, опускаются в приемном бункере. Из бункера пыль периодически выгружается через затвор, называемой мигалкой.

Для нормальной работы циклона подача в него газа должна осуществляться со скоростью не менее 20 м/сек. Поэтому для получения возможности снижения скорости подаваемого газа, используют спаренные циклоны. При этом без потери эффективности очистки газа можно снизить скорость подачи газов до 5 м/сек. Такие установки называют батарейными циклонами. Такие циклоны обеспечивают очистку газов до 85-90%, при крупности пылей ниже 5 мкм. К недостаткам циклонов относится сравнительно высокое аэродинамическое сопротивление (400-700 Па) значительный абразивный износ стенок аппарата, вероятность вторичного уноса осевшей пыли. Преимуществом установки является высокая эффективность очистки газа при мелкой дисперсности пыли и простая конструкция.

В тех случаях, когда допустимо увлажнение очищаемого газа применяют способ мокрой очистки газов. Мокрые пылеуловители отличаются от сухих более высокой эффективностью за счет очистки газов от других примесей.

Наиболее простыми и распространенными аппаратами для очистки газов являются полые и насадочные скрубберы. Они представляют собой вертикальные цилиндрические колонны, в нижнюю часть которых вводится запыленный газ, а сверху через форсунки подают распыленную жидкость. Очищенный газ отводится из верхней части аппарата, а вода с уловленной пылью в виде шлама собирается внизу скруббера. Степень очистки газа от пыли размером более 5 мкм, может составлять более 90%.

Наиболее высокие результаты очистки достигаются при использовании форсунок грубого распыла, образующих капли диаметром 0,5-1мм, а скорость подаваемого газа не должна превышать 1,0-1,2м/с.

Для полых скрубберов плотность орошения составляет 5-10м³/м²*час, гидравлическое сопротивление – 250 Па.

Гидравлическое сопротивление насадочного скруббера, в зависимости от скорости газа (0,8-1,25м/с), плотности орошения, высоты насадки и др находится в пределах 300-800Па.

В трубе Вентури запыленный газ через конфузор подается в узкую горловину.

1-диффузор

2-горловина

3-конфузор

4-сепаратор

В горловине трубы вентури скорость потока возрастает до 30-200м/с. За счет эффективного увлажнения частиц пыли ее дисперсная часть, размером свыше 10мкм полностью улавливается.

Эти аппараты предназначены для очистки газов с температурой не более 400 ⁰С. При этом концентрация в газовом потоке не должна превышать 30 г/м³, а концентрация шлама в оборотной воде не должна быть свыше 500мг/л при максимальном размере взвешанных частиц до 0,5мм.

К недостаткам мокрой очистки газов является большой расход воды, сложность выделения условленной пыли из шлама возможность коррозии аппарата при улавливании агрессивных газов. Кроме того, при мокрой очистке газов расходуются значительное количество энергии на расплавление воды ее подачу.

Фильтрация – представляет радикальное решение проблемы очистки газов от твердых примесей. Фильтрация газов обеспечивает степень очистки 99-99,9% при умеренных капитальных и эксплуатационных затратах.

Фильтрами называются устройства, в которых запыленный воздух пропускается через пористые материалы, способные задерживать или осаждать пыль.

В промышленных условиях применяют тканевые фильтры. С течением времени слои пыли на фильтрующих материалах уплотняются, поэтому пыль приходится удалять встряхиванием фильтрующего материала, обратной продувкой фильтрующего материала.

На практике наибольшее распространение получили тканевые рукавные фильтры.

1 – клапан, 2- клапан, 3- встряхивающее устройство, 4- коллектор, 5 – рама, 6 – фильтрующие рукава, 7- бункер, 8 – пыль, 9 – шнек.

Недостатками рукавных фильтров является трудоемкость ухода за тканью рукавов, давление обработкой продувки – 0,6МПа.