Ochistka ventilyatsionnykh vybrosov

1. Атмосфера. Ее строение и состав.
Атмосфера – газовая оболочка Земли, состоящая в основном из газов и различных примесей (пыль,
капли воды, кристаллы льда, морские соли и продукты горения). Ее масса 5,2*1021т. Масса
СО2=2,4*109т. Масса О2=1,2*1015т. Атмосфера состоит на 78% из азота, 21% - кислород и 1% - др
газы (диоксид азота, оксид серы, аммиак, углеводород).
Земля образовалась 4,5 млрд. лет назад, первичная атмосфера состояла из водорода и гелия.
После формирования Земли началась вулканическая деятельность, начали образовываться
углеводороды, водяные пары, аммиак (это вторичная атмосфера). Под воздействием УФ излучения,
грозы уменьш. содержание Н2 и увеличение содержание N2, СО2 (третичная атмосфера). С
образованием первых форм жизни, под действием фотосинтеза началось формирование кислорода
(четвертичная атмосфера).
Строение. 1) тропосфера – нижний слой, около 10-12 км над полюсами, 16-18 км над экватором.
При повышении на 1 км t понижается на 6⁰С. В ней есть приземный слой около 100м, где
формируются основные параметры погоды.
1 стратосфера – слой атмосфера, располагающийся на высоте от 10-15 примерно до 50..60км. 1-я
половина слоя – повышение температуры до 0 ⁰С (20-30км), и такая температура сохраняется до
стратопаузы. Отличительная особенность стратосферы – озоновый слой – защищает жизнь на
Земле от ультрафиолета, расположен на высоте 20-22 км (толщина – несколько сотен метров)
2 мезосфера – от 50-60км до 80-90 км, t понижается до -90…-100⁰С, верхней границей мезосферы
является мезопауза.
3 Ионосфера – зона рассеяния, внешняя часть атмосферы. Выше 100 км (до 1300 – 1500 км).
Температура повышается до 1000-1500⁰С. За счет воздействия солнечной радиации и
разреженности здесь – ионы газов с высокой температурой.
2. Источники загрязнения атмосферы.
Источники на естественные, искусственные. Естественные связаны с жизнедеятельностью
планеты (лесные пожары, пылевые бури, выветривание, космическая пыль 40 тыс т ежедневно).
Искусственные источники разделяются на:
1 точечные стационарные: дымовые трубы теплоэлектростанций, отоп котельных, печей,
сушилок, вентиляционные трубы предприятий и т.п;
2 мобильные: выхлопные трубы авто, тепловозов, самолетов;
3 линейные: дороги, улицы, ж/д, по которым систематически движется транспорт.
4 площадные: вентиляционные фонари, окна, двери, неплотности оборудования, зданий, через
которые примеси могут поступать в атмосферу.
Также источники делятся на источники выбросов(трубы, шахты, дыхательные клапаны
резервуаров), источники выделений (технологические установки, аппараты, очистные сооружения).
По режиму работы источники делятся на постоянные, периодические и смешанные.
Выбросы промышленных предприятий м.б. организованные (осуществляются с помощью
специальных сооружений – газоходов и труб) и неорганизованные – в результате нарушения
герметичности оборудования, неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа.
По состоянию (агрегатному): газообразные, парообразные, жидкие, твердые, смешанные.
Экологические проблемы сохранения атмосферы
Существует 4 основные проблемы в сохранении атмосферного воздуха.
1проблема сохранения озонового слоя. В верхних слоях атмосферы тончайший слой, так
называемый озоновый экран, молекулы озона защищают всё живое на земле от губительного
солнечного ультрафиолетового излучения. В настоящее время отмечено образование озоновых дыр
над антарктидой , европой, азиатским континентом. Наблюдения за состоянием озонового слоя над
территорией Беларуси провод национальный научно-исследовательский центр мониторинга
озоносферы бгу. На структуру озонового влияют различные хим соединения, в частности фреоны.
Почти все кол-во произведенного в мире френа в конечном итоге поднимается в верхние слои и
раслагается, также тревогу вызывают продукты неполного сгорания, которые выбрасываются
3.
реактивными двигателями самолётов.1987 – Монреаль – подписан межправительственный договор
по климату, где предусматривается постепенное снижение выбросов фреонов и др. загрязнителей.
2проблема кислотных дождей. В результате сжигания ископаемого топлива в атмосферу
земли поступают соединения азота, серы, хлора, они образуют кислоты различной концентрации.
Впервые они пошли в Лондоне в 19в. (это последствие промышленной революции). В
Великобритании часто влажность 100%, безветренная погода, выбросы от сжигания угля дают смог.
Это приносит вред не только человеку, также дает ожоги листьев, коры, корней, загрязнение почвы.
В основном такой эффект дают оксиды серы, азота, углерода – при реакции с водой образуют
кислоты. Также страдают травоядные животные, стоячие водоемы, рыба в них. Первыми жертвами
кислотных дождей стали водоёмы – озера и реки. Особенно постарадли озера Скандинавии.
3парниковый эффект: СО2 (скапливается в понижениях), оксиды азота, метан, водяные
пары. СО2 – продукт жизнедеятельности живых организмов, выбросы предприятий, автотранспорта
и др. Метан – выбрасывается в основном за счет городских свалок (в РБ), а в общем по миру – при
рисоводстве (из-за затопления больших площадей и брожения в слое воды), также от болот,
скотоводства и специфических бактерий.
Среднегодовая температура – около 15⁰С., содержание СО2 в атмосфере 0,034%, по измерениям
1956г - 0,028%.
1984г – Кедосский протокол – страны обязывались сокращать количество выбросов
парниковых газов, США и Япония – не поддержали.
При нынешних темпах использования угля и нефти в ближайшие 50 лет прогнозируется
повышение среднегодовой темп на планете в пределах от 1,5 град вблизи экватора и до 5 град в
высоких широтах. Уровень воды в океаназ может подняться на 1-2 м за счёт таяния полярных льдов ,
затопления обширных прибрежных территорий, что станет большой трагедии.
4- проблема общего загрязнения атмосферы промышленными выбросами
а) механические загрязнители: выбросы производств (зола, сажа, продукты сгорания нефти,
резины);
б) химические загрязнители: газообразные вещества, которые могут вступать в химическую
реакцию;
в) радиоактивные загрязнители: аварии на АЭС, от отходов ядерного производства.
4 Характеристика основных загрязняющих атмосферу веществ (пыль, CO2, CO, SO2, NOx).
На первом месте по количеству выбросов стоит выброс оксидов углерода – 50%. Оксид
углерода (угарный газ СО) – бесцветный газ без запаха. Высокотоксичное вещество, I класс
опасности. Выбрасывается при горении всех топлив. Образуется в результате неполного сгорания
углерода в условиях недостатка кислорода (литейные, термические, кузнечные цеха; котельные;
выхлопные газы автомашин, тракторов). Через легкие СО проникает в кровь, вступает в реакцию с
гемоглобином, нарушая снабжение организма диоксида кислородом. Один из основных
компонентов, вызывающих парниковый эффект.
На втором месте – пыль. По количеству выбросов составляет 18-20% общего количества
загрязняющих веществ. Пыль может образовываться в результате природных процессов (пожары,
вулканы, пыльные бури) и в результате деятельности человека (автомашины, производства). Пыль
очень разнообразна по химическому составу, по форме и размерам частиц. Причиняет вред
человеческому организму в результате механического воздействия (повреждение органов дыхания
острыми кромками), химического (отравление ядовитой пылью), бактериологического воздействия
болезнетворных организмов. Обозначение мелкодисперсной пыли например ТЧ 2,5 и ТЧ 10 –
твердые частицы 2,5 и 10 мкн. Наиболее тяжелые последствия вызывает вдыхание пыли,
содержащей оксид кремния SiO2 – наступает силикоз (болезнь легких), а воздействие пыли на
органы зрения вызывает конъюктивиты. Пыль оказывает неблагоприятное воздействие на приборы,
вызывая их ускоренный износ, может привести к авариям. Органическая пыль, например мучная,
может быть питательной средой для микроорганизмов, в.т. болезнетворных. Многие пыли образуют
взрывоопасные смеси.
3-е место - диоксид серы SO2. Бесцветный газ с острым запахом. Встречается при сжигании
топлива, содержащего серу, при производстве серной кислоты, в кожевенном производстве. В
организм проникает через дыхательные пути и оказывает сильное раздражающее действие, при
сильных концентрациях – отек легких и потерю сознания.
Оксиды азота. Специфика их такова, что в них может быть разное содержание кислорода, т.к.
азот – многовалентный элемент. Оксиды азота очень распространены. Образуются при сжигании
топлива, при производстве удобрений и азотной кислоты, при взрывных работах. Оксиды азота
поступают в организм через дыхательные пути, раздражая слизистые оболочки. При больших
концентрациях наступает удушье.
Сероводород H2S – бесцветный газ с запахом тухлых яиц. Горит с образованием воды и
диоксида серы. Образовывается при добыче нефти и ее переработке, в кожевенной промышленности,
в свеклосахарном производстве, на фабрика искусственного шелка. Обладает высокой токсичностью,
поражает ЦНС (центральная нервная система) и нарушает кровоснабжение организма.
Ароматические углеводороды поступают в атмосферу при переработке нефти, при
коксохимической переработке, при сжигании топлива. Негативно воздействует на ЦНС и
кроветворные органы. Являются соединениями II и III класса опасности.
Цианиды. Цианистая (синильная) кислота и ее соли. Бесцветная жидкость с запахом горького
миндаля. Образуется в производстве каучука, синтетического волокна, органического стекла.
Применяют цианиды натрия и калия при покрытии металлов медью, латунью и золотом и в
фармакологическом производстве. Поступают в организм через органы дыхания, нарушают
кровообращение и снабжение организма кислородом. Кислота и ее соединения высокотоксичные.
5. Характеристика основных металлов, загрязняющих атмосферу (свинец, цинк, ртуть, хром,
марганец, никель).
Свинец. Используется в производстве аккумуляторов, дроби, свинцовых стойких красок
(используются на судостроительных заводах). Поступает в организм через дыхательные пути и
пищеварительный тракт. Особенность: накапливается в различных органах и его выведение
происходит в течение длительного времени.
Ртуть. Применяется в производстве в чистом виде и в виде соединений: в измерительных
приборах, в ртутных выпрямителях. Применяют ртуть при получении золота из руды. Все
соединения ядовиты. При комнатной температуре ртуть испаряется, поступая через дыхательную
систему в организм человека. Поражает ЦНС, желудочно-кишечный тракт, почки, накапливается в
организме. I класс опасности.
Марганец. В основном выделение происходит при производстве стали, в стекольной и
химической промышленности. Поступает в организм через желудочно-кишечный тракт и
воздействует на ЦНС.
Цинк. Вредным веществом является оксид цинка. Образуется при изготовлении т.н. цинковых
белил, при переработке латуни. Поступает в организм через дыхательные пути, вызывает лихорадку.
Хром применяется в металлургии, в химической, кожевенной, текстильной промышленности.
Поступает через дыхательные пути. Жидкие соединения могут всасываться через кожу. Поражают
слизистую органов дыхания, желудочно-кишечный тракт, вызывают язвы кожного покрова.
Никель используется в сплавах с железом, медью, как катализатор, при никелировании
металлических изделий в гальваническом производстве. Попадает через дыхательные пути в виде
пыли. Вызывает поражение органов дыхания и кожного покрова.
6.
Валовые выбросы в атмосферу на территории РБ.
По всей территории РБ выбрасывается 1,6 млн т в год. В Минской области 300 тыс. т в год, из них
250 тыс. т в Минске. Витебская и Гомельская области выбрасывают по 250 тыс. т в год каждая.
900 тыс. т оксид углерода, 350 тыс. т углеводороды, 180 тыс. т оксиды азота.
1,2 млн т (85%) от мобильных источников: 90% оксида углерода (более 800 тыс. т),
углеводороды 250 тыс. т, оксиды азота 116 тыс. т. По областям: Минская 230 тыс. т (Минск 210 тыс.
т), Брестская 180 тыс. т.
Выбросы от стационарных источников по городам: Новополоцк 60 тыс. т, Минск 40 тыс. т.
По веществам: оксид углерода: Минская область 17 тыс. т (13 тыс. т Минск), Гомельская область 15
тыс. т.; твердые вещества: Минская область 10 тыс. т (Минск 3,5 тыс. т), Витебская область 8 тыс.т.;
диоксид серы: Витебская область 25 тыс. т (Новополоцк 18 тыс. т); оксиды азота: Витебская область
17 тыс. т (Новополоцк 10 тыс. т).
По отраслям: промышленность 70%, ЖКХ 15%, транспорт и связь 8%.
Энергетика: оксиды азота, углерода и серы, бензаперен. Химическая: оксиды углерода, аммиак,
сероводород. Нефтехимическая: оксиды азота, углерода и серы, углеводороды. Металлургия и
коксохимия: оксиды азота и серы, аммиак, органические вещества, бензапирен. Пищевая: аммиак,
сероводород, многокомпонентные смеси органических соединений. Промышленность строительных
материалов: соединения углерода, органические соединения. Пыль характерна для всех предприятий.
7. Выбросы в атмосферу от стационарных источников.
Форма№1 ОС «Воздух» - отчетность о выбросах (ранее называлась Форма 2-ос «Воздух») - для
организаций с выбросами загрязнений более 1кг в год. Эта отчетность направляется в комитет по
статистике и выходит ежегодный справочник по выбросам загрязнений за год, обычно в апреле-мае
месяце. В соответствии с законом об охране атмосферного воздуха, министерство по охране
окружающей среды может всех проверить. В результате – наложение штрафов и обязательных
платежей в природоохранный фонд для проштрафившихся организаций.
Выбросы от стационарных источников по городам: Новополоцк 60 тыс. т, Минск 40 тыс. т.
По веществам: оксид углерода: Минская область 17 тыс. т (13 тыс. т Минск), Гомельская
область 15 тыс. т.; твердые вещества: Минская область 10 тыс. т (Минск 3,5 тыс. т), Витебская
область 8 тыс.т.; диоксид серы: Витебская область 25 тыс. т (Новополоцк 18 тыс. т); оксиды азота:
Витебская область 17 тыс. т (Новополоцк 10 тыс. т).
По отраслям: промышленность 70%, ЖКХ 15%, транспорт и связь 8%.
Энергетика: оксиды азота, углерода и серы, бензаперен. Химическая: оксиды углерода, аммиак,
сероводород. Нефтехимическая: оксиды азота, углерода и серы, углеводороды. Металлургия и
коксохимия: оксиды азота и серы, аммиак, органические вещества, бензапирен. Пищевая: аммиак,
сероводород, многокомпонентные смеси органических соединений. Промышленность строительных
материалов: соединения углерода, органические соединения. Пыль характерна для всех предприятий
8. Выбросы предприятий энергетического комплекса.
Для охлаждения на Белозерской ГРЭС используется вода озера Белое. По размерам это
небольшое озеро, поэтому влияние ГРЭС очень ощутимо – сильно повышается температура воды в
озере. В этих условиях очень сильно развивается водная растительность и микрофлора (водоросли).
Озеро зарастает, превращаясь в болото. Для сохранения равновесия в 70-е года были созданы
рыбхозы, в которые завезли толстолобиков и Амуров.
Теплоэнергетика непосредственно связана со сжиганием топлив. В процессе сжигания
образуются продукты сгорания, которые попадают в атмосферу. В зависимости от вида топлива, в
уходящих газах содержатся разные загрязняющие вещества, которые по-разному воздействуют на
экосистему. Например, при сжигании твердых топлив – углей, торфа, дров – образуется зола,
состоящая из несгоревших или не сгорающих остатков топлива. Это приводит к увеличению
запыленности атмосферы и оказывает вредное влияние органы дыхания животных и растений,
приводит к образованию смога. При сжигании жидких топлив (мазута) выделяются оксиды серы,
которые являются опасными при вдыхании.
Также при горении всех топлив выделяются диоксид углерода и оксид углерода. Диоксид
углерода СО2 является так называемым парниковым газом. Это значит, что при накоплении его в
атмосфере уменьшается ее возможность отдавать теплоту в окружающее пространство. Это явление
называется парниковым эффектом, и приводит к постепенному увеличению средней температуры на
планете.
Оксид углерода СО - Образуется в результате неполного сгорания углерода в условиях
недостатка кислорода (литейные, термические, кузнечные цеха; котельные; выхлопные газы
автомашин, тракторов). Через легкие СО проникает в кровь, вступает в реакцию с гемоглобином,
нарушая снабжение организма кислородом.
9.Газовые выбросы предприятий химической и нефтехимической промышленности Беларуси.
Химическая промышленность – отходы органических и неорганических веществ. Среди
неорганических отходов три основных загрязнителя: оксиды серы, азота, взвешенные частицы.
Фиксируется более 400 неорганических загрязняющих веществ типа хлороводорода, аммиака.
Предприятия по производству удобрений: азот – Гродно, фосфор – Гомель, калийные – Солигорск.
Процесс добычи калийных удобрений вызывает засоление почв, засоление подземных вод, ветровая
эрозия. Гомельский химический завод – второй по загрязняющим веществам – кольские апатиты –
фосфорные удобрения; ветровая эрозия на отвалах фосфорных отходов.
Органические вещества при производстве синтетических тканей и волокон: Новополоцк, Гомель,
Могилев, Гродно, Светлогорск. Выбрасываются углеводороды и оксиды углерода, выделяются
полициклические ароматические вещества (бензаперен, перелен, бензеперен), ароматические
углеводороды.
Нефтеперерабатывающая промышленность: Новополоцк, Мозырь. Производится крекинг
нефти, 2 млн т добывается, 10 млн т в год потребляется. Выбрасывают углеводороды, загрязнены
воды вблизи предприятий.
10. Выбросы предприятий машиностроительной промышленности и промышленности
стройматериалов Беларуси
Выбросы: Пыль различного гранулометрического состава, диоксид серы, сероводород, сварочные
аэрозоли, оксид углерода, пары органических растворителей, асбестовая пыль, смазочноохлаждающие жидкости, абразивная пыль.
Стройматериалов: Источники: Установки по производству асфальта, цемента, печи обжига кирпича.
Выбросы: карбонаты кальция, CaO, глина, уголь, соединения фтора.
11. Выбросы предприятий деревообрабатывающей промышленности и агропромышленного
комплекса РБ. (стр.55)
Характерными
загрязняющими
веществами,
производимыми
предприятиями
деревообрабатывающей промышленности, являются твердые чыстицы, оксид углерода, диоксид
серы, оксиды азота, толуол, сероводород, ацетон, ксилол, бутилацетат, метилмеркаптат и
формальдегид – соединение 2-го класса опасности.
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в агропромышленном комплексе
являются животноводческие и птицеводческие хозяйства, промышленные комплексы по
производству мяса, предприятия, обслуживающие технику, энергетические и теплосиловые
предприятия.
Над территориями, примыкающими к помещениям для скота и птицы, в атмосферном воздухе на
значительные расстояния распространяются аммиак, сероводород и другие газы, имеющие
неприятный запах.
В растениеводческих хозяйствах атмосферный воздух загрязняется пылевыми частицами
минеральных удобрений, пестицидами при обработке полей и семян на складах.
Вывод: предприятия деревообрабатывающей промышленности и агропромышленного комплекса
выбрасывают в атмосферу твердые частицы, химические загрязнители в виде переизбытка
удобрений и пестицидов, а также газы, имеющие неприятный запах.
12. Мониторинг состояния атмосферного воздуха. (стр. 189 + 56)
Мониторинг окружающей среды – системы наблюдения за окружающей средой для современной
оценки возможных изменений физического, химического и биологического процессов, уровней
загрязнения атм.воздуха, почв, вод и других объектов, предупреждение и устранение негативных
последствий, для обеспечения организаций текущей и экстренной информации об окружающей
среде и прогнозирование ее состояния.
Функции: 1) наблюдение; 2) анализ, 3) прогнозирование.
При мониторинге состояния атмосферного воздуха осуществляются наблюдения за
региональными и глобальными потоками загрязняющих веществ в атмосферном воздухе,
атмосферных осадках и снежном покрове в 18 городах, в которых проживает 70% населения
республики. Всего контролируется 28 веществ, в том числе оксид углерода, диоксиды азота и серы,
взвешенные вещества, формальдегид, фенол и др. Исполнитель – Департамент по
гидрометеорологии Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики
Беларусь.
В Минске – 12 станций мониторинга. наблюдения проводятся 4 раза в сутки (идет прокачка
воздуха через фильтры, из фильтров - в лабораторию в Новинках.
Мониторинг озонового слоя проводится на 2 станциях: национальный научно-исследовательский
центр мониторинга озоносферы БГУ, институт физики академии наук РБ. Исследуется общее
содержание атмосферного озона, его вертикальное распределение, регистрируется его биологически
активное ультрафиолетовое излучение с помощью передвижной станции – на всей территории РБ.
Данные передаются в мировой банк данных по озону и Росгидромет.
Различают следующие уровни: глобальный, национальный, региональный, локальный.
2011г – мониторинг состояния атмосферного воздуха проводился в 18 наиболее крупных городах
Беларуси, всего 61 станций. В Минске наибольшее количество станций – 12, в Могилеве – 6
станций, и в Гомеле и Витебске – 5 станций, Бресте и Гродно – 4станции, в остальных
промышленных центрах 1-3 станциях. Регулярные наблюдения на станции комплексного фонового
мониторинга «Березинский заповедник» и оценка дальнего атмосферного переноса загрязняющих
веществ проводилась на специализированной трансграничной станции «Высокое» (западная граница
РБ).
Во всех городах определяются концентрации основных загрязняющих веществ (твердые частицы,
оксиды углерода, диоксиды серы и азота), свинца и кадмия, а в ряде из них – также концентрации
приоритетных загрязняющих веществ (формальдегида, аммиака, сероуглерода, сероводорода, фенола
и др.)
В результате анализа полученных данных на сети мониторинга установлено, что среднее за год
концентрации основных и специфических загрязняющих веществ в большинстве контролируемых
городов были ниже гигиенических нормативов. Превышения среднесуточных ПДК твердых частиц,
оксида углерода и диоксида азота зафиксированы только в отдельных городах. Стабильно низким
сохранялся уровень загрязнения воздуха диоксидом серы.
В отдельных районах Бреста, Витебска, Гомеля, Орши, Пинска и Мозыря в течении года
отмечалось повышенное содержание в воздухе формальдегида, в Речице – суммарных твердых
частиц. Неблагоприятная экологическая обстановка наблюдалась во всех районах Могилева.
13. Характеристика природного топлива. (стр. 111)
Топливо – горючее вещество, выделяющее при окислении или сгорании тепловую энергию,
которая используется в дальнейшем в технологических процессах или переработке в другие виды
энергии. Топливо делится по органическому составу на твердое (уголь, сланцы), жидкое (продукты
переработки нефти, угля и сланцев) и газообразные. По происхождению: природные и
искусственные.
Из природных видов топлива твердое применяется преимущественно для получения тепловой и
электрической энергии; жидкое – в двигателях внутреннего сгорания, в корабельных и стационарных
установках; газообразное – главным образом в промышленности и коммунально-бытовом хозяйстве.
К основным видам природного топлива относятся: ископаемый уголь, нефть, древесина и
природный газ.
Ископаемый уголь используется как непосредственно для сжигания, так и в целях переработки в
более ценные виды топлива – кокс, жидкое горючее, газообразное топливо. Ископаемый уголь
представляет собой остатки древнего растительного мира, и чем старше уголь, тем богаче он
углеродом.
Различают 3 вида угля: антрацит, каменный уголь, бурый уголь (у нас есть только бурый, но дело
упирается в поиски инвестора).
Антрацит – самый древний из ископаемых углей, отличающийся высоким содержание углерода
94..96%, большой плотностью, металлическим леском, теплотворная способность Q=34000 кДж/кг,
минимальная зольность. Каменный уголь содержит 60..70% углерода, теплотворная способность
Q=55000 кДж/кг (больше чем у антрацита), зольность 1…1,5%. Бурый уголь, как самый молодой,
часто сохраняет следы структуры древних деревьев, из которых он образовался. Имеет большую
зольность 17…25%, т. е. выброс твердых частиц, а также значительные оксиды серы, содержит
60…70% углерода, теплотворная способность Q=28000 кДж/кг, поэтому используется как местное
топливо и в качестве сырья для химической переработки. Научные исследования последних лет
показали высокую перспективность использования бурого угля в качестве сырья для производства
сорбентов, еоторые находят все большее применение в различных отраслях экономики – медицине,
жилищно-коммунальном хозяйстве, пищевой промышленности и др. На территории РБ разведаны 3
месторождения: Житковичское, Брилевское, Тонежское – все на территории Гомельской области.
Общие геологические запасы составляют 150 млн.т, а прогнозные – 1,5 млрд. т. Средняя зольность
бурых углей колеблется от 17 до 23%. Месторождений каменного угля в Беларуси нет.
При сжигании каменного угля выделяется большее количество оксидов азота, чем при сжигании
других видов топлива. Однако оксида серы выбрасывается меньше, чем при сжигании мазута.
Наибольшую сернистость имеют подмосковные и украинские бурые, донецкий, кизеловский,
интинский каменные угли, эстонские горючие сланцы. Сибирские угли имеют небольшое
содержание серы, измеряемое десятыми или сотыми долями процента.
Выброс твердых частиц при сжигании бурых углей почти в два раза превышает таковой при
использовании каменных углей, которые в свою очередь в три раза превышают этот показатель для
мазута. При сжигании природного газа твердые частицы практически не выделяются.
Повышенная по сравнению с фоновой радиоактивность характерна для всех углей, добываемая
шахтным методом. Их сжигание в топках электростанций, котельных, печей вызывает повышение
содержания радиоактивных элементов в оборудовании, шлаков, золе, пылевых выбросах.
Радиоактивность золы приводит к рассеиванию радиоактивных элементов через дымовые трубы и к
разносу радиоактивной пыли с золоотвалов. При этом наибольшая радиоактивность отмечается у
углей Донбасса, Экибастуза и Кузбасса. При сжигании таких углей на ТЭС в выбросах возрастает
содержание ражия-226 (в 5-10 раз) и свинца-210 (в 3-6 раз), причем последний накапливается в золе.
Для производства 1 кВт ч электроэнергии расходуется 300-400 г угля, и крупная ТЭС расходует в
год его миллионны тонн. Матеиальный баланс угольной ТЭС: потребление: топливо – 1000т/ч,
кислород – 820 т/ч; выброс: диоксид серы – 9,3т/ч, диоксид углерода – 2350 т/ч, водяные пары –
250т/ч, зола – 2т/ч, шлак – 34,5т/ч.
Торф- продукт образования болот, считается первой стадией образования ископаемых углей.
Бывает 3 видов: низменный, верховой, переходный. Для целей энергетики возможно использование
всех трех видов торфа в качестве местного топлива, но рационально сжигать торф с наименьшей
зольностью. Порядка 9000 местоположений на территории РБ (общие геологические запасы - 5,6
млрд т, но часть месторождений выработана, осталось – 4,3 млрд.т.). Разработки торфяной залежи
ведут в настоящее время около 100 предприятий страны, и средний годовой объем добычи
составляет примерно 3 млн. т.
Дровесина. В настоящее время в общем балансе топлива занимает второстепенное место, но ее
значение возрастает в связи с необходимостью более широкого использования местных видов
топлива. Разработаны новые перспективные виды топлива – быстрорастущие виды тополя, ивы
(институт Сахарова закупил в Швеции) не требующие ценных почв (могут расти на свалках,
пустырях). Годовой объем централизованных заготовок 1 млн т у.т. в год, естественный прирост 6,6
млн т у.т. в год.
Горючие сланцы. На территории РБ пока не добываются, но разведанные месторождения
(Любанское и Туровское) позволяют предполагать, что в ближайшем будущем возможно их
вовлечение в хоз оборот страны как в виде топлива, так и в качестве сырья для химической
промышленности. Общий геологический запас сланцев – 11млрд т, а промышленный запас 3 млрд т,
а средняя зольность 50%.
Нефть – единственное жидкое природное топливо, оно является сложной смесью циклопарафинов
(нафтенов), предельных и ароматических углеводородов. Нефть как топливо непосредственно не
применяется, а перерабатывается в товарные нефтепродукты методами фракционированной
перегонки, термического и каталитического крекинга, каталитического форминга и т.д. В настоящее
время в РБ добывается ежегодно около 1,5-1,6 млн т нефти (разведано более 60 месторождений в
южной части страны с извлекаемыми запасами более 50 млн т), а потребление в РБ – 10 млн. т. в год.
Уже из недр земли извлечено порядка 120 млн т нефти (при общих запасах 350 млн.т.). Глубина
залегания пластов нефти – от 2 до 4,км. Переработка нефти осуществляется на двух предприятиях –
Новополоцком и Мозырском НПЗ.
При сжигании нефти образуется достаточно большое количество оксидов серы. Особенно
высокую сернистость имеют мазуты, вырабатываемые из нефти Волго-Уральского региона; мазуты,
получаемые из нефти сибирских нефтерождений, имеют низкую сернистость. Выход оксидов азота
при сжигании мазута больше, уем у газа, но меньше, чем у угля.
Твердых частиц при сгорании нефти образуется значительно меньше, чем при использовании
углей. Однако при сжигании нефти выделяются частицы различных элементов, некоторые из них
относятся к 1-му и 2му классу опасности. Относительно высок выход бенз(а)пирена – чрезвычайно
опасного канцерогенно вещества.
При применении жидкого топлива практически отпадает проблема золоотвалов, которые на
угольных ТЭС занимают большие территории и из-за уноса части золы с ветрами являются
источником постоянных загрязнений атмосферы в районе станции,
а также близлежащих
территорий.
Отличие нефти на территории РБ: повышенное содержание серы – 2-3%(кислотные дожди);
выделение оксидов металлов (ванадий- 35%, никель – 0,5%), оксид кремния – 10%, алюминия – 10%,
железа - 10%; выбросы бензаперена. Сейчас поставляется из Венесуэлы, договоренность с
Азербайджаном, Сибирская нефть.
Газообразное топливо: состоит в основном из метана и других предельных углеводородов, имеет
ряд преимуществ перед твердым топливом: 1. экономически более выгодная добыча и
транспортировка; 2. упрощает устройство топок, облегчает труд человека при подаче топлива в печь;
3. упрощает управление процессом горения; 4. облегчает соблюдение гигиены труда; 5. достигается
более полное и рациональное сжигание топлива; 6. Почти полностью устраняется загрязнение ОС.
По этим причинам газообразное топливо находит все большее применение в промышленности, а
также в качестве бытового топлива и на автотранспорте. Кроме того, природный газ является
исключительно ценным и экономически выгодным сырьем для промышленности органического
синтеза.
Одинаковое количества топлива дают при сжигании различные количества теплоты, поэтому для
оценки качеств топлива определяют его теплотворную способность, т.е. количество теплоты,
выделяющейся при полном сгорании 1 кг топлива. Энергопотребление в целом и его составляющие
принято выражать в тоннах условного топлива. Под условным топливом понимают горючее с
теплотворной способностью 7000ккал/кг или 30000 кДж/кг или 8,12КВТ*ч/кг.
Выводы: к основным видам природного топлива относят ископаемый уголь, нефть, торф,
древесина и природный газ. Наибольшее влияние на состояние ОС оказывают выбросы при
сжигании угля и торфа, наименьшее – природного газа.
14. Характеристика искусственного топлива. (стр. 117)
1. Кокс- твердый углеродистый остаток, образующийся при нагревании различных топлив(в
основном каменного угля) до температуры 950-1000°С без доступа воздуха. Содержание углерода –
98%, остальные 2% - сера, кислород, азот. Теплотворная способность Q=29300кДж/кг. Кокс
используется для выплавки чугуна, как высококачественное бездымное топливо и восстановитель
железной руды.
2. Искусственные газы – смесь газообразных продуктов переработки (шазификации) топлив в
специальных аппаратах. Они состоят главным образом из диоксида углерода, водорода, метана и др.
газообразных углеводородов. Различаются:
а) генераторные газы, получающиеся из твердого топлива путем частичного окисления
содержащихся в нем углерода при высоких температурах. Этот процесс (газификация)
осуществляестя в газогенераторах. При этом в зависимости от состава вдуваемых газов различают
воздушный, водяной, паровоздушный и другие генераторные газы.
- воздушный газ – образуется при вдувании воздуха. При этом в нижней части генератора
протекает реакция С+О2=СО2 (выделяется 393,5кДж энергии). Из-за высокой экзотермичности
процесса t=1400-1600°С, при этом протекает реакция СО2+С=СО (выделяется 172кДж энергии). В
результате газ состоит в основном из СО и азота;
- водяной газ – при подаче на раскаленный уголь водяного пара. С+Н2О=СО+Н2 (выделяется
131,4кДж) Газ состоит на 86% из СО и воды, используется как топливо, для синтеза химических
продуктов;
- паровоздушный или смешанный газ – обдуваются воздух с парами воды протекают все три
вешенаписанных реакции, в результате образуются СО и Н2. Повышается его теплотворная
способность.
б) Кокосовые газы образуются при кокосовании угля. В состав кокосового газа обусловлен
исходным материалом, но в среднем в него входят метан – 25%, CO – 6%, водород – 60%,
энергетически бесполезные примеси (диоксид углерода, азот и др) – 7%, другие углеводороды – 3%.
в) Подземная газификация угля – превращение твердых топлив непосредственно в местах их
залегания в горючий газ (закачка окислителей без доступа кислорода). Последний затем выводят на
поверхность через буровые скважины. Преимущества: нет необходимости строить шахт (дорого и
сложно сохранять), не происходит загрязнения ОС. Предложен Менделеевым.
Подземная газификация угля осуществляется под действие высокой температуры (10002000град цельсия) и подаваемых под давлением различных окислителей (как правило, воздуха,
кислорода и водяного пара). Состав и теплота сгорания газа зависят от качества угля, состава дутья,
горно-геологических условий. По теплотехническим свойствам газ, полученный на воздушном дутье
уступает природному. Однако при подземной газификации отпадает необходимость в опасном труде
людей под землей, улучшается состояние воздушного бассейна, не нарушается плодородный слой
почвы.
3. Моторное топливо - жидкое или газообразное горючее, используемое в ДВС. Получают из
нефти и углеводородных газов при прямой перегонке нефти – бензины, мазуты.
Обычно моторные топлива состоят из основного (базового) топлива и присадок (антидетонаторов,
антиокислителей и т.д.). Для базового топлива используют продукты прямой перегонки нефти
(бензины, керосиногазойлевые и более тяжелые фракции) и вторичных процессов ее переработки
(каталитического крекинга). Моторное топливо для ДВС должно обладать однородностью,
обеспечивающей равномерное горение; летучестью. Облегчающей старт, и при этом допускать
наивысшее сжатие без детонации.
При фракционной перегонке нефть разделяют на отличающиеся по температуре кипения фракции
(«погоны») и получают следующие нефтепродукты: 1. бензины (температура кипения 40-180°С) это С5Н12- С10Н22; при повторной перегонке из них могут быть выделены легкие нефтепродукты,
кипящие в более низких пределах: петролейный эфир (40-70оС),авиационный бензин (70-100оС),
автомобильный бензин (100-120оС); 2. керосины (температура кипения 180-270°С) – содержат
С10Н22- С16Н34; 3.соляровые масла (температура кипения 270-360°С смеси углеводородов от С10-С20);
4. мазут (содержит еще более тяжелые фракции углеводородов: из него получаются смазочные
масла, вазелин, парафин). Нефтяные остатки – до 40-50%.
4. Дизельное топливо получают при атмосферной или вакуумной перегонке нефти с последующей
гидроочисткой и депарализацией. В некоторые сорта дизельных топлив до 20% очищенного газойля,
получаемого каталитическим крекингом. Топливом для быстроходных дизельных двигателей
используют керосиногазойлевые маловязкие фракции нефти, а для тихоходных – тяжелые вязкие
фракции. Для различных климатов используют арктическое, зимнее и летнее дизельное топливо
(различаются по температуре замерзания, фракционным составам и другим показателям. В связи с
тенденцией увеличения доли дизелей на автотранспорте, что связано с их экономичностью и
меньшим уровнем загрязнения ОС, роль дизельного топлива неуклонно растет.
5. Реактивное топливо. Реактивные двигатели работают за счет создания в двигателе мощного
газовоздушного потока, который с большой скоростью вращает агрегаты двигателя и создает на
выходе большую реактивную тягу. Газовоздушный поток образуется в специальных камерах
сгорания, где происходит горение топлива в потоке атмосферного воздуха.
Реактивное топливо, получаемое из нефти, состоит из углеводородов, включающих парафиновые,
нафтеновые, ароматические и непредельные углеводороды и представляют собой фракции,
выкипающие в пределах 65-360°С, т.е. бензиновые и керосиновые, а для сверхзвуковых двигателей –
газойлевые.
Выводы: Искусственные виды топлива получают в основном из естественного путем переработки,
поэтому влияние на состояние ОС искусственного топлива аналогично первичному, но, поскольку
переработка часто связана с введением новых химических соединений, искусственные виды топлива
при сжигании могут выделять более вредные вещества, часто более токсичные, чем при сжигании
естественного топлива.
15. Альтернативное углеводородсодержащее топливо. (стр. 121)
В связи с постоянным истощением запасов нефти и угля, а также усилением загрязнения среды
обитания вредными продуктами сгорания развернуты работы по поиску и применению
альтернативного топлива. Его получают в основном из сырья нефтяного происхождения и
применяют в целях сокращения потребления нефти и традиционных нефтепродуктов, например
бензина. Основными видами топлива являются:
1. Сжиженные и компримированные горючие газы.
2. Спирты и продукты их переработки в смеси с бензином.
3. Топливные смеси.
4. Искусственное жидкое топливо.
5. Водород.
Сжиженные и компримированные горючие газы. Пропанобутановые фракции результат
переработки нефти попутных и природных газов; и метан – продукт газификации твердых топлив.
Достоинства: высокая теплота сгорания; относительная экологическая безвредность продуктов
сгорания.
Недостатки: необходимо применять специальное оборудование для сжатия, сжижения, хранения
топлива, распределения и транспортирования.
Спирты и продукты их переработки. Перспективными видами топлива, особенного
автомобильного признаются низшие спирты: метанол и этанол. Благодаря высоким октановым
числам и небольшому загрязнению природной среды образующимися выхлопными газами они могут
использоваться как автомобтльлныое топливо непосредственно или в смесях с бензином.
Метиловый спирт (метанол). Получают из оксида углерода и водорода (высокое Р=20-30 МПа и
t=400°C, в присутствии катализатора: 90% ZnO, 10% Cr2O3). Это древесный спирт, его получают при
перегонке дерева. Достоинство: относительно большая теплота сгорания. Недостаток в его
токсичности: в малых дозах вызывает слепоту, в больших - смерть. С воздухом образует
взрывоопасные смеси (температура вспышки 11°C). На метаноле работает общественный транспорт
Стокгольма (это решение понизило выброс вредных и токсичных веществ).
Этиловый спирт (этил). Получают из различных сахаристых веществ, например виноградного
сахара (глюкозы). Глюкоза в результате брожения, вызываемого действием ферментов,
вырабатываемых дрожжевыми грибками, превращается в этиловый спирт.
В настоящее время осахариванию подвергают целюлозу (клетчатку), образующую основную
массу древесины. С этой целью ее гидроизолируют в присутствии кислот. Например древесные
опилки при 150-170°C, Р=0,7-1,7МПа обрабатывают 0,1-0,5%-ой серной кислотой. Полученный в
данном процессе полупродукт содержит глюкозу, которая в дальнейшем сбраживается на спирт при
помощи дрожжей (гидролизный спирт). Указанный метод производства позволяет экономить
большое количество пищевых продуктов: из 5500 тонн сухих опилок - 790т – спирта, сохраняется 10
тыс т. картофеля или 3 тыс т. зерна).
Этиловый спирт может быть получен синтетическим путем из этилена (в присутствии
катализатора).
Т.о. метанол и этанол являются весьма перспективными топливами, поскольку для их
производства меется широкая сырьевая база. В частности в ряде стран Южной Америки этанол
постепенно вытесняет бензин как автомобильное топливо.
Спиртобензиновые топлива. С целью повышения детонационной стойкости топлива и мощности
двигателя внутреннего сгорания применяют гомогенные смеси этанола или метанола с бензином
(смесь содержит 3-15% спирта). Основная проблема при их использовании состоит в
предотвращении расслаивания компонентов смеси при пониженных температурах.
Топливные смеси. Для транспортного дизельного двигателя - воднотопливные эмульсии (80-85%
дизельного топлива, остальное вода). Взамен мазута или угля на ТЭС применяют метанольноугольные, углемасляные, водно-угольные, водно-мазутные и др смеси.
Указанные смеси имеют ряд достоинств: они легко воспламеняются и обладают высокой теплотой
сгорания, относительно легко перекачиваются по трубопроводам и хорошо распыляются топочными
форсунками.
Искусственное жидкое топливо. Результат переработки твердых горючих ископаемых (торфа,
угля, сланца) – гидрогенезация (превращения высокомолекулярных веществ органической массы под
воздействием водорода в жидких и газообразных продуктов при t=450…500°C в присутствии
органических растворителей или катализаторов).
Для гидрогенизации применяют неокисоенные бурые и каменнные угли, в котрых содержание
минеральной части не должно превышать 5-6%, отношение С/Н = 16, выход летучих веществ – более
35%. В результате гидрогенизации угля и каменноугольных смол получают бензин, дизельное
топливо, парафины, смазочные масла и т.п.
Водород. Достоинства: при сжигании нет выбросов токсичных веществ, запахов; в 10 раз легче
бензина; на 50 % работает эффективнее бензинового двигателя, более высокая степень сжатия,
высокая теплотворная способность, очень небольшое опережение зажигания и полное сгорание, в
качестве выброса –водяной пар.
Недостатки: сложности получения Н2 в больших количествах; установка дорогостоящих
криогенных баков с термоизоляцией; необходимость обеспечивать высокого уровня безопасность
осуществления процесса горения Н2.
Выводы: Альтернативные виды углеводородсодержащих топлив с точки зрения охраны ОС можно
считать наиболее перспективными, поскольку при их сжигании в атмосферный воздух
выбрасывается значительно меньше загрязняющих веществ, а реакции окисления часто происходят с
выделением вообще безопасных продуктов, например, паров воды.
16. Экологические нормативы качества природной среды. (стр. 78)
Под качеством окружающей среды понимают степень соответствия ее характеристик
потребностям людей и технологическим потребностям. В основу всех природоохранных
мероприятий положен принцип нормирования качеств окружающей среды – то есть установление
нормативов или показателей предельно допустимых воздействий человека или его деятельности на
окружающую природную среду.
Нормирование в области охраны ОС заключается в установление нормативов качества ОС,
нормативов допустимого воздействия на ОС, лимитов на природопользование, а также иных
нормативов в области охраны ОС.
Нормативы качества ОС устанавливаются на уровне, обеспечивающем экологическую
безопасность, и применяются для оценки состояния ОС и нормирования допустимого воздействия на
нее.
К нормативам качества ОС относят:
 Нормативы ПДК химических и иных веществ;
 Нормативы предельно допустимых физических воздействий;
 Нормативы ПДК микроорганизмов
 Иные нормативы качества ОС.
Нормативы качества ОС утверждаются и вводятся в действие Министерством здравоохраниеия РБ
по согласованию с Министерством природных ресурсов и охраны ОС РБ, иными гос органами в
соответствии с законодательством РБ.
В целях сохранения особо охраняемых природных территорий, курортных и реакционных зон, а
также типичных и редких природных ландшафтов, имеющих особое природоохранное значение, для
этих природных объектов могут устанавливаться более жесткие, чем действующие на остальных
территориях, нормативы качества ОС.
Выделяют 3 группы нормативов:
Санитарно-гигиенические нормативы (ПДК вредных веществ, ориентировочно безопасные уровни
воздействия – ОБУВ, допустимсые уровни физического воздействия, шума вибрации,
электромагнитного излучения),
Производственно-хозяйственные нормативы (предельно допустимый выброс вредных веществ
ПДВ, нормативно допустимый сброс НДС, допустимое изъятие компонентов природной среды:
воздуха, воды и биологических ресурсов, норматив образования отходов производства и
потребления.
Комплексные показатели (допустимая антропогенная нагрузка на окр. среду, индексы загрязнения
атмосферы, воды и почвы.
ПДК- это максимальная концентрация примесей в атмосфере, отнесенная к определенному
времени осреднения, которое при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни
человека не оказывает вредного действия , включая отдаленные последствия на него и на
окружающую среду в целом.
ПДК- это максимальная концентрация примесей в атмосфере, отнесенная к определенному
времени осреднения, которое при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни
человека не оказывает вредного действия , включая отдаленные последствия на него и на
окружающую среду в целом.
ПДК максимальная из разовых – это концентрация примесей в атмосфере, определяется по пробе,
отобранной за 20-30 минутный интервал времени.
ПДКс.с.- среднесуточное-концентрация примесей в атмосфере, определяемая по среднесуточной
пробе, которая представляет собой пробу воздуха, отбираемую в течение 24 часов непрерывно или с
равными интервалами между отборами, но не менее четырех раз в сутки.
ПДК среднемесячная – это концентрация примеси в атмосфере, определяемая как среднее
значение из среднесуточных концентраций или из разовых концентраций, измеряемых по полной
программе контроля (не реже четырех раз в сутки) не менее 20 сут. в месяц.
Среднегодовая концентрация – это концентрация примеси в атмосфере, определяемая как среднее
значение из среднесуточных концентраций или из разовых, измеряемых пополной программе
контроля не менее 200 сут в год.
Применяют, кроме того. ПДК населенных мест, (ПДК нс), и ПДК рабочей зоны ПДКрз
17 Санитарно-гигиенические качества атмосферного воздуха. (стр. 79 +стр.90)
ПДК- это максимальная концентрация примесей в атмосфере, отнесенная к определенному
времени осреднения, которое при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни
человека не оказывает вредного действия , включая отдаленные последствия на него и на
окружающую среду в целом.
ПДК максимальная из разовых – это концентрация примесей в атмосфере, определяется по пробе,
отобранной за 20-30 минутный интервал времени.
ПДКс.с.- среднесуточное-концентрация примесей в атмосфере, определяемая по среднесуточной
пробе, которая представляет собой пробу воздуха, отбираемую в течение 24 часов непрерывно или с
равными интервалами между отборами, но не менее четырех раз в сутки.
ПДК среднемесячная – это концентрация примеси в атмосфере, определяемая как среднее
значение из среднесуточных концентраций или из разовых концентраций, измеряемых по полной
программе контроля (не реже четырех раз в сутки) не менее 20 сут. в месяц.
Среднегодовая концентрация – это концентрация примеси в атмосфере, определяемая как среднее
значение из среднесуточных концентраций или из разовых, измеряемых пополной программе
контроля не менее 200 сут в год.
Применяют, кроме того. ПДК населенных мест, (ПДК нс), и ПДК рабочей зоны ПДКрз.
Установлены ПДК на 650 веществ, а так их намного больше.
В случае отсутствия ПДК применяются ориентировочно безопасные уровни воздействия ОБУВ.
Они определяются путем расчета концентраций по физико-химическим свойствам или путем
интерполяции и экстаполции в рядах близких по строению соединений, или по показателям острой
опасности. Значения ОБУВ должны пересматриваться через 2 года, а ПДК – через 5 лет.
В соответствии с действующим законодательством в настоящее время в нормировании выбросов
в атмосферу действую следующие показатели:
1. Норматив качества атмосферного воздуха
2. Норматив допустимой антропогенной нагрузки на атмосферный воздух
3. Технологический норматив выбросов загрязняющих веществ в АВ (атмосферный воздух)
4. Норматив содержания загрязняющих веществ в отработавших газах мобильных
источников выбросов
5. НДВ загрязняющих веществ в АВ
6. Лимиты допустимых выбросов загрязняющих веществ в АВ
1) К нормативам качества АВ относятся:
а) нормативы ПДК загрязняющих веществ в АВ и ориентировочно безопасных уровней
воздействия загрязняющих веществ в АВ населенных пунктов и мест массового отдыха
населения (вводятся в действие Министерством здравоохранения РБ по согласованию с
Министерством природных ресурсов и охраны ОС РБ).
2)
3)
4)
5)
б) нормативы экологически безопасных концентраций загрязняющих веществ в АВ особо
охраняемых природных территорий, отдельных природных комплексов и объектов особо
охраняемых природных территорий, а также природных территорий, подлежащих
специальной охране (вводятся в действие Министерством природных ресурсов и охраны ОС
РБ по согласованию с Министерством здравоохранения РБ).
Нормативы допустимой антропогенной нагрузки на атмосферный воздух устанавливаются для
областей, районов, городов, их территориальных зон, особо охраняемых природных
территорий, природных территорий, подлежащих специальной охране.
Они устанавливаются в территориальнх программах в области охраны АВ с учетом качества
АВ территории, нормативов качества АВ, природных особенностей территории, в отношении
которой устанавливаются эти нормативы, прогноза выбросов загрязняющих веществ в АВ,
обязательств РБ по ограничению выбросов загрязняющих веществ в АВ, предусмотренных
международными договорами РБ.
К технологическим нормативам выбросов загрязняющих веществ в АВ относятся:
a) Отраслевые технологические нормативы выбросов загрязняющих веществ в АВ
(разрабатываются и утверждаются соответствующими республиканскими органами
государственного управления и иными государственными организациями,
подчиненными правительству РБ, по согласованию м Мин-ом природных ресурсов и
охраны ОС);
b) Индивидуальные технологические нормативы выбросов загрязняющих веществ в АВ
(разрабатываются и утверждаются ЮР лицам, индивидуальными предпринимателями,
осуществляющими хоз и иную деятельность, связанную с выбросами загрязняющих
веществ в АВ).
Технологические нормативы выбросов загрязняющих веществ в АВ усанавливаются для
объектов воздействия на АВ, источников выбросов исходя из наилучших доступных
технических методов и обязательств по международным договорам РБ.
Минист-во природных ресурсов и охраны ОС РБ устанавливает порядок разработки
технологических нормативов выбросов загрязняющих веществ в АВ и утверждает перечни
отраслей экономики, объектов воздействия на АВ, источников выбросов, для которых такие
нормативы разрабатываются.
Нормативы содержания загрязняющих веществ в отработавших газах мобильных источников
выбросов устанавливаются Мин-ом природных ресурсов и охраны ОС РБ с учетом
технологических нормативов выбросов загрязняющих веществ в АВ, обязательных для
соблюдения требований ТНПА, обязательств по международным договорам РБ в порядке,
установленном законодательством РБ о техническом нормировании и стандартизации.
Нормативы допустимых выбросов НДВ загрязняющих веществ в АВ устанавливаются для
стационарных источников выбросов. К ним относят:
а) предельная масса выброса загрязняющего вещества в атмосферный воздух в единицу
времени (тонн в год, граммов в секунду)
б) предельное значение концентрации выброса загрязняющих веществ в АВ в миллиграмах в
нормальном метре кубическом(температура 273К, давление 103кПа) без поправок на
содержание кислорода и влажности, а для газообраных продуктов горения топлива – в
пересчете на сухой газ и определение содержание кислорода.
НДВ устанавливаются Мин-ом природных ресурсов и охраны ОС РБ и его территориальными
органами в разрешениях на выбросы загрязняющих веществ в АВ, выдаваемых ЮР лицам,
индивидуальным предпринимателям для каждого объекта оздействия на АВ, имеющего
стационарные источники выбросов.
НДВ разрабатываются ЮР лицам, индивидуальными предпринимателями, осуществляющими
хоз и иную деятельность, связанную с выбросами загрязняющих веществ в АВ, или
уполномоченными ими ЮР лицами:
 Для проектируемых стационарных источников выбросов и объектов воздействия на АВ
– в составе проектной документации на строительство;
 Для действующих стационарных источников выбросов и объектов воздействия на АВ –
в проекте допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
НДВ разрабатываются и устанавливаются с учетом:



Нормативов качества АВ;
Фоновых концентраций загрязняющих веществ в АВ;
Концентраций загрязняющих веществ в АВ на границе зоны воздействия источников
выбросов;
 Прогнозов изменения профиля, объемов производства продукции, вида выполняемых
работ, объема оказываемых услуг, используемых сврья и материалов, внедрения
наилучших доступных методов;
 Технологических нормативов выбросов загрязняющих веществ в АВ
 Нормативов допустимой антропогенной нагрузки на атмосферный воздух;
 Показателей по сокращению выбросов загрязняющих веществ в АВ, устанавливаемых в
гос, отраслевых или территориальных программах в области охраны АВ;
 Проведения пусконаладочных работ при вводе в эксплуатацию новых стационарных
источников выбросов для каждой очереди строительства и выхода на проектную
мощность.
В случае поэтапного достижения НДВ Мин-ом природных ресурсов и охраны ОС РБ и его
территориальными органами в разрешении на выбросы загрязняющих веществ в АВ могут
устанавливаться временные нормативы допустимых выбросов загрязняющих веществ в АВ и
условия осуществления выбросов загрязняющих веществ в АВ, к которым относятся
требования:
 По обеспечнию соблюдения или достижения установленных нормативов допустимых
выбросов загрязняющих веществ в АВ, технологических нормативов выбросов
загрязняющих веществ в АВ и сроков их достижения, определенных с учетом
мероприятий гос-ых, отраслевых или территориальных программ в области охраны АВ
 К качеству топлива, сырья, материалов
 По
оснащению
организованных
стационарных
источников
выбросов
автоматизированными системами контроля за выбросами загрязняющих веществ в АВ в
случаях, предусмотренных обязательными для соблюдения требованиями нормативных
правовых актов;
 По обеспечению аналитического (лабораторного) контроля за выбросами загрязняющих
веществ в АВ, локального мониторинга ОС, объектом наблюдения которого являются
выбросы загрязняющих веществ в АВ, в случаях, предусмотренных актами
законодательства обохране ОС, в т.ч. обязательными для соблюдения требованиями
ТНПА
 По разработке и проведению мероприятий по сокращению выбросов загрязняющих
веществ в АВ на период неблагоприятных метеорологических условий.
Вывод: Нормирование выбросов в атмосферу позволяет гос-ым органам управления
контролировать и регулировать состояние ОС в конкретных производственных случаях.
Выделяют 5 классов опасности предприятий. Предприятия 1 и 2 категории наиболее опасны, и для
них документация по ПДВ разрабатывается по полной программе. Для предприятий 3 категории
опасности документация по ПДВ разрабатывается по сокращенной программе. К 4 категории
опасности относятся предприятия, имеющие незначительные выбросы в атмосферу. Для таких
объектов устанавливаются нормативы ПДВ на уровне фактических выбросов. НЕ УВЕРЕН НАДО
ЛИ
18 Токсичность веществ, эффекты суммации и потенцирования. (стр.82)
Величина ПДК зависит от степени токсичности вещества, характеризующейся классом опасности.
В зависимости от степени воздействия на организм человека все нормируемые вещества
подразделяют на 4 класса опасности:
1. чрезвычайно опасные, ПДК в воздухе рабочей зоны не превышают 0,1мг/м3 (ртуть, озон,
свинец, 6-валентный хром, бензаперен).
2 высокоопасные ПДК от 0,1 до 1 мг/м3 (бензол, фенол, сероуглерод, сероводород, хлор,
формальдегид, диоксид азота.)
3 умеренно-опасные ПДК от 1,1 до 10,0мг/м3 (стирол, толуол, сажа, диоксид серы)
4 малоопасные ПДК свыше 10 мг/м3(аммиак, ацетон, нафталин, оксид углерода, этиловый спирт
С2Н5ОН – сейчас принято новое обозначение С2Н6О).
Как правило атмосферный воздух почти всегда содержит несколько загрязняющих веществ,
которые могу обладать эфффетами суммации и потенцирования, которые нужно учитывать при
расчетах антропогенных нагрузок на состояние ОС:
Эффект суммации – сложение эффектов воздействия разных веществ. Пример – ацетон и фенол,
диоксид серы и фенол, оксиды серы и азота, оксид серы и сероводород, и др.
Эффект потенцирования – усиление воздействия одного вещества другим (фторид водорода и
фтористые соли, метилакрилат и бутилакрилат и др.)
При наличии в атмосфере веществ, обладающих суммацией действия с концентрациями с ,расчет
допустимого содержания веществ проводится по формуле:
С1/ПДК1+ с2/ПДК2+…+ сn/ПДКn<1
По воздействию на организм человека и признакам отравления опасные вещества подразделяются
на 9 групп:
1)нервные: сероводород, анилин, аммиак, фосфорорганические вещества и др.
2)раздражающие: хлор, аммиак, диоксид серы, оксид азота, ароматические углеводороды и др.
3) прижигающие и раздражающие кожу и слизистые оболочки: неорганические кислоты,
альдегиды и др.
4)ферменты: синильная кислота и ее соли, мышьяк, соли ртути, фосфорорганические соединения.
5)печеночные: хлорированные углеводороды, бромбензол, фосфор, селен и др.
6) кровяные: оксид углерода, свинец и его соединения и др.
7) мутагены: соединения свинца, хрома и ртути.
8)аллергены: соединения никеля и огромное кол-во других аллергенов (около 200-250 аллергенов
открыто в последнее время)
9) канцерогены: бензол, формальдегид, бензопирен, свинец и его соединения.
19. Интегральные показатели качества атмосферного воздуха. (стр. 86)
Для гигиенической оценки загрязненного воздуха можно применить комплексный индекс
загрязнения атмосферы (ИЗА), который учитывает классы опасности, стандарты качества и срдние
уровни загрязнения воздуха. Расчет ИЗА по данным наблюдений для одной примеси ведется по
формуле
𝐾𝑛
𝐶𝑖
ИЗА𝑖 = (
)
ПДКсс𝑖
Где ci – среднегодовая концентрация i-ой примеси, мг/м3; ПДКсс𝑖 - среднесуточная ПДК для i-ой
примеси, мг/м3; = 0,85; 1,0; 1,3; 1,7соответсвенно для 1,2,3,4 классов опасности.
Комплексный ИЗА, учитывающий m примесей, присутствующих в атмосфере, рассчитывают по
формуле
𝑚
𝐾𝑛
𝐶𝑖
ИЗА𝑚 = ∑ (
)
ПДКсс𝑖
𝑖=1
Выбор веществ для расчета ИЗА𝑚 производится с помощью предварительного сопоставления
убывающего вариационного ряда величин ИЗА𝑖 , рассчитанных для пяти-шести приоритетных
примесей.
Уровень загрязнения атмосферы считается высоким, если средние значения концентраций
превышают средние по республике или ИЗА превышает девять; повышенным, если концентрации
примеси в отдельных случаях превышают ПДКсс и ПДКмр; низким, если среднегодовые
концентрации примеси находятся в пределах или ниже ПЛКсс, а максимальные из разовых только в
отдельных случаях превышают допустимые нормы.
Концентрация примесей в АВ определяются на стационарных, маршрутных или постах
локального мониторинга с помощью различных воздухоотборных устройств и соответствующих
методов, и средств измерения. Исследования должны проводиться специализированными
лабораториями.
20 Нормативы допустимых выбросов предприятий. (стр.80)
В целях предотвращения вредного воздействия на ОС хоз. и иной деятельности для ЮР лиц и
индивидуальных предпринимателей (природопользователей) устанавливаются следующие виды
нормативов допустимого воздействия на ОС:
1. Нормативы допустимых выбросов и сбросов химических и иных веществ;
2. Нормативы образования отходов производства;
3. Нормативы допустимых физических воздействий (количество теплоты, кровни шума,
вибрации, ионизирующего излучения, напряженности электромагнитных полей и иных
физических воздействий);
4. Нормативы допустимого изъятия природных ресурсов;
5. Нормативы допустимой антропогенной нагрузки на ОС
6. Нормативы иного допустимого воздействия на ОС при осуществлении хоз и иной
деятельности, устанавливаемые законодательством РБ.
Нормативы допустимого воздействия на ОС должны обеспечивать соблюдение нормативов
качества ОС с учетом природных особенностей территорий.
1) Нормативы допустимых выбросов и сбросов химических и иных веществ устанавливаются для
стационарных и передвижных источников воздействия на ОС исходя из нормативов
допустимой антропогенной нагрузки на ОС, нормативов качества ОС, а также
технологических нормативов.
Технологические нормативы устанавливаются для стационарных и передвижных источников
на основе технологий, обеспечивающих выполнение требований в области охраны ОС с
учетом экономических и социальных факторов.
При невозможности соблюдения нормативов допустимых выбросов и сбросов химических и
иных веществ могут устанавливаться временные нормативы на такие выбросы и сбросы на
основании разрешений, выдаваемых Минис-ом природных ресурсов и охраны ОС РБ или его
территориальными органами и действующих только при условии одновременного проведения
мероприятий по охране ОС, внедрения технологий, обеспечивающих выполнение требований
в области охраны ОС, и реализации других природоохранных мероприятий, с учетом
поэтапного достижения установленных нормативов допустимых выбросов и сбросов
химических и иных веществ.
2) Нормативы образования отходов производства устанавливаются в целях предотвращения их
вредного воздействия на ОС в соответствии с законодательством РБ об отходах.
3) Нормативы допустимых физических воздействий (количество теплоты, уровни шума,
вибрации, ионизирующего излучения, напряженности электромагнитных полей и иных
физических воздействий) устанавливаются для каждого источника такого воздействия исходя
из нормативов качества ОС и с учетом влияния других источников физических воздействий.
4) Нормативами допустимого изъятия природных ресурсов являются нормативы, установленные
в соответствии с ограничениями объема их изъятия в целях сохранения природных и
природно-антропогенных
объектов,
обеспечения
устойчивого
функционирования
естественных экологических систем и предотвращения их деградации.
Нормативы допустимого изъятия природных ресурсов и порядок их установления
определяются законодательством РБ об охране ОС и о рациональном использовании
природных ресурсов.
5) Нормативы допустимой антропогенной нагрузки на ОС устанавливаются для ЮР лиц и
индивидуальных предпринимателей, осуществляющих хоз и иную деятельность, в целях
регулирования совокупного воздействия всех стационарных и передвижных источников
воздействия на ОС, распложенных в пределах конкретных территорий.
Нормативы допустимой антропогенной нагрузки на ОС устанавливаются по каждому виду
воздействия хоз и иной деятельности на ОС и совокупному воздействию всех источников,
находящихся на этих территориях.
При установлении нормативов допустимой антропогенной нагрузки на ОС учитываются
природные особенности конкретных территорий.
6) Лимиты на природопользование представляют собой установленные природопользователям на
определенный период времени объемы предельного использования (изъятия, добычи)
природных ресурсов, выбросов и сбросов загрязняющих веществ, размещения отходов и иных
видов вредного воздействия на ОС.
Лимиты на природопользование устанавливаются Советом Министров РБ, Министерством
природных ресурсов и охраны ОС РБ, местными Советами депутатов, исполнительными и
распорядительными органами в соответствии с законодательством РБ.
21. Принципы и задачи проведения экологической экспертизы.
Все предприятия обязаны проходить гос. экологическую экспертизу, т.к. она
является одним из направлений по обеспечению экологической безопасности. Без
положительного решения экспертизы объект не допускается к эксплуатации (опред-ся
усл, при кот планируемая деятельность будет возможна).
Ее проводят спецподразделения органов Министерства природных ресурсов и
охраны окружающей среды. При необходимости могут участвовать другие органы гос.
контроля в области охраны окружающей среды (ОС), а также могут создаваться
экспертные комиссии, в состав кот. могут входить внештатные эксперты; специалисты
научно-исследовательских организаций, высших заведений и др.
Для проведения гос. экологич. экспертизы в ее органы заказчик направляет
материалы, полностью характеризующие объект, а также перечень необходимых
природоохранных мероприятий, включая материалы по оценке воздействия на ОС.
Принципы экологической экспертизы:
1) Предотвращение вредного воздействия на ОС.
2) Обязательное проведение гос. экологической экспертизы до утверждения проектной
документации по объектам гос. экологической экспертизы.
3) Учет общественного мнения.
4) Законность и объективность заключений экспертизы.
5) Учет суммарного вредного воздействия на ОС,осущ-ого хоз-ой или др.
деятельностью.
6) Достоверность и полнота информации, содержащейся в проектной или др.
документа-ции, предоставляемой на гос. экологич. экспертизу.
Гос. эк. экспертиза реш. задачи, определенные Законом РБ «Об охране окр. среды»
и проводится в целях:
1) определения уровня экологической опасности, кот может возникнуть в процессе
осуществления хоз. или др. деятельности в настоящем или будущем и оказать отриц.
воздействие на состояние ОС и здоровье населения.
2) оценки соответствия планируемой хоз. или др. деятельности требованиям
природоох-ранного законодательства.
3) определения достаточности и обоснованности предусматриваемых проектом мер по
охране окружающей среды.
22. Состав экологической экспертизы проекта.
Все предприятия обязаны проходить гос. экологическую экспертизу, т.к. она
является одним из направлений по обеспечению экологической безопасности. Ее
проводят спецподразделения органов Министерства природных ресурсов и охраны
окружающей среды. При необходимости могут участвовать другие органы гос.
контроля в области охраны окружающей среды (ОС), а также могут создаваться
экспертные комиссии, в состав кот. могут входить внештатные эксперты; специалисты
научно-исследовательских организаций, высших заведений и др.
Для проведения гос. экологич. экспертизы в ее органы заказчик направляет
материалы, полностью характеризующие объект, а также перечень необходимых
природоохранных мероприятий, включая материалы по оценке воздействия на ОС.
Экспертное заключение состоит из 3 частей:
1) вводной (содержатся сведения о задачах проекта, методах их решения, приведен
перечень использ матер и организаций, сведения о заказчиках, сроках выполнения).
2) констатирующей части, кот. содержит след. пункты:
1- обоснование выбора района размещения объекта и площадки для строительства
с учетом выбросов загрязняющих веществ;
2- количество и состав выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ и их
комбинации с суммирующим вредным воздействием, нормативы ПДК, потенциал
загрязнения воздушного бассейна.
3- ситуационный план района размещения объекта строительства, на кот нанесены
источники выбросов в атмосферу и очистные устройства.
4- результаты и анализ расчета загрязнения атмосф. воздуха в районе размещения
объекта, предложения по нормативно-допустимым выбросам загрязняющих веществ.
5- оценка величины выбросов загрязняющих веществ организованными и
неорганизованными источниками.
6- хар-ка и обоснование мероприятий по снижению выброса загрязняющих в-в в
атмосферу в период неблагоприятных метеорологических условий (скорость ветра,
смог и т.д)
7- сведения об определении размеров санит.-защитной зоны с учетом розы ветров.
8- обоснование выбора оборудования и аппаратуры для очистки выбросов в
атмосф. и сравнение их с лучшими отечественными и зарубежными образцами.
9- хар-ка и обоснование решения по технологии производства в части уменьшения
образования и выделения загрязняющих веществ, а также его сравнение с лучшими
технологическими решениями в отечественной и зарубежной практике.
10- хар-ка и обоснование способов контроля за составом выбросов загрязн.
веществ.
3) заключения (д.б. рассмотрены вопр экономич. эффекта предусматриваемых
воздухо-охранных мероприятий, возможные неблагоприятные экологические и соцэкономич последствия, сделаны выводы о сост современного природопользования и
рекомендации по решению всех экологич. проблем в регионе).
Если требования экспертизы заказчиком не выполнены, то органы экологического
надзора могут приостановить дальнейшие работы, а также требовать приостановки
финансирования этой деятельности и по необходимости передавать материалы в
следственные органы для привлечения к ответственности лиц, виновных в
невыполнении требований заключения экспертизы.
23. Состав экологического паспорта предприятия.
Экол паспорт разраб-ся предприятием за счет собственных средств и утверждается
руководителем предприятия по согласованию с территориальным органом
Министерства природных ресурсов, где затем паспорт и регистрируется. При
модификации производства в течение 1 месяца со дня внесений изменений в
производство должна осуществляться корректировка паспорта. При отсутствии
модификаций – 1 раз в 5 лет. Паспорт разрабатывается в двух экземплярах: один
утвержденный и согласованный хранится на предприятии, второй – в органе
Министерства природных ресурсов.
Инф-ция, содержащаяся в паспорте, предназначена для решения след. задач:
1) оценка влияния выбросов загр в-в, размещения отходов выпускаемой продукции на
ОС, здоровья населения и определение размера платы за природопользование.
2) установление предприятию нормативов выбросов загр. веществ в ОС.
3) планирование предприятием природоохр. мероприятий и оценка их эффективности.
4) экспертиза проектов реконструкции предприятия.
5) контроль за соблюдением предприятием законодательства в области охраны ОС.
6) повышение эффективности использ. природных, матер. и вторичн ресурсов и
энергии.
Состав экологического паспорта: 1. Титульный лист;
2. «Общие сведения» инф. о наименовании предприятия, ведомственная
принадлеж-ность, его реквизиты (номер банк. счета и наименование банка).
Указываются служеб-ные тел. директора и главн. инж., должность лица,
ответственного за охр. ОС. Указ-ся взаимное расположение предприятия с
граничащими объектами. Приводится карта-схема с нанесенными на нее источниками
загрязнения и местами складир. отходов.
3. «Производительная характеристика природопользователя» - наимен. объекта и
выпускаемой продукции, установленная мощность. Краткое описание технологии
производства, технологическая схема производства. Указание ист. загр. веществ и
точек их контроля. Составляется балансовая схема материальных потоков.
4. «Об использовании земельных ресурсов» - сведения по земельному отводу,
находящемуся в постоянном и временном пользовании, указание площади санитарнозащитной зоны.
5. «О расходе сырья» - наименования видов сырья, дифференцированные по видам
продукции. Состав сырья.
6. «Об энергетических ресурсах» - анализ расхода энергии по видам продукции
7. «Источники выделения и выбросов вредных веществ в атмосферу» расположе-ние и характеристики всех источников загрязнения и выделения вр вещ-в.
Источник загрязнения – объект, от кот загрязняющее вещ-во поступает в атмосферу (в
основном труба). Ист. выделения – объект,в кот образуется загр. вещ-во (технологич.
установка). Отчетность предприятий ведется по форме №1ОС – воздух, утвержденной
Министерством природных ресурсов и охраны ОС РБ. В этот раздел можно вносить
данные отчета об инвентаризации выбросов загр. в-в в атм, сведения о наличии пылеи газоулавливающего оборудования.
8. «Системы водопотребления и водоотведения» - балансовая схема
водопотребления
и
водоотведения,
указание
наименования
источников
водоснабжения.
9. «Отходы» - полная характеристика видов отходов, объемов и классов опасности.
Фиксируются объемы уничтоженных, захораниваемых и складируемых отходов.
10. Два раздела, посвященные платежам за выбросы загрязняющих веществ, сбросы
сточных вод, размещение отходов в ОС. Штрафы.
Перечень и порядок вопросов, отражаемых в паспорте, приводятся в Инструкции по
ведению экологического паспорта.
24. Категория опасности предприятия
К I категории относятся виды деятельности, относящиеся к 1 и 2 классам опасности
(санитарно-защитная зона (ССЗ) - 1000м и 500м) согласно санитарной классификации
производственных объектов, а также разведка и добыча полезных ископаемых, кроме
общераспространенных.
Ко II категории относятся виды деятельности, относящиеся к 3 классу опасности
(СЗЗ - 300м) согласно санитарной классификации производственных объектов, а также
добыча общераспространенных полезных ископаемых, все виды лесопользования и
специального водопользования.
К III категории относятся виды деятельности, относящиеся к 4 классу опасности
(СЗЗ - 100м) согласно санитарной классификации производственных объектов.
К IV категории относятся виды деятельности, относящиеся к 5 классу опасности
(СЗЗ - 50м) согласно санитарной классификации производственных объектов, а также
все виды использования объектов животного мира, за исключением любительского
(спортивного) рыболовства и охоты.
Документы предприятия:
- для предприятий I и II категории состав документов следующий: разрешение на
природопользование, проект ОВОС, проект эмиссий, инвентаризация источников
выброса парниковых газов, паспорта опасных отходов, план производственного
экологического контроля (ПЭК), план природоохранных мероприятий.
Для предприятий III категории состав документов следующий: разрешение на
природопользование, проект эмиссий, инвентаризация источников выброса
парниковых газов, паспорта опасных отходов, план производственного
экологического контроля (ПЭК), план природоохранных мероприятий.
Для предприятий IV категории состав документов следующий: разрешение на
природопользование, проект эмиссий, инвентаризация источников выброса
парниковых газов, паспорта опасных отходов.
Размер ССЗ может быть увеличен по одной из причин:
1. Наличие морально устаревшего оборудования, кот. не обеспечивает качество
атмосферного в-ха территории, предназначенной для жилья в населенном пункте.
2. Малая эффективность газо- и пылеулавливающего оборудования и техническая
нерешенность снижения загрязнения.
3. Неблагоприятное по направлениям ветра взаиморасположение промышленных и
жилых территорий.
4. Превышение ПДК содержания в атмосфере вредных химических факторов за
пределами требуемой СЗЗ при невозможности снижения уровня загрязнения
техническими средствами.
Размер ССЗ может быть уменьшен по одной из причин:
1. При доказательстве стабильного достижения уровня техногенного воздействия на
природу и население ниже нормативных требований по материалам лабораторных
наблюдений (не менее чем годовых).
2. Подтверждение замерами снижения физических факторов в пределах жилой
территории ниже гигиенических нормативов.
3. Полное перепрофилирование предприятия
ССЗ – территория определенной протяженности и ширины, располагающаяся
между источником загрязнения и границами зон жилой застройки.
25. Санитарно-защитные зоны (ССЗ) предприятия.
ССЗ – территория определенной протяженности и ширины, располагающаяся
между источником загрязнения и границами зон жилой застройки. Назначение:
а) обеспечение до требуемых санитарных норм содержания в приземном слое
загрязняющих веществ газовых выбросов, а также факторов физического воздействия
(шум, вибрация, электромагнитное излучение, инфразвук, ультразвук)
б) создание архитектурно-эстетического барьера между промышленной и жилой
зонами.
в) организация доп. озелененных площадей для усиления ассимиляции и фильтрации
загрязнителей атм. в-ха.
Расчет ССЗ регламентируется ГОСТом, для этого все предприятия все предприятия
разделены на 10 групп по отраслям промышленности в зависимости от их воздействия
на здоровье человека и окружающую среду. В пределах каждой группы выделяют 5
классов предприятий по степени опасности.
Для предприятий 1 класса размер СЗЗ =1000 м, 2 класса – 500 м, 3 класса – 300м, 4
класса – 100 м, 5 класса – 50м.
Класс опасности определяется по сумме взвешенных условных баллов. Они
оценивают количественный и качественный состав загрязняющих веществ,
экологическую опасность предприятия, количество стационарных и передвижных
источников, выбросов и значения расчетных приземных концентраций. Категории
опасности: 1-я – более 21 балла, 2я – 17-21балл. 3я – 11-16 баллов, 4я – 6-10 баллов, 5я
– до 5 баллов включит.
Размер ССЗ может быть увеличен по одной из причин:
1. Наличие морально устаревшего оборудования, кот. не обеспечивает качество
атмосферного в-ха территории, предназначенной для жилья в населенном пункте.
2. Малая эффективность газо- и пылеулавливающего оборудования и техническая
нерешенность снижения загрязнения.
3. Неблагоприятное по направлениям ветра взаиморасположение промышленных и
жилых территорий.
4. Превышение ПДК содержания в атмосфере вредных химических факторов за
пределами требуемой СЗЗ при невозможности снижения уровня загрязнения
техническими средствами.
Размер ССЗ может быть уменьшен по одной из причин:
1. При доказательстве стабильного достижения уровня техногенного воздействия на
природу и население ниже нормативных требований по материалам лабораторных
наблюдений (не менее чем годовых).
2. Подтверждение замерами снижения физических факторов в пределах жилой
территории ниже гигиенических нормативов.
3. Полное перепрофилирование предприятия
ССЗ не допускается рассматривать как резервную территорию предприятия и
использовать для расширения пром. площадки. На терр. ССЗ нельзя размещать:
детские учреждения, школы, лечебно-профилактические и оздоровительные
учреждения, стадионы, жилые здания.
На терр ССЗ можно размещать объекты с производствами меньшего класса вредности, пожарное
депо, гаражи, склады, админ здания, магазины, предприятия обществ. питания, научноисследовательские лаборатории, водопроводные и канализационные насосные станции, стоянки для
общественного и индивид. транспорта, линии электропередачи, нефте- и газопроводы.
26. Виды ущерба природной среде от антропогенной деятельности.
Экологический ущерб характеризуется нарушениями, возникающими в природных
системах. Неблагоприятные последствия для них могут наступить даже при
незначительных отклонениях от оптимального состояния, а при достижении
критического уровня происходят необратимые изменения в экосистемах.
Под экономическим ущербом обычно понимают выраженные в денежной форме
фактические или возможные потери народного хозяйства, обусловленные ухудшением
экологической ситуации в результате антропогенной деятельности.
Социальный ущерб — это ущерб, наносимый прежде всего здоровью людей
загрязненным воздухом, экологически неблагополучными продуктами питания,
питьевой водой плохого качества, шумами и т.п. Все это ведет к росту заболеваемости
людей, сокращению продолжительности жизни, ухудшению условий труда и отдыха
населения и жизнедеятельности в целом.
Экологический и социальный ущербы не подлежат абсолютно точной
количественной оценке.
Разработаны 3 основных методических подхода к экономической оценке ущерба:
 метод прямого счета – базируется на сопоставлении затрат на лечение населения,
урожайности с/х культур, продуктивности скота;
 аналитический метод – основан на использовании предварительно выведенных
зависимостей между показателями состояния реципиентов и уровнем загрязнения
окружающей среды;
 эмпирический метод – основан на принципе перенесения на часто исследуемые
объекты общих закономерностей воздействия ущербно образующих факторов.
27. Экономический механизм природопользования.
Экономический механизм управления природопользованием основан на принципе
«загрязнитель платит». Он включает финансирование деятельности по охране ОС и
рациональному природопользованию, ее экономическое стимулирование, плату за
природопользование, а также возмещение ущерба в связи с негативными изменениями
окружающей среды в результате хозяйственной и другой деятельности.
Финансирование природоохранной деятельности в стране осуществляется из разных
источников (республ. и местный бюджеты, юрид и др лица, кредиты банков и
иностранные инвестиции).
В наст. вр. основным инструментом экономического регулирования охраны ОС
выступает плата за природопользование, кот. включ платежи за использование прир.
ресурсов и экологический налог. Экологич налог взимается за выбросы загрязняющих
веществ в воздух, сбросы сточных вод в естественные водоемы, размещение отходов.
Отсюда и принцип «загрязнитель платит». За использование природных ресурсов
сверх лимита налог увелич-ся в 1,5 раза, за сверхлимитные выбросы или сбросы – в 15
раз, за сверхлимитное размещение производственных отходов – в 5 раз.
Экономич стимулирование охраны ОС предусматривает установление льгот по
налогооблаж. за внедрение малоотходных, энерго- и ресурсосберегающих технологий,
использование отходов в кач вторичн. сырья, осуществл. других природоохранных
мероприятий, а также льготное кредитование и ускоренную амортизацию
оборудования, которое необходимо для охраны ОС.
28. Экономические инструменты охраны окружающей среды.
Две группы экономических инструментов охраны окружающей среды:
1. Рыночно-ориентированные инструменты
- Природно-ресурсные платежи и платежи за загрязнение среды.
- Рыночные цены на природные ресурсы, поступающие в экономический оборот.
- Механизм купли-продажи прав на загрязнение природной среды.
- Залоговая система.
- Интервенция с целью коррекции рыночных цен и поддержки производителей.
- Методы прямых рыночных переговоров.
2. Финансово-кредитные инструменты:
- Формы и инструменты финансирования природоохранных мероприятий.
- Кредитный механизм охраны окружающей среды, займы, субсидии и др.
- Режим ускоренной амортизации природоохранного оборудования.
- Экологические и ресурсные налоги.
- Система страхования экологических рисков.
29. Экономические рычаги охраны атмосферного воздуха.
Они включают:
1) планирование и финансирование мероприятий по охране атмосферного воздуха;
2) установление лимитов допустимых выбросов загрязняющих веществ в
атмосферный воздух;
3) установление нормативов платы и размеров платежей за выбросы загрязняющих
веществ в атмосферный воздух и вредные физические и другие воздействия;
4) установление нормативов платы и размеров платежей за потребление атмосферного
воздуха для производственных целей;
5) установление нормативов платы за превышение лимитов выбросов загрязняющих
веществ в атмосферу;
6) предоставление субъектам хозяйствования налоговых, кредитных и др льгот при
внед-рении ими малоотходных, энерго- и ресурсосберегающих технологий,
использовании не-традиционных видов энергии, осуществлении др эффективных мер
по охране атм. в-ха;
7) покрытие ущерба, нанесенного окружающей среде и здоровью людей в результате
загрязнения атмосферного воздуха.
30. Абсорбционный метод очистки газовых выбросов.
Абсорбция – процесс поглощения газа жидким поглотителем. Десорбция –
выделение растворенного газа из раствора.
Протекание абсорбционных процессов характеризуется их статикой кинетикой.
Статика абсорбции, т.е. равновесие между жидкой и газовой фазами, определяет
состояние, кот. устанавливается при продолжительном соприкосновении фаз (зависит
от температуры или давления).
Кинетика абсорбции, т.е. скорость процесса массообмена, определяется степенью
отклонения от равновесного состояния, свойствами поглотителя, компонента и
инертного газа, а также способом соприкосновения фаз (устройством абсорбционного
аппарата и гидродинамическим режимом его работы).
Виды абсорбции: физическая, химическая.
При физической абсорбции растворение газа не сопровождается химической
реакцией. Над раствором существует равновесное давление компонента и поглощение
последнего происходит лишь до тех пор, пока его парциальное давление в газовой
фазе выше равновесного над раствором. Полное извлечение компонента из газа
возможно при противотоке и подаче в абсорбер чистого поглотителя. Например,
абсорбция кислых газов органическими растворителями: метанол, пропилен-карбонат
и др.
При химической абсорбции абсорбируемый компонент связывается в жидкой фазе
в виде химического соединения. При необратимой реакции равновесное давление над
раствором очень мало (при обратимой больше) и возможно полное поглощение
компонента. Например, получение азотной кислоты при абсорбции оксидов азота
водой.
Абсорбция может сопровождаться десорбцией. Если десорбцию не производят, то
поглотитель используется однократно.
Сочетание абсорбции с десорбцией позволяет многократно использовать
поглотитель и выделять абсорбируемый компонент в чистом виде. Для этого раствор
после абсорбера направляют на десорбцию, где происходит выделение компонента, а
регенерированный раствор вновь возвращают на абсорбцию. Таким образом
поглотитель
не
расходуется.
При
наличии
малоценного
поглотителя
регенерированный поглотитель сбрасывают в канализацию.
Области применения абсорбционных процессов:
 Получение готового продукта путем поглощения газа жидкостью (абсорбция SO3 в
производстве серной кислоты). При этом абсорбция проводится без последующей
десорбции.
 Разделение газовых смесей для выделения одного или нескольких компонентов.
При этом поглотитель должен обладать высокой поглотительной способностью по
отношению к извлекаемому компоненту и меньшей – к другим составным частям.
(абсорбция ацетилена из газов крекинга). Абсорбция обычно сочетается с
десорбцией.
 Очистка газа от примесей вредных компонентов (очистка нефтяных газов от
сероводорода).
 Улавливание ценных компонентов из газовой смеси для предотвращения их потерь
(рекуперация летучих растворителей - спирты).
31. Области применения абсорбционных аппаратов обширны:
 Получение готового продукта путем поглощения газа жидк-ю. Абсорбция
проводится без последующей десорбции (абсорбция SO3 в произв-ве серной
кислоты);
 Разделение газовых смесей для выделения одного или неск-х компонентов.
Причем поглотитель д. обладать избирательной или селективной абсорбцией, т.е.
возможно большей поглотительной способн-ю по отношению к извлекаемому
компоненту и возможно меньшей к по отнош-ю к другим (абсорбция бензола из
коксового газа);
 Очистка газов от примесей вредных компонентов, не допустимых при двльнейшей
переработке газа (очистка нефтяных и коксовых газов от сероводорода);
 Санитарная очистка отходящих газов, где некот-е вещ-ва превышают нормативы
допустимых выбросов. Извлекаемый компонент обычно используют (очистка
газов, выделяющихся при произв-ве мин-х удобрений, от фтористых соединений);
 Улавливание ценных компонентов из газовой смеси (рекуперация летучих
растворителей в спирту, эфирах).
Абсорбция обычно применяется, когда не требуется полного извлечения
компонента.
Группы абсорберов по характеру поверхности контакта:
1. Поверхностные:
 Собственно поверхностные (поверхность контакта – зеркало жидкости);
 Пленочные (поверхность контакта –пов-ть текущей пленки жидкости);
 Насадочные (жидкость стекает по пов-ти насадки);
 Механические.
2. Барботажные абсорберы (пов-ть контакта разбивается потоками газа):
 Сплошной барботаж (пропускание газа ч-з жидкость);
 Аппараты колонного типа с различного вида тарелками;
 С примешиванием жидкости механическими мешалками.
3. Распываливающие абсорберы (распыление ж-ти в массе газа):
 Форсуночные абсорберы
 Скоростные прямоточные распыливающие абсорберы
 Абсорберы с вращающимися механическими устройствами.
Наиболее распространены в наст. время насадочные и барботажные тарельчатые
абсорберы.
Преимущ-ва:
 Высокая эффективность
загрязнителей;
поверхностных
абсорберов
от
всех
типов

Высокая эфф-ть барботажных абсорберов при улавливании пыли,
волокнистых включений, смолистых в-в;
 Простота и малое гидравлическое сопротивление распыливающих
абсорберов, но невысокая эффективность.
Недостатки:
 Остаточный каплеунос;
 Забивание межнасадочного простр-ва у абсорберов со стационарной насадкой
(этого нет, если насадка подвижная - самоочищение);
 Проблемы стабилизации пенного слоя в барботажных абсорберах
32. Конструкционные особенности абсорбционных аппаратов
При абсорбционных процессах массообмен происходит на поверхности контакта
фаз, поэтому абсорбционные аппараты д. иметь развитую поверхность
соприкосновения газа с жидкостью. Группы абсорберов по характеру поверхности
контакта:
1. Поверхностные (пов-ть контакта определяется геометрической пов-тью элементов):
a. Собственно поверхностные (поверхность контакта – зеркало жидкости) – рис.1
«Пов-й абсорбер с водяным охлаждением», ОВ – охлаждающая вода;
b. Пленочные (поверхность контакта –пов-ть текущей пленки жидкости) – рис.2
«Пленочный трубчатый абсорбер»;
c. Насадочные (ж-ть стекает по пов-ти загруженной в абсорбер насадки разл-й
формы) – рис.3 «Насадочный абсорбер со сплошной загрузкой», 1 – поддерживающие
решетки, 2 – насадка + есть устройство распределения ж-ти;
d. Механические пленочные.
2. Барботажные (пов-ть контакта разбивается потоками газа в виде пузырьков, струек
и определяется расходами газа и ж-ти):
a. Сплошной барботаж (пропускание газа ч-з жидкость) – рис.4 « Прямоточный
асорбер со сплошным барботажным слоем», газ и ж-ть разделены плитой;
b. Аппараты колонного типа с различного вида тарелками;
c. С примешиванием жидкости механическими мешалками.
Можно наблюдать такой эффект в насадочных абсорберах с затопленной головкой.
3. Распываливающие абсорберы (распыление ж-ти в массе газа на мелкие капли, повть контакта опред-ся расходом ж-ти):
a. Форсуночные абсорберы – рис.5;
b. Скоростные прямоточные распыливающие абсорберы (распыление ж-ти в токе
движения с большой скоростью газа);
c. Абсорберы с вращающимися механическими устройствами.
33.
Методика расчета
абсорбера
Расчет абсорбера выполнятся в 3 этапа:
I: *Производятся материальные и энергетические расчеты и устанавливаются
условия равновесия.
*Строят линию равновесия и рабочую линию.
*Находят число теоретических ступеней изменения концентрации.
*Определяют необходимость циркуляции раствора, расход энергии на
регенерацию и потери раствора при регенерации.
II: *Выбирают конструкцию аппарата
*Рассчитывают массо- и теплопередачу, гидродинамику и габариты аппаратов.
III: *Уточняют технологические параметры.
*Осуществляют оптимизацию процесса.
При проектировании абсорбера необх-мо определить диаметр, высоту аппарата,
размеры его внутренных частей, оптимальную скорость жидкости в адсорбере.
Часто абсорберы проетируются и работают в производстве не при оптимальных
режимах, что снижает его эффективность (н-р, насадочные абсорберы обычно
работают с низкими скоростями, что плохо).
Наилучшим аппаратом следует считать такой, для кот. технико-экономические
показатели будут выше, т.е. стоимость переработки 1м 3 газа будут наименьшими. При
этом д. учитываться затраты на вспом-е операции. Для оценки эффективности обычно
используют показатели: характеристику интенсивности процесса и гидравлическое
сопротивление.
34. Виды адсорбентов и их применение.
4 вида адсорбентов: активные угли (АУ), силикагели, алюмогели, цеолиты.
1. АУ прим-ся при адсорбции газов и паров, рекуперации газовых выбросов.
По назначению активные угли делятся на:
 газовые (для адсорбции плохо поглощающих газов и паров);
 рекуперационные (для адсорбции паров из смеси с газами);
 контактные – катализатор химических реакций;
 осветляющие (для поглощения крупных молекул и микросуспензии из жидких
сред).
По форме и размеру частиц угли м.б.:

порошкообразные (однократно для очистки воды на станциях водоподготовки);

зерненые (очистка воды фильтрацией в пищевой пром., медицине, стр-е
материалы);

волокнистые: в бытовых фильтрах.
Недостатки АУ: горючесть (при t=300⁰С в воздухе самовозгорается, угольная пыль
при t=200⁰С), при концентрации от 17 до 24 г/см3 образуют с кислородом
взрывоопасную смесь.
2. Силикагели используются для осушки газов и поглощения паров органических
веществ. Это искусственные формы диоксида кремния. Промышленность выпускает
кусковые и гранулированные. Не горючий. Имеет относительно высокую
механическую прочность к истиранию и низкую стоимость.
3. Алюмогель – активный оксид алюминия, используют для осушки газа и поглощения
органических веществ из газовых смесей.
4. Цеолиты – алюмосиликаты, которые содержат оксиды щелочных и
щелочноземельных металлов.
 Природные: морденит, шабазит, клиноптилолит.
 Синтетические:
 КА - только для осушки газов;
 NаА – адсорбирует сероводород, сероуглерод, аммиак, этан, метан, оксид
углерода;
 СаА – поглощает углеводород, спирты;
 СаХ, NаХ – все молекулы, которые адсорбируют СаА и NаА + органические
азотистые соединения, ароматические и нафтеновые углеводороды.
35. Характеристика промышленных адсорбентов, требования
Требования к адсорбентам системы очистки. Должны: *Иметь большую
адсорбционную спос-ть при поглощении компонентов при их небольших
концентрациях в газовых примесях; *Обладать высокой степенью селективности;
*Иметь высокую механич-ю прочность; *Обладать способность к регенерации;
*Иметь низкую стоимость.
4 вида адсорбентов: активные угли (АУ), силикагели, алюмогели, цеолиты.
1. АУ. Насыпная плотность 300-600 кг/м3, удельная поверхность 600-1700 м2/г,
размер гранул 1-6 мм. АУ получают из органического сырья (древесина, торф…)
путем его термической обработки без свободного доступа воздуха с целью удаления
летучих веществ с последующим окислением газом или паром при t=800-900⁰С либо
обработкой химическими реагентами.
По форме и размеру частиц угли м.б.: Порошкообразные, Зерненые, Волокнистые.
Волокнистые адсорбенты отличаются более высокой термической и химической
стойкостью, однородностью пор, большим объемом микропор и бо’льшим коэф-м
массопередачи. Они имеют наибольшую эффективную площадь пов-ти, нашли
широкое применение.
Недостатки АУ: горючесть (при t=300⁰С в воздухе самовозгорается, угольная пыль
при t=200⁰С), при концентрации от 17 до 24 г/см3 образуют с кислородом
взрывоопасную смесь.
2. Силикагели. Сферические частицы размером 10-100 мкн. Промышленность
выпускает кусковые и гранулированные с размером зерен от 0,2 до 7мм. Насыпная
плотность 400-900 кг/м3, уд-я поверхность 300-700 м2/г, не горючий. Им. низкую t
регенерации (t=100-200⁰С), относит-но высокую механич-ю прочность к истиранию и
низкую стоимость.
3. Алюмогель – активный оксид алюминия. Промышленность выпускает гранулы
цилиндрической формы, диаметр гранул 2,5-5 мм, высота3-7 мм, насыпная плотность
500-700 кг/м3, удельная поверхность 200-500 м2/г и шарообразной формы: диаметр
частиц3-4 мм, насыпная плотность 600-900 кг/м3, удельная поверхность 200-500 м2/г.
4. Цеолиты – алюмосиликаты, которые содержат оксиды щелочных и
щелочноземельных металлов.
o Природные: морденит, шабазит, клиноптилолит.
o Синтетические: *КА - только для осушки газов; *NаА – адсорбирует сероводород,
сероуглерод, аммиак, этан, метан, оксид углерода; *СаА – поглощает углеводород,
спирты; *СаХ, NаХ – все молекулы, которые адсорбируют СаА и NаА + органические
азотистые соединения, ароматические и нафтеновые углеводороды.
Шарообразные диаметром 2-5 мм или цилиндрические лиаметром 4-6 мм.
Для регенерации адсорбентов применяют термический метод или реагент.
Низкотемпературная регенерация – парами или газами при t=100-400⁰С.
Регенерация силикагелей обычно производится путём продувки сорбента подогретым
сухим азотом или воздухом с t=170…200 °C. Для алюмогелей — с 250…350 °C.
Адсорбционная ёмкость силикагелей и алюмогелей — уменьшается при повышении
температуры, что позволяет обеспечить их регенерацию и при сравнительно
невысокой температуре. Синтетические цеолиты активно поглощают воду даже при
высоких температурах и позволяют снижать содержание влаги в газах до десятых
долей миллиграмма на 1 м³, то есть до точки росы ниже −80 °C. Это прекрасное
свойство имеет и обратную сторону: адсорбированную воду трудно удалить из
внутренних полостей цеолитов, в связи с чем регенерация синтетических цеолитов
является сложным и энергоемким процессом. При регенерации цеолитов не
допускается применение насыщенного пара, так как при температуре более 200 °C эти
адсорбенты разрушаются паром через несколько часов.
36. Конструкционные особенности адсорбционых аппаратов
Адсорбционный метод очистки – концентрирование вещ-в на пов-ти раздела фаз
или в объеме пор тв-го тела. Абсорбция м.б. физической или химической
(хемосорбция). Методы очистки: периодичного и непрерывного действия.
Периодичного действия: с неподвижным слоем и с движущимся слоем адсорбента.
1. Адсорберы с неподв-м слоем – цилиндр-е вертик-е или гориз-е емкости,
заполненные слоем адсорбента. Стадии проведения адс-и: 1 ст – абсорбция, 2 ст –
десорбция, 3 ст – сушка адсорбента, 4 ст – охлаждение адсорбента. См. рис. 1
«Адсорбер полочного типа».
Непрерывного действия (более интенсивны):
1. «Адсорбер с движущимся слоем
зернистого адсорбента» - рис.2. (1- зона
адсорбции (осн очистка), 2-распределит-е
решетки,
3тхолодильник,
4подогреватель, 5-затвор)
2.«Аппарат с псевдосжиженным слоем
адс-та» - рис.3 (1-псевдосжиж слой, 2тарелка с отв, ч/з кот проходит газ, 3переток, 4-затвор).
Эффективность очистки 95-99%.
3. С инжекционным захватом адсорбента.
Рис.4 «Комбинированный адсорбер» (1-тарелка, 2-переток, 3бункер). Сост-т из колонны с тарелками, на кот-х адсорбент
находится в псевдоожиженном состоянии, и камеры с
перфорированной конической частью для прохода газа. Адсорбент через переток
попадает на тарелку. В камере газ доочищается от пыли.
Эфф-ть очистки 95-99%.
Адсорбционный метод очистки характ-ся высокой интенсивностью и повышенными
температурами реакции, что требует применения хладагентов. Степень очистки м.
достигать 95-98% и очистке может быть подвергнут широкий перечень веществ.
37. Области применения адсорбционной техники:
Очистка в-ха от вредных примесей, воды, сахарных сиропов при сахароворении,
продуктовых соков или др. ж-тей в пищевой промышленности, очистка отработанных
смазочных масел.
На адсорбц-х процессах основано тонкое разделение смесей в-в и выделение
изсложных смесей опред-х компонентов. Н-р: разделение видов нефти при
производстве моторных топлив (крекинг).
При разделении газовых смесей – используют при получении воздуха,
обогащенного кислородом (почти до 90-99% содержания кислорода).
Медицина: извлечение вредных в-в из крови чел-ка (гемосорбция) и других
физиологических жидкостей. Высокие требования к стерильности ставят очень
трудную задачу подбора подходящих адсорбентов. К ним относятся специально
подготовленные активные угли.
38. Очистка газов от оксида и диоксида углерода.
СО и СО2 присутствуют в воздухе в газообр-м состоянии. СО2 значит-но легко
выводится из атм-ры в процессе ее самоочищения, а СО сложно (очень токсичный).
СО переносится на большие расст-я и долго м. нах-ся в неизменном виде в приземном
слое атм-ры.
От СО2 очищают природные, коксовые, попутные нефтяные газы, удаляют его из вха в подводных лодках и космических кораблях. СО опасен, т.к. связывается с
гемогло-бином крови → отсут-е доступа кислорода.
Основные методы очистки:
1) Абсорбция СО2 водой: Н2О + СО2 = Н2СО3; Н2СО3= Н2О + СО2
Простейший способ. Максимальная поглотительная способность воды 8 кг СО 2 на
100 кг Н2О. Очищенный газ выводится в атм-ру, а раствор СО2 перекачив-ся в
дегазатор (для дальнейшего исп-ния и хим. переработки).
Преим-во: отсут-вие токсичных отходов, выбрасываемых в окр. среду;
экономичность; доступность растворителя (Н2О); относительная простота технологичго процесса и аппаратов.
Недостатки: небольшая поглотительная емкость Н2О и недостаточная чистота СО2.
2) Абсорбция СО2 этаноламином: (RNH3)2CO3 + СО2 + Н2О = 2(RNH3)HCO3
2(RNH3)HCO3= (RNH3)2CO3 + СО2 + Н2О
Более широкое применение. Большая эффект-ть по сравн. С (1) обусловлена
наличием щелочных св-в и ,как следствие, возм-ть поглощения их газ-х сред
загрязненных не только СО2, но и др. загрязнения (N2S).
Моноэтаноламины хорошо поглощаются СО. В прмышленности чаще применяют
моноэтаноламины как абсорбент эффект-ый по отношению к неск-ким компонентам.
Недорогой, легко регенерируется.
3) Метанирование СО и СО2 : СО + 3Н2 = СН4 + Н2О
СО2 + 4Н2 = СН4 + 2Н2О
 необходимо присутствие катализатора NiO, Al2O3
Метанирование исп-ся для очистки газов с остаточным кол-вом СО в присутствии
катализатора. Одновременно из очищенного газа удал-ся СО2 и О2, а образующийся
метан СН4 м. исп-ся в технологическом процессе или сжигается.
4) Абсорбция медно-аммиачным раствором:
[Cu(NH3)2]+ + CO + NH3 = [Cu(NH3)3CO]+
[Cu(NH3)3CO]+ = [Cu(NH3)2]+ + CO + NH3
NH3 + H2O = NH4OH
NH4OH + CO2 = (NH4)2CO3 + H2O
(NH4)2CO3 + CO2 + H2O = 2NH4HCO3
Исп-ся для глубокой очистки газа от СО. Процесс основан на сповобности медноаммиачного раствора поглащать СО под высоким давлением и т-ре близкой к О°С.
Десорбцию СО проводят при атм-ном давлении и т-ре 80°С.
5) Конверсия СО с водяным паром: СО + Н2О = СО2 + Н2
 в присутствии катализаторов на основе железа
Конверсия СО водяным паром проводится в присутствии катализатора Fe2O3 и
Cr2O3 и реакция конверсии экзотермична.
39. Очистка газов от сероводорода.
H2S –бесцветный газ с характерным запахом, хорошо растворим в воде (1 объем
Н2О и 3 объема H2S). Образуется слабая кислота. Сильно токсичен. При концентрации
H2S в воздухе 0,004 мг/л ощущается сильный запах. При более высоких конц-ях
возможно сильное отравление и смерть из-за остановки дыхания. ПДКSO2(рабочей
зоны)=10 мг/м3; в присутствии СхНу -3 мг/м3.
Очистка пром-х газовых выбросов от H2S проводится как мокрым, так и сухим
способами. Мокрый метод: газы контактируют с поглотительными растворами. Сухой
метод: исп-ся сорбенты различной природы.
Сущ-т 5 методов очистки газов от H2S:
1) Мышьяково-содовый: Na2As2S5O2 + H2S = Na4As2S6O + Н2О (аб-ция)
Na4As2S6O + 1/2O2 = Na2As2S5O2 + S (регенерация)
Абсорбция и реген-ция проходит при т-ре = 40…45°С в скрубберах.
Дост-ва: селективность очистки по отношению H2S и высокая эф-ть очистки (98%).
2) Фосфатный метод: H2S + К3РО4 = К2НРО4 + КНS
Преимущества по отн-нию к мышьяково-содовому: нелетучесть фосфата калия, что
позволяет проводить процесс при более высоких темпер-рах. Исп-мый
поглотительный раствор позволяет селективно выделять H2S из загрязненных газов,
где его концентрация отн-но высока и присутствует знач-ное количество СО2.
Фосфат калия может взаим-ть с очищенным газом с выделением в аппаратах
очистки нерастворимых карбонатов → процесс проводят с исп-нием 35% раствора
фосфата калия.
3) Железо-содовый
H2S + Na2CO3 = NaHS + NaHCO3
3NaHS + 2Fe(OH)3 = Fe2S3 + 3NaOH + 3H2O
аб-ция
3NaHS + 2Fe(OH)3 = 2FeS + S +3NaOH + 3H2O
2Fe2S3 + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3 + 6S
реген-ция
4FeS + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3 + 4S
абсорбента
В основе метода лежит процесс поглощения сероводорода суспензией гидроксида
железа в растворе соды в щелочной среде. Щелочная среда д.б. при РН 8,5…9,0 , а при
регенерации сульфиды железа окисляются кислородом с образованием элементарной
серы (товарный продукт).
4) Адсорбция цеолитами: H2S + NaA = H2S(NaA)
H2S(NaA) = H2S + NaA
Процесс адс-ции H2S можно проводить в присутствии СО2. На начальной стадии
очистки из загрязненного газа извлекают как H2S, так и СО2. Затем H2S вытесняет из
сорбента СО2 и содержание СО2 в выходящем газе начинает возрастать. Процесс м.б.
остановлен при любом экономически и технологически оправданном содержании СО2
в очищаемой газ. среде. Наилучшими св-ми обладают цеалиты типа CaA.
5) Адсорбция активированным углем: H2S + С + О
Здесь уголь – одновременно адсорбент и катализатор. Каталитические св-ва
сорбента усиливают нанесением на его пов-ть йода и йодистого калия (I и KI). На повть и в объеме пор сорбента образ-ся элементарная S → периодически проводят
регенерацию угля. Не находит широкого применения из-за возможного возгорания
угля.
40. Очистка газов от оксидов серы.
Сернистый газ –один из основных загрязнителей атм-го в-ха, оказывающий сильное
негативное влияние на живые организмы. В атм-ре постоянно окисляется до серного
ангидрида и при взаимодействии с водой образуется серная кислота. Из атм-ры
сернистый газ вымывается с осалками, поступая в водоемы и почву. Время
пребывания его в атм-ре зависит от многих факторов и составляет от нескольких часов
до 3-5 суток. Среднесуточная ПДК составляет 0,005 мг/м 3.
Наиболее распространенные след. методы очистки:
1) Известковый метод очистки
SO2 + CaCO3 = CaSO3 + CO2
SO2 + CaO = CaSO3
SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O
2CaSO3 + O2 = 2CaSO4
Один из наиболее простых методов, но в процессе очистки образуются твердые
отходы, кот-е не находят практического применения и сбрасываются в отвалы,
поэтому метод применим при небольшом содержании SO2. Метод основан на
необратимом химическом воздействии сернистого газа с известняком, в рез-те чего
образуется сульфит кальция, кот. в воздухе окисляется да сульфата кальция.
2) Аммиачный метод очистки:
SO2 + (NH4)2 + H2O = 2NH4HSO3
Имеется несколько вариантов, но во всех вариантах первая стадия одинакова –
поглощается SO2 водным раствором сульфида аммония с образованием
гидросульфида. Далее варианты различаются способом переработки гидросульфида
аммония.
2NH4HSO3 + (NH4)2SO3 = 2(NH4)2SO4 + S + H2O
Происходит разложение NH4HSO3 при повышенных тем-рах и давлении с
получением товарных продуктов (серы и сульфата аммония).
3) Поглощение SO2 углеродным пористым сорбентом
SO2 + Н2О = Н2 SO3
Н2 SO3 + 1/2О2 = Н2 SO4
При контакте газа, содержащего SO2, с пористым сорбентом в начале происходит
сорбция SO2 на активной пов-ти сорбента. Далее в рез-те взаимодействия
сорбированных вещ-в между собой образ-ся вещ-ва, представляющие собой товарные
продукты.
41. Очистка газов от оксидов азота и аммиака.
Очистка газа от NOX.
NOXкак и сернистый газ явл-ся одним из осн-х загрязнителем атм-ры. NO2
наиболее устойчив в атм-ре. ПДК (NO2) в воздухе населенного места 0,085
мг/м3.
Наиболее экологически чистым и эф-ным способом очистки
промышленных газовых выбросов от NOХявл-ся каталитическое
восстановление их до молекул азота. При этом в кач-ве восстановителей
могут исп-ся СО, Н2, СН4, NН3, а также различные газовые смеси. В кач-ве
катализаторов примен-ся металлы платинов. группы на различных
носителях.
Наиболее распространенный метод очистки –восстановление NOХ с
помощью аммиака при тем-ре =120°С и давлении 0,3 МПа.
6NO + 4NH3(избыт) =5N2 + 6H2O
6NO2 + 8NH3(избыт) = 7N2 + 12H2O
4NH3 + 3O2 =2N2 + 6H2O
Если содержание NOX повышено, то применяется многоступенчатая
очистка (системы очистки), основанные на каталитическом восстановлении
до молекул азота.
Очистка газов от NH3.
NH3 – газ токсичный. Аммиак явл-ся исходным сырьем в производстве
азотной кислоты.
ПДК(NH3) в воздухе населенных мест 0,2 мг/м3.
Очистка газов от NH3 основана на его хорошей растворимости в воде и
щелочных свойствах. Аммиак NH3 легко удаляется из загрязняющих газов
промывкой водой, иногда добавляется дополнительная ступень доочистки
раствором серной или фосфорной кислоты.
NH3 + H2O = NH4OH
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
3NH3 + H3PO4 = (NH4)3PO4
Адсорбция аммиака водой проводят в системе, состоящей из
последовательно включенных насадочных тарельчатых колонн при
давлении 1,6 МПа и тем-ре 60°С с получением товарных продуктов
(аммиачной воды).Наиболее экологичнымявл-ся метод разложения
(каталитического разложения) аммиака при повышенных тем-рах
2NH3 = N2 + 3Н2
При небольшом содержании NH3 в газовых смесях очистку проводят с
использованием активированных углей или крупнопористых ионитов. На
углях идет процесс адсорбции, а на ионитах идет процесс по след.формуле:
NH4OH = NH4+ + OH42. Термический метод прямого сжигания газовых выбросов.
Метод прямого сжигания применяется для обезвреживания промышленных
газовых выбросов, содержащих легковоспламеняемые органические
примеси. Например пары углеводородов. Продуктами горения
углеводородов являются диоксид углерода и воды, а органических
сульфидов – диоксид серы и вода. Сущность этого метода заключается в
нагреве их до темп-р, превышающих температуру самовоспламенения
токсичных
компонентов,
и
выдержки
в
присутствии
кислорода.преимущество термического способа – универсальность по
отношению к горючим газам любого состава, простота использования и
надежность эксплуатации. Недостатка – значительный расход топлива,
обусловленный необходимостью нагрева газовых выбросов до температур
начала процесса горения загрязняющих веществ и появление в процессе
дополн-ых в-в, например оксидов азота, угарного газа и др. Газы сжигаются
на установках с открытым факелом или в печах с различной конструкцией.
Прямое сжигание осуществляется при температурах t=700…800 °С с
использованием газообразного или жидкого топлива. Для сжигания
необходим избыток О2 на 10-15% больше естественного количества. Если
теплота сгорания углеводородов превышает температуру реакции на 1.9
МДж/м3. То газы сжигаются в факеле. Для того, чтобы, пламя факела было
некоптящим, добавляют водяной пар. В этом случае происходит реакция
водяного пара с углеводородами, сопровождающаяся образованием СО и
Н2 .Количество пара в зависимости от концентрации углеводородов
колеблется 0,05-0,33 кг/кг.
Через распределительные трубки 5 подаются газообразные отходы, за счет
изменения диаметра отверстий можно регулировать подачу ГО.
РИС.1.: 1-гидрозатвор,где происходит насыщение водяными парами; 2огнепреградитель; 3-основная горелка; 4-дежурная горелка; 5-система
зажигания дежурной горелки.
РИС.2.: 1- корпус печи; 2- отверстия; 3- коллектор; 4- подача ГО; 5распределительные трубки; 6- горелка; 7- под; 8- камера горения; 9-камера
утилизации тепла.
43. Особенности каталитического метода очистки газовых выбросов.
Каталитические методы основаны на гетерогенном катализе и служат
для превращения примесей в безвредные или легкоудаляемые из газа
соединения. Процессы гетерогенного катализа протекают на поверхности
твердых тел – катализаторов, которые должны обладать определенными
свойствами - активностью, пористой структурой, стойкостью к ядам,
механической прочностью, селективностью, термостойкостью, низким
гидравлическим сопротивлением, иметь небольшую стоимость.
Особенность процессов каталитической очистки газов заключается в
том, что они протекают при малых концентрациях удаляемых примесей.
Достоинства – высокая степень очистки (95%)
Недостатки – образование новых веществ, которые необходимо удалять из
газа абсорбцией или адсорбцией
Суть процесса каталитической нейтрализациизаключается во
взаимодействии токсичных компонентов газовых выбросов между собой
или избытком О2, в результате чего вредные для окружающей среды и
человека вещества переходят в нетоксичные.
Катализаторами служат платиновые металлы: палладий, рутений, родий,
сплавы никеля, цинка, хрома, купрума.
44. Типы каталитических реакторов
Каталитические реакторы подразделяются на:
1) С неподвижным слоем катализатора
2) С движущимся слоем катализатора
3) С псевдосжиженным слоем катализатора
Каталитические реакторы работают по принципу идеального вытеснения
или смещения.
Рис.1. – каталитический реактор с неподвижным слоем катализатора.
Рис.2. – каталитический реактор с неподвижным слоем катализатора и
охлаждением
1 – холодильник; 2 – неподвижный слой катализатора
Хладоагент в виде змеевика по решетке
Рис.3. – многослойный каталитический реактор
1 - неподвижный слой
Рис.4. - каталитический реактор с псевдосжиженным слоем
1 – псевдосжиженный слой
2 – регенаратор
Рис.5. - реактор с псевдосжиженным слоем и охлаждением
3 – взвешенный слой
Рис.6. – многоступеньчатый катализатор с псевдосжиженным слоем
1 – псевдосжиженный слой на 3-х ступенях
Катализаторами служат платиновые металлы: палладий, рутений, родий,
сплавы никеля, цинка, хрома, купрума.
45 Методы конденсации, термофореза и диффузиофореза.
Конденсация – переход вещества из твердого или газообразного состояния
в жидкое состояние. Конденсация насыщенных паров: конденсация
происходит быстро при малых перенасыщениях, возникает подвижное
равновесие между испаряющейся жидкостью и конденсирующимися
парами.
Перенасыщенный пар возможен при:
1 отсутствии жидкой или твердой фазы того же вещества;
2 отсутствии ядер конденсации;
3 конденсации в атмосфере другого газа.
При отсутствии ядер конденсации перенасыщение может быть 8001000%, конденсация может начинаться при случайном уплотнении
вещества.
Конденсация ненасыщенного пара возможна в присутствии
порошкообразных или пористых тел.
Фракционирующая конденсация – процесс ступенчатого охлаждения
газовой смеси, который сопровождается последовательной конденсацией
отдельных компонентов или фракций. Фракционирующая конденсация
является более эффективным методом, чем одна или несколько
последовательных конденсаций, проведенных в тех же пределах. Она
соответствует максимальному теоретическому эффекту разделения, и ее
можно рассматривать как бесконечно большое число простых конденсаций.
Термофорез – процесс сталкивания частиц нагретыми телами. Играет
существенную роль при улавливании частиц горючих газов при
прохождении их через холодные насадки. Степень очистки до 98%.
Диффузиофорез – это движение частиц, вызванное градиентом
концентрации
компонентов
газовой
смеси.
Наблюдается
гидродинамическое течение (Стефановское течение), которое способствует
захвату частиц каплями испаряющейся влаги.
46. Технологические методы снижения количества оксидов азота в
энергетике.
NOx как и сернистый газ является одним из основных загрязнителей
атмосферы.NO2 наиболее устойчив в атмосфере. ПДК NO2 в воздухе
населенного места 0.085 мг/м3.
Наиболее экологически чистым и эффективным способом очистки
промышленных газовых выбросов от NOx является каталитическое
восстановление их дл молекул азота. При этом в качестве восстановителей
могут использоваться СО, Н2, СР4, NH3, а также различные газовые смеси.
В качестве катализаторов имеются смесители платиновой группы на
различных носителях.
Наиболее распространенный метод очистки – восстановление NOxс
помощью аммиака при температуре t-120 C0 и Р=0.3 МПа.
6NО + 4NH3(избыток)=5N2+6H2O
6NO2+8NH3(избыток)=7N2+12H2O
4NH3+3O2=2N2+6H2O
Если содержание NOx повышено, то применяется многоступенчатая
очистка (система очистки) , основанные на каталитическом восстановлении
до молекул азота.
Очистка газов от NH3
NH3 – газ токсичный.Аммияк является исходным сырьем в производстве
азотной кислоты. ПДК (NH3) в воздухе населенных мест 0,2 мг/м3
Очистка газов от NH3 основана на его хорошей растворимости в воде и
щелочных свойствах. Аммиак NH3 легко удаляется из загрязняющих газов
промывкой водой, иногда добавляется дополнительная ступень доочистки
раствором серной или фосфорной кислоты.
NH3+H2O = NH4OH
2NH3+H2SO4= (NH4)2 SO4
3NH3+H3PO4= (NH4)3PO4
Сорбция аммиака водой производится в системе состоящей из
последовательно включенных насадочных и тарелочных колонн при Р=1.6
МПа и температуре 600С с получением аммиачной воды.
Наиболее экологическим является метод разложение (каталитическое
разложение) аммиака при повышенных температурах:
2NH3=N2+3H2
При небольшом содержании NH3 в газовых смесях очистку проводят с
использование активированных углей или крупнопористых ионитов. На
углях идет процесс абсорбции, а на ионитах идет процесс по следующей
формуле
NH4OH=NH4++OH-
47. Демеркуризация территории и помещений.
Демеркуриза́ция —удаление ртути и её соединений физико-химическими
или механическими способами с целью исключения отравления людей и
животных. Металлическая ртуть высокотоксична и имеет высокое давление
паров при комнатной температуре, поэтому при случайном проливе (а
также в случае повреждения ртутных термометров, ламп, манометров и
других содержащих ртуть приборов) подлежит удалению из помещений.
Демеркуризация отходов — обезвреживание отходов, заключающееся в
извлечении содержащейся в них ртути и/или её соединений.
Во-первых, пролитую ртуть собирают, сначала кисточкой в бумажный
конверт, затем влажной фильтровальной бумагой. В щелях — кусочками
проволоки или кисточками из амальгамирующихся металлов. Собранную
ртуть и использованные бумагу и проволоку помещают в герметичную
ёмкость. Затем, чтобы обезвредить остатки ртути, помещение
обрабатывают химическими веществами, реагирующими с металлической
ртутью с образованием оксидов или нелетучих растворимых соединений
(солей ртути) и затем смывают эти соли. Самые простые составы для
демеркуризации, доступные в быту — водный раствор 0,2 % перманганата
калияKMnO4 с добавлением 0,5 % соляной кислоты HCl; один из наиболее
эффективных составов — 20 % водный раствор хлорного железа FeCl3.
Запрещается при сборе ртути использовать пылесос (он лишь
распространяет частицы ртути по комнате, в том числе длительное время
после использования) или веник (разбивает капли на более мелкие).
Собранную ртуть запрещено выливать в канализацию. Одежду, обувь,
ковры, шторы, мебельную обивку и иные предметы, непосредственно
контактировавшие с ртутью нельзя использовать, мыть или стирать, их
следует сдать для утилизации в специальные организации. Демеркуризация
выполняется специальными организациями.
Существует четыре основные этапа по демеркуризации:
А. Обследование объекта (выявление источника, степени загрязнения
помещения)
Б. Удаление фазовой ртути.
В. Химическая демеркуризация (обработка поверхности теми или иными
аппаратами)
Г. Обезораживание загрязненных ртутью материалов.
Дляудаление фаз ртути применят термический метод с помощью
приспособлений из амольгмирующих металлов, специальных ловушек с
вакуумным насосом. Обезораживание – перевод ртути в наиболее
устойчивое, практически нерастворимое соединение.
48. Методы борьбы со свинцовым загрязнением.
1) Изменение технологии то есть использование заменителей свинца как
добавки, многоступенчатая очистка газов, испытание фильтра со струйной
продувкой со специальной ткани двойного переплетения.
2) Известкование кислых почв, внесение минеральных и органических
удобрений, использование гумусовых препаратов.
3) Биологические приемы то есть выращивание растений не
накапливающие свинец, либо растений способных аккумулировать
большое количество свинца с последующим их изъятием.
Источники свинца:
- добавка промышленности (производство стекла в Гродно, Борисове)
- свинец-сурик (лакокрасочные изделия)
- охотничьи пули и дроби
49. Требования к эксплуатации газоочистного оборудования.
- Надежная бесперебойная работа с показателями соответствующим
проектным
- Все установки очистки газа должны быть зарегистрированы в
министерствах природных ресурсов и охраны окружающей среды РБ, иметь
паспорт.
- установки должны проверяться на эффективность не реже одного раза в
год с оформлением соответствующего акта, а также при переходе на новый
режим работы после строительства, капитального ремонта и реконструкции
- эксплуатация оборудования при отключении очистных устройств
запрещается
- увеличение производственных мощностей без соответствующего
наращивания очистного оборудования запрещено.
- при использовании установок очистки газа предназначенные для очистки
газа с высоким содержанием горючих, взрывоопасных, агрессивных
веществ необходимо строго соблюдать правила эксплуатации и следить за
герметичностью оборудования и исправностью всех его систем и
устройств.
50. Комбинированный адсорбционно-каталитический метод очистки.
Адсорбционно-каталитические методы применяют для очистки
промышленных выбросов от диоксида серы, сероводорода и сероорганических соединений. Катализатором окисления диоксида серы в
триоксид и сероводорода в серу служат модифицированный добавками
активированный уголь и другие углеродные сорбенты. В присутствии паров
воды на поверхности угля в результате окисления SO2 образуется серная
кислота, концентрация которой в адсорбенте составляет в зависимости от
количества водяного пара при регенерации угля от 15 до 70%. Окисление
H2S происходит по реакции H2S + 1/2 О2 = Н2О + S
Активаторами этой каталитической реакции служат водяной пар и
аммиак, добавляемый к очищаемому газу в количестве ~0,2г/м3.
Активность катализатора снижается по мере заполнения его пор серой и
когда масса S достигает 70—80% от массы угля, катализатор регенерируют
промывкой раствором (NH4)2S. Промывной раствор полисульфида
аммония разлагают острым паром с получением жидкой серы.
Представляет большой интерес очистка дымовых газов ТЭЦ или
других отходящих газов, содержащих SO2 (концентрацией 1-2% SO2), во
взвешенном слое высокопрочного активного угля с получением в качестве
товарного продукта серной кислоты и серы.
Другим примером адсорбционно-каталитического метода может
служить очистка газов от сероводорода окислением на активном угле или
на цеолитах во взвешенном слое адсорбента-катализатора.
Широко распространен способ каталитического окисления токсичных
органических соединений и оксида углерода в составе отходящих газов с
применением активных катализаторов, не требующих высокой
температуры зажигания, например металлов группы платины, нанесенных
на носители.
В промышленности применяют также каталитическое восстановление
и гидрирование токсичных примесей в выхлопных газах. На селективных
катализаторах гидрируют СО до CH4 и Н2О, оксиды азота — до N2 и Н2О
etc. Применяют восстановление оксидов азота в элементарный азот на
палладиевом или платиновом катализаторах.
Каталитические методы получают все большее распространение
благодаря глубокой очистке газов от токсичных примесей (до 99,9%) при
сравнительно невысоких температурах и обычном давлении, а также при
весьма малых начальных концентрациях примесей. Каталитические методы
позволяют утилизировать реакционную теплоту, т.е. создавать
энерготехнологические системы. Установки каталитической очистки
просты в эксплуатации и малогабаритны.
Недостаток многих процессов каталитической очистки — образование
новых веществ, которые подлежат удалению из газа другими методами
(абсорбция, адсорбция), что усложняет установку и снижает общий
экономический эффект.
51. Биохимический метод очистки газовых выбросов.
Биохимические методы газоочистки более всего применимы для очистки отходящих
газов постоянного состава. При частом изменении состава газа микроорганизмы не успевают
адаптироваться к новым веществам и вырабатывают недостаточное количество ферментов для
их разложения, в результате чего биологическая система будет обладать слабой разрушающей
способностью по отношению к вредным компонентам газов. Высокий эффект газоочистки
достигается при условии, что скорость биохимического окисления уловленных веществ больше
скорости
их поступления из газовой фазы. Различают две группы аппаратов биохимической очистки
газов: биофильтры и биоскрубберы.
В биофильтрах очищаемый газ пропускают через слой фильтранасадки, орошаемой водой
для создания необходимой влажности, достаточной для поддержания жизнедеятельности
микроорганизмов. Насадкой служат природные (почва, торф, компост и др.) или искусственные материалы. При использовании последних на них предварительно выращивают биологически
активную пленку орошением водой или суспензией активного ила.
Эффективная работа биофильтров обеспечивается за счет равномерного распределения
очищаемого воздуха по всей фильтрующей поверхности, равномерной влажности (20 – 50 %) и
плотноcти фильтрующего слоя, поддержания оптимальных температур (25 – 35 °С) и значения рН
6,5 – 8,5
Существуют два приема биохимической очистки при доступе кислорода (аэробный) и
в отсутствие кислорода (анаэробный). Наиболее универсален и широко распространен аэробный
метод, обеспечивающий более высокую скорость процессов и позволяющий достигнуть
максимальной деструкции и обезвреживания примесей. Анаэробный метод применяется как первая
ступень биохимической очистки сточных вод с высокой концентрацией органических веществ.
Уменьшение их концентрации в 10—20 раз на первой ступени Создает благоприятные условия для
последующей аэробной очистки.
Применяют биофильтры (фильтрующий материал – почва, торф или др. природный
материал), биоскрубберы (в которых поток газа контактирует с т.н. «активным илом»,
представляющим собой водную субстанцию, заселенную микроорганизмами). Сложность метода
заключается в поддержании жизнедеятельности микроорганизмов. Один из наиболее дешевых
методов очистки.
Пример применения: Торф как биофильтр используется на птицефабриках для выращивания
молодняка в отсутствие микроорганизмов (которые представляют собой опасность заболеваний).
Для интенсивной очистки воздуха торф модифицируют: нагревают и в нагретом состоянии вводят
добавки. Обеззараживание торфа проводится УФ лампами.
Биофильтры с микроорганизмами, которые очищают воду могут устанавливаться для
регенерации абсорбционного раствора. Для увеличения поверхности контакта в ваннах с
загрязненной водой могут плавать шарики.
Интересные новшества в систему биохимической очистки аспирационных газов внесли
японские разработчиками. Во-первых, для стабилизации действия активного ила и улучшения
процесса его регенерации к суспензии добавляют активированный уголь. Во-вторых, в установках
очистки используют активный ил со станций очистки сточных вод тех же предприятий, что делают
работу установок безотходной
В настоящее время биофильтры используют для очистки отходящих газов от аммиака,
фенола, крезола, формальдегида, органических растворителей покрасочных и сушильных линий,
сероводорода, метилмеркаптана и других сероорганических соединений.
К недостаткам биохимических методов следует отнести:
1 низкую скорость биохимических реакций, что увеличивает габариты оборудования;
2 специфичность (высокую избирательность) штаммов
переработку многокомпонентных смесей;
3 трудоемкость переработки смесей переменного состава.
микроорганизмов,
что
затрудняет
52. Ресурсосбережение при разработке систем очистки газовых выбросов.
Под ресурсами понимают используемые и потенциальные источники удовлетворения
потребностей общества. Ресурсы можно поделить на материальные и энергетические,
первичные и вторичные, интеллектуальные, трудовые, информационные, финансовые,
традиционные и нетрадиционные.
К возобновляемым ресурсам относят часть природных ресурсов в пределах
круговорота веществ в биосфере, способное к самовосстановлению в сроки,
соизмеримые с хоз. Деят. Человека.
К ТЭР относят совокупность природных и воспроизводимых энергоносителей,
запасенная энергия которых при существующем развитии техники, технологий
доступна для использования в хоз. Деят. Человека.
Ресурсосбережение – организованная, экономическая, техническая, научная,
практическая и информационная деятельность, методы, процессы, комплексы
организационно-технических мер и мероприятий, сопровождающих все стадии
жизненного цикла объектов и направленных на рациональное использование и
экономное расходование ресурсов.
53. Основные показатели и задачи ресурсосбережения.
1) Сбережение топлива и энергии в т.ч. энергии водяного пара, сжатого воздуха,
кислорода
2) Рациональное использование и экономия материальных ресурсов
3) Максимальное сохранение природных ресурсов
4) Сохранение равновесия м/д развитием производств и потреблением вторичных
мат. Ресурсов с сокращением устойчивости окружающей технической среды
5) Совершенствование систем управления качеством производства продукции, её
реализации и потребления, оказания услуг.
6) Обеспечение экономически эффективного и безопасного использования
вторичных материальных ресурсов.
Показатели ресурсосбережения входят в группу характеристик направленных на
обеспечение технического уровня и экономию ресурсов при разработке изделий и
производстве продукции в технологическом цикле. Эти показатели устанавливаются и
контролируются по видам изделий и технических процессов в рамках систем
обеспечения качества продукции и сертификации производства.
Экономическое состояние любого государства и жизненный уровень населения во
многом определяется наличием запасов ТЭР и эффективностью их использования.
ТЭР – совокупность всех используемых природных и преобразованных видов топлива
и энергии.
54. Энергосбережение и вторичные энергоресурсы.
Энергосбережение
–
организационная,научная,практическа,информационная
деятельность гос.органов,юр и физ.лиц,напр-я на снижение расходов ТЭР в процессе
их добычи,переработки,ьранспортировки,пр-ва прод-ии,ее испрль-я,утилизауии.
Энергосбережение напрямую связано с использованием топливно-энергетических
ресурсов, запасы которых небесконечны. Один из вариантов сохранения топливноэнергетических ресурсов – использование вторичных энергоресурсов.
Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) — это энергия,получ.в ходе любого
технол.процесса в результате недоиспользования первичной энергии или в виде
побочного продукта осн.пр-ва. Экономически она представляет собой побочную
продукцию, которая при соответствующем уровне развития техники может быть
частично или полностью использована для нужд новой технологии или
энергоснабжения других агрегатов (процессов) на самом предприятии или за его
пределами.
Получение продукции не из первичного сырья (руды), а из вторичного, также
является намного менее энергоемким процессом. Например, получение стали из
металлолома, бумаги из макулатуры и т.д.
ВЭР промышленности делятся на три основные группы: горючие, тепловые,
избыточного давления.
Горючие (топливные) ВЭР - химическая энергия отходов технологических
процессов химической и термохимической переработки сырья.
Тепловые ВЭР - это тепло отходящих газов при сжигании топлива, тепло воды или
воздуха, использованных для охлаждения технологических агрегатов и установок,
теплоотходов производства, например, горячих металлургических шлаков. Одно из
перспективных направлений развития этой отрасли – применение тепловых насосов,
которые позволяют эффективно использовать теплоту, например, от сбросной воды.
ВЭР избыточного давления (напора) - это потенциальная энергия газов, жидкостей и
сыпучих тел, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением
(напором), которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования
этих жидкостей, газов, сыпучих тел или при выбросе их в атмосферу, водоёмы,
ёмкости и другие приёмники.
55. Основные приоритеты в области энергосбережения.
1) Изменение структуры генерирующих мощностей: внедрение парогазовых и газотурбинных
установок, увеличение выработки электроэнергии, преобразование котельных в мини ТЭЦ,
оптимальное распределение нагрузок энергосистем, создание технических условии для
передачи нагрузок от котельных на ТЭЦ (объединение теплосетей, строительство перемычек,
аккумуляция тепла и т.д.)
2) Модернизация и повышение эффективности работы котельных. Перевод паровых котлов в
водогрейный режим, проведение регулярных регламентных работ, диагностика и замена
тепловой изоляции на всех элементах, установка экономайзеров и других теплообменников,
оснащение котлов системой автоматического контроля процессов сжигания и регулирования,
установка аккумуляторов тепла.
3) Снежение потерь и технологического расхода ресурсов: повышение эффективности при
транспортировки тепловой и электрической энергии, природного газа и нефтепродуктов,
снижение расходов на собственные нужды, осуществление технического перевооружения,
оптимизация режимов загрузки тепловых и электрических сетей и трансформаторных
подстанций.
4) Внедрение автомотических систем регулирования потребления энергоносителей,
автомотизация систем ТГСВ в жилых, общественных, производственных помещениях.
5) Разработка и внедрение новых энергосберегающих технологий: усовершенствование
процессов нагрева, термообработки, сушки изделий, разработки новых строительных и
изоляционных материалов с улучшенными теплофизическими характеристиками.
Применение новых энергосберегающих технологий при производстве цемента, стекла,
кирпича, при нефтепереработки, а также на химической и пищевой промышленности.
6) Развитие систем учета всех видов энергоносителей. Учет расхода на отопление жилых и
производственных помещений, внедрение многотарифных счетчиков энергии, создание
автоматизированной системы учета энергоносителей.
7) Утилизация тепловых ВЭР, использование ВЭР в технологических процессах, СО и СГВ
промышленных узлов и отдельных городов, внедрение теплонасосных установок на
промышленных предприятиях, централизованных и индивидуальных СО.
8) Разработка и внедрение эффективных биогазовых установок, то есть использование отходов
животноводческих и растениеводческих организаций, разработка и внедрение технологий
использования бытовых отходов и мусора для топливных целей.
9) Использование энергии нетрадиционных источников (ветер, солнце)
10) Переворужение транспорта и автотранспорта. Перевод на дизельное топливо, СУГ и сжатый
ПГ, разработка и внедрение экономичных двигателей, совершенствование систем
диагностики и регулирования, использование оптимальных режимов эксплуатации,
разработка и внедрение технологий получения топлива для дизельных установок их СН 3ОН и
рапсового технического масла.
11) Внедрение энергосберегающего оборудования приборов и материалов: регулируемые
электрические приводы, инфракрасные излучатели, экономичные источники освещения,
бытовой техники и приборов организации энергопотребления.
12) Снижение затрат в ЖКХ: внедрение регулируемых системы ТГСВ, утилизация тепла вент.
выбросов и сточных вод, испытание энергоэффективных строительных материалов и
конструкций.
13) Пропаганда идей энергосбережения.
56. Безотходные и малоотходные предприятия.
Безотходное производство – совокупность организационнотехнических мероприятий технологических процессов, оборудования,
материалов, обеспечивающих максимальное и комплексное использование
сырья и позволяющее свести к минимуму отрицательное воздействие
отходов на окружающую среду.
Малоотходная технология – промежуточная ступень между
безотходными и нашими технологиями. Отличие от безотходной –
обеспечение
получения
готового
продукта
с
неполностью
утилизированными отходами.
Безотходное производство предполагает кооперирование производств
с большим количеством отходов (производство фосфорных удобрений,
тепловые электростанции, металлургические, горнодобывающие и
обогатительные производства) с производством — потребителем этих
отходов, например предприятиями строительных материалов.
Утилизируя двуокись серы, содержащуюся в отходящих газах
теплоэнергетики и металлургии, можно получить столько серной кислоты,
сколько ее ежегодно производят все сернокислотные заводы России, т. е. но
сути дела удвоить производство этого ценнейшего продукта большой
химии. Уже существуют промышленные установки для каталитической
очистки отходящих газов, которые позволяют извлекать из дыма до 98—
99% сернистого газа при любом, даже самом незначительном, его
содержании и окислять его, превращая вредный промышленный выброс в
серную кислоту. Использовать полученную таким способом кислоту в
промышленности тоже не просто: она содержит различные примеси,
зачастую получается разбавленной. Зато в сельском хозяйстве она может
найти неограниченный рынок сбыта, так как это химический препарат для
почв содового засоления. Для химической мелиорации годится серная
кислота сколь угодно разбавленная, практически с любыми примесями. Это
позволяет строить более экономичные, упрощенные установки для
утилизации сернистого газа.
57. Пути образования и состав аэрозолей
Аэрозоль – двухфазная с-ма, где сплошной фазой являются газы, а дисперсной
твердые частицы или капли жидкости. Аэрозоли подраздел на 3 класса: пыли, дымы,
туманы.
Пыль – материальная с-ма, состоящая из мельчайших частиц твердого или жидкого вва рассеянных в газообразной среде. Размер1-150 микрон
Дымы – с-мы с наивысшей степенью дисперсности, частички к-ых настолько малы,
что испытывают влияние ударов молекул газа, участвуя в броуновском движении газа.
Образуется в результате химических и фотохимических реакций при возгонке и
конденсации паров. Размер 5 микрон и менее.
Туманы – состоят из капелек жидкости диспергированных в газообразной среде, в кой могут содержаться растворенные в-ва или твердые частицы. Образуются в рез-те
конденсации паров и распылении жидкости в газовой среде.
Осевшая из воздуха пыль -аэрогель. Аэрозоли по своим св-м занимают
промежуточное состояние между аэрозолями и гомогенными газовыми
смесями.Сходство с аэрогелями состоит в том,что они явл-ся гетерогенными
дисперсными системами с одинаковой твердой фазой
Пыль подразделяется:
- по происхождению: естественного (вулканическая и космическая пыль, пылевые
бури, пожары) и искусств происхождения (дробление в пром-ти и обработка деталей);
- органическая (растительного или животного происхождения), минеральная
(кварцевая) и смешанная;
- неорганическая.
58. Плотность и дисперсность пыли
Плотность – масса единицы объема, кг/м3:
- истинная – масса единиц объема, из которых создана пыль;
- кажущаяся – масса единиц объема частиц включая объем закрытых пор;
- насыпная – масса единиц объема уловленной пыли свободно насыпанной в емкость.
Кажущаяся плотность опр-ся пигнометрическим методом – определение объема ж-ти,
вытесненного пылевыми частицами, масса которых предварительно измерена.
Поделив массу на вытесненный объем получают плотность материала.
Насыпную плотность опр–т путем взвешивания измеренного объема пыли.
Используется мерный цилиндр, весы и виброуплотнитель.
Частицы размером более 7000 мкм оседают с ускорением, а менее 7000 с постоянной
скоростью, которая зависит от самих частиц.
От 200 до 7000 микрон скорость опр-ся:
𝜔0 = √
2𝑔 ∙ 𝑑 ∙ 𝜌1
, см/с
3𝑘 ∙ 𝜌2
1-200:
𝑟 2 ∙ 2𝑔 ∙ (𝜌1 − 𝜌2)
𝜔0 = 0,222 ∙ √
, см/с
𝜇
0,1-1:
𝑟 2 ∙ 2𝑔 ∙ (𝜌1 − 𝜌2 )
𝜆
√
𝜔0 = 0,222 ∙
∙ (1 + 2𝑘 ∙ ) , см/с
𝜇
𝑟
Где 𝜔0 – скорость оседания, см/с; 𝑑 – диаметр частиц, см; 𝑟 – радиус частиц, см;
𝑔 = 9,8 м/с2; 𝜌1 , 𝜌2 – плотность пыли и воздуха соотв-но, г ·см3/см2;
𝜇 – вязкость неподвижного воздуха; 𝜆 – средняя длинна пробега газовых молекул;
𝑘 = 0,4 … .0,43.
Менее 0,1 почти не оседают и участвуют в броуновском движении.
Дисперсность – основная хар-ка, с помощью кот выбирают тип очистного
оборудования. От размера ч-ц зависит их скорость оседания.
Эквивалентный диаметр – д-тр шара, объем которого = объему частицы или диаметр
круга, площадь которого = площади проекции частицы.
Сегментационный д-тр – д-тр шара, скорость оседания и плотность кот-го соотв-но
равны скорости и плотности ч-цы неправильной формы.
Интервал дисперсности: 0,01- до сантиметра
Для хар-ки размеров ч-ц применяется показатель степени дисперсности.
Шкала размеров пылевых частиц:
1) Менее 1мкм;
2) 1-1,5 мкм; 3) 1,5-2,5 мкм; 4) 2,5-5 мкм; 5) 5-7,5 мкм;
6) 7,5-10 мкм; 7) 10-15 мкм; 8) 15-25 мкм; 9) 25-50 мкм; 10) более 50 мкм.
Дисперсный состав представляется в виде таблицы, графиков.
По степени дисперсности 5 групп пыли:
1. очень крупно дисперсная (более 140 мкм)
2. крупно дисперсная (40-140мкм)
3. среднедисперсная (10-40)
4. мелкодисп (1-10)
5. очень мелкодисп (менее 1 мкм)
Методы определения дисперсности:
1. ситовой метод (с помощью механического сита, емкости с различными диаметрами
отверстий). Это метод по крупности.
2. седиментаметрический – основан на опр-ии скорости оседания ч-ц различного
диаметра. Для него используют весы Фигуровского.
Коромысло – гибкая проволока, кот под действием частиц изменяет свою
конфигурацию, т.о. изменяется ск-ть (по ск-ти опускания коромысла).
4. гидроаэродинамический
- постоянная ск-ть движения среды;
- переменная ск-ть;
- вращающийся воздушный поток под влиянием инерционных сил.
Применяют анализатор РАД-1, каскадные интакторы работают по принципу
инерционной сепарации частиц методом пропускания проб газа через ряд последоватно установленных сопел или решеток.
6. микроскопирование – виз изучения ч-ц с помощью микроскопа.
59. Адгезионные свойства, абразивность, смачиваемость пыли
Адгезионные св-ва – склонность ч-ц к слипаемости. Чем выше степень
адгезии ч-ц, то подбираются более крупные агрегаты.
По степени слипания:
1. Неслипающаяся пыль – сухая шлаковая, кварцевая, доломитовая, сухая
глина. Показатель – прочность пылевого слоя на разрыв (1 класс – Р < 60
Па)
2. Слабослипающаяся – летучая зола, содержащая много несгоревших
продуктов, коксовая пыль, сланцевая зола, апатитовая сухая пыль,
доменная пыль (60< Р <300 Па)
3. Среднеслипающаяся – торфяная зола и пыль, металлическая пыль,
оксиды свинца, цинка, олова, сухой цемент, мучная пыль, опилки (300< Р
<600 Па)
4. Сильнослипающаяся – гипсовая и алибастровая пыль, двойной
суперфосфат, волокнистые пыли – асбест, хлопок, шерсть, цементная пыль,
мелкодисперсная пыль менее 10 мкм ( Р>600 Па)
При увлажнении пыли ее степень слипаемости увеличив на 1 ур.
Сыпучесть пыли – подвижность ч-ц пыли отн-но друг друга.
Различают статический и динамический угол наклона бункера.
Статический угол – образуется при обрушении слоя пыли в рез-те удаления
подпорной стенки. Статический угол естественного откоса всегда больше
динамического.
Абразивность ч-ц – характеризует интенсивность износа металла при
одинаковых скоростях газов и концентрациях пыли.
Гидроскопичность пыли – способность поглощать влагу из в-ха.(
Влажность – отнош кол-ва влаги в пыли ко всему кол-ву пыли,
влагосодержание – отнош кол-ва влаги в пыли к кол-ву абсолютно сухой
пыли)
Смачиваемость ч-ц пыли водой – метод мокрой пароочистки (гладкие ч-цы
смачиваютсяся лучше, чем ч-цы с неровной поверхностью)
По степени смачививаемости все твердые тела подраздел на:
1. гидрофильные – хорошо смачиваемые водой (кальций, кварц, силикаты и
окислительные минералы, соли щелочных металлов);
2. гидрофобные – плохо смачиваются водой (графит, уголь, сера);
3. абсолютно гидрофобные – парафин, битумы, тефлон.
60. Электрические свойства пыли.
Удельное электрическое сопротивление слоя пыли:
1. Низкоомные пыли (ρ<104 Ом/см). При осаждении на электроде
частицы пыли мгновенно разряжаются, что приводит к вторичному
уносу пыли.
2. ρ=104…1010 Ом/см – хорошо улавливаются в электрофильтре,
разряжение частицы происходит медленно. Эффективность очистки
99%.
3. ρ>1010 Ом/см – уловить тяжело, т.к. образуется на электроде пористый
изоляционный слой и происходит пробой пористого слоя. В следствии
этого эффективность очистки снижается.
Электрические заряженные частицы (+/- зависит от способа их образования
и хим. состава) оказывают влияние на поведение пыли в газоходах и на
эффективность улавливания в ГОУ, кроме того влияет на взрывоопасность
пыли.
Для определения УЭС исп-т приторы:ИСП-1,циколон – 1.
Работа прибора основана на измерении сопротивления слоя
пыли,сформированного в зазоре между измерительными электродами под
действием электрического поля катодного разряда
61. Методы отборов проб пыли из газового потока.
Для отбора проб из воздуховодов применяют 2 осн. способа:
 (1)Внешней фильтрации, при котором используют закрытый аллонж с
фильтром, располагаемом вне
1- воздуховод; 2- съемный наконечник; 3пылеотборная трубка; 4- уплотнительная
муфта; 5- закрытый аллонж; 6– ротаметр;
7 – трубка к побудителю расхода
 (2) Внутренней фильтрации:
открытый аллонж с фильтром находится в
воздуховоде
1- Открытый аллонж, 2 – пылеотборная
трубка, 3 – ротаметр, 4 –
побудитель расхода воздуха
В воздуховод вводят
пылеотборную трубку с
наконечником. Отбор должен
выполн с соблюд-ем принципа:
скорость в-ха во входном
отверстии пылеотборного
устройства д.б равна скорости
в-ха в воздуховоде. Отоб прос с превыш скорости приводит к заниж
концентр и наоборот. При отборе пыли с частицами диаметром <5мкм
строгое соблюдение изотермичности не требуется. Отобр произв на
прямолинейных уч-х (длина = 810 диаметров). Желательно отоб
осущ на вертик уч-х. Скорость д.б
не менее 4 м/с. Поскольку
скорость неравномерна, отбирают
в разных частях сечения, разбив
на равновеликие площади.
62. Определение содержания пыли в воздухе.
Содержание пыли можно выразить как:
- Массу пыли, приходящуюся на ед-цу объёма (мг/м3)
-Кол-во пылевых частиц в ед-це объёма в-ха (обычно микрологические
исследования)
Наиболее распростр метод опр-ния массового содержания пыли в воздухе
является метод фильтрования, когда некоторый объём воздуха пропускают
ч/з фильтровальный материал и находят массу этого материала до и после
запыления. В настоящее время применяют аналитические аэрозольные
фильтры. Фильтровальный материал – перхлорвиниловая ткань. Она
помещена в защитное бумажное кольцо. При отборе проб фильтр
устанавливают в металлические или пластинчатые патроны. Методика
отбора проб при анализе запыляющего вещества в производственных
помещениях отличается от выше описанной методики отбора проб в
воздуховодах. На рабочих местах пробу отбирают на уровне дыхания
человека (1,5…2м). в качестве побудителей используются электрические и
эжекторные аспираторы, различные пылесосы с ротаметрами. Для отбора
проб в-ха в помещениях со взрывоопасной средой, или когда затруднено
подключение к электросети, применяют механические эжекторные
аспираторы. Фильтры взвешиваются до и после запыления на
лабораторных весах с точностью до 0,1 мг, перед взвешиванием фильтры
выдерживают в помещении с постоянной влажностью не менее 30 мин.
Концентрацию
пыли
в
воздухе
определ.
по
след.
ф-ле:
с  2,76 *106 * G273  tc  / V    pб , мг / м3
G – масса пыли, г; tc – т-ра в-ха по сухому термометру;
υ – расход в-ха ч/з прибор, л/мин; τ – продолжит отбора в-ха, мин
PБ – барометрическое давление, Па
Определение концентрации пыли по изменению сопротивления фильтра
основано на прямой зависимости между сопротивлением фильтра
воздушному потоку и кол-ву дисперстной фазы. Изменение давления на
бумажном фильтровальном материале шириной 30мм и движущегося со
скоростью 3,3 мм/мин регистрирует манометр и, имея градуировочную
кривую зависимости перепада давления на фильтре от концентрации пыли
в в-хе, может непрерывно измерять содержание пыли в в-хе.
63. Основные механизмы при пылеулавливании.
Пылеулавливающее оборудование в зависимости от способа отделения пыли от газовоздушного потока делится на сухое, когда частицы пыли осаждаются на сухую поверхность, и мокрое, когда отделение частиц пыли
производится с использованием жидкостей.
В зависимости от механизма улавливания пылеуловители делятся на
гравитационные, инерционные, центробежные, фильтрационные и
электрические.
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 в основном для предварительной очистки газов от крупной
пыли (с размером частиц 100 мкм и более) и
одновременно для охлаждения газа. Камера представляет
1
собой пустотелый или с полками короб прямоугольного
сечения с бункером внизу для сбора пыли. Площадь сечения камеры
значительно больше площади подводящих газоходов, вследствие чего
газовый поток движется в камере замедленно - около 0,5 м/с и пыль
оседает.
1 – пылеприемный бункер.
+: простота конструкции, надежность. Недостатки: уменьшается скорость
газового потока, улавливают только крупнодисперсную пыль.
Эффективность 40-50%. Используется для предварительной очистки на
сильно запыленных предприятиях.
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 выпадают на
коническое днище пылеуловителя, откуда разгрузочным
устройством
непрерывно
или
периодически выводятся из аппарата. Наиболее простые из пылеуловителей
этого типа - пылевые коллекторы (мешки). Они также задерживают только
крупные фракции пыли, степень очистки 50 - 70%.
Центробежный способ очистки газа, основан на инерционном осаждении
взвешенных частиц за счет создания в поле движения газового потока и
взвеси центробежной силы. Центробежный способ очистки газа относится к
инерционным способам очистки. Принцип действия: газовый поток
направляется в центробежный пылеуловитель в котором, за счет изменении
направления движения газа с влагой и взвешенными частицами, как
правило по спирали, происходит очистка газа. Плотность взвеси в
несколько раз больше плотности газа и она продолжает двигаться по
инерции в прежнем направлении и отделяется от газа. За счет движения
газа по спирали создается центробежная сила, которая во много раз
превосходит силу тяжести. Конструкция: Конструктивно центробежные
пылеуловители представлены циклонами. Эффективность: осаждается
сравнительно мелкая пыль, с размером частиц 10 – 20 мкм.
Фильтрационный способ очистки газа основан на фильтрации газа с
использованием бумажных, керамических, тканевых, полимерных и иных
материалов. Принцип действия: газовый (воздушный) поток направляется в
фильтр пылеуловитель, в котором влага и взвешенные частицы осаждаются
на фильтрующем элементе. Конструкция: конструктивно фильтры
пылеуловители представлены мешочными и рукавными фильтрами.
Электрический способ очистки газа, основан на воздействии сил
неоднородного электрического поля на газовый поток. Принцип действия:
при пропускании газа через электрический фильтр происходит ионизация
потока, заряженные частицы увлекаются к осадительному электроду и
осаждаются на нем. Конструкция: электрические пылеуловители
представлены электрическими фильтрами.
64. Расчет пылеосадительной камеры.
Пылеосадительные камеры используются в качестве устройств
предварительной обработки газов на первых ступенях систем газоочистки
для осаждения частиц крупных размеров (более 100 мкм) и разгрузки
аппаратов последующих ступеней. Конструирование осадительных камер
основано на подсчете сил, действующих на частицу, и скорости
вертикального движения вниз под действием результирующей силы.
Размеры камеры определяются размером наименьших частиц, которые
должны быть осаждены, т.е. соотношением скоростей осаждения и
движения газового потока.
Продолжительность τ,с,
прохождения газами осадит камеры при
равномерном распределении газового потока по ее сечению составляет:
τ=Vап/Vг=(L∙B∙H)/Vг
где Vап – объем камеры, м3; Vг – объемный расход газов, м3/с; L- длина
камеры, м; B – ширина камеры, м; H– высота камеры, м.
За это время частица под действием силы тяжести пройдет путь
h=vср∙τ , м,
vср – средняя скорость падения частицы, м/с.
Фракционная эффективность пылеосадительных камер определяется
отношением h/Н. Если h > или = H, все частицы имеющие скорость
осаждения (более крупные), улавливаются камерой. Эффективность работы
пылеосадительной камеры: η=h/H= L∙B∙ vср/ Vг
При проектировании осадочных камер следует учитывать возможность
вторичного уноса. Необходимо, чтобы скорость газового потока была не
выше 3 м/c, а для сажи еще ниже.
65. Гравитационное и инерционное пылеосаждение
Пылеосадительные камеры являются простейшими пылеулавливающими
устройствами. Они относятся к группе гравитационного оборудования, в
которую входят два вида оборудования – олое и полочное.
Пылевая частица, внесеная в камеру потоком воздуха, находится под
действием двух сил: силы инерции (горизонтальная сила) и силы тяжести (в
сторону дна камеры). Поэтому чем ниже камера, тем быстрее пылевая
частица встретит дно. Из этого следует, что для уменьшения высоты
целесообразно с помощью горизонтальных перегородок разделить камеру
на несколько параллельных каналов. ПО этому принципу устроены
полочная пылеосадительная камера. Для удобства удаления пыли полки
устраиваются наклонными или поворотными.
Для осаждения тонких фракций пыли в камере должно быть обеспечено
ламинарное движение воздуха, при котором не было бы перемещения
воздуха поперек потока. Для этого пришлось бы устраивать камеры
громадных размеров, что практически неосуществимо.
В реальных условиях в пылеосадительных камерах наблдается
турбулентный или переходной режим. Для увеличения эффекта осаждения
за счет использования сил инерции применяются камеры, к потолку
которых подвешены цепи, стержни.
В.В, Батурин предложил камеру лабиринтного типа. В этой камере
происходит быстрое затухание скоростей в струе, настилающейся на щит,
так как струя растекается во все стороны. В результате проведенных
испытаний установлено, что эффективность очистки в камере лабиринтного
типа выше, чем в обычных пылеосадительных камерах. Известны также
камеры, в которых осуществляется «мокрая» очистка. Так, для улавливания
пыли, растворимой в воде, например сахарной, применяют камеру, в
которой нижняя часть заполнена горячей водой. Осаждающаяся сахарная
пыль поглощается водой, которую по достижении высокой концентрации
периодически возвращают в производство и заменяют чистой водой.
Для нормальной работы камеры, необходимо, чтобы воздух двигался
равномерно. Для этого при входе в нее устанавливают сетки, решетки и
другие устройства для выравнивания потока воздуха. Максимальная
скорость движения воздуха не превышает 3 м/с.
Преимущества камер: простота устройства, несложность эксплуатации,
долговечность. Пылеосадительные камеры м.б. изготовлены из кирпича,
бетона и др. материалов. Потери давления не превышают 20-150Па.
В то же время камеры имеют существенные недостатки: можно осадить
только крупные фракции (40-50мкм), мелки фракции выносятся из камеры
воздушным потоком; занимают много места; степень очистки не выше 50-
60%; не допускается для очистки взрывоопасных и пожароопасных видов
пыли.
При резком изменении направления движения газового потока частицы
пыли под действием инерционной силы будут стремиться двигаться в
прежнем направлении и в дальнейшем могут быть выделены из потока. На
этом принципе работает ряд пылеуловителей.
1) Камера с перегородкой (рис А) по эффективности намного отличается
от обычной осадительной горизонтальной камеры, но имеет более
высокое гидравлическое сопротивление.
2) Плавный поворот на рис Б позволяет снизить гидр. Сопротивление.
3) На рис В показан осадитель, в котором поток направляется вниз, а
затем разворачивается на 180град и выводится сверху. В результате
частицы пыли подвергаются дополнительному сопротивлению силе
тяжести. Расширяющийся конус позволяет снизить скорость потока.
В подобных уловителях (ставят их за доменными печами) скорость
газов в свободном сечении камеры примерно 1,0м/с, а во входной трубе
10м/с. При этом частицы 25-30мкм улавливаются на 65-85%. Гидр
сопротивление такого уловителя с длиной камеры 10м составляет 150390Па.
4) На рисГ показан уловитель с заглубленным бункером эффективность
его 47-80% в зависимости от вида пыли, концентрации и ее скорости на
входе.
Один из простейших инерционных пылеуловителей называется «пылевой
мешок». Очищаемый газ входит в корпус аппарата по центральной трубе.
Сепарация пыли происходит при повороте на 180гра и подъеме к
выходному патрубку. Скорость на входе 10м/с, в цилиндрической части
конуса – 1м/с, эффективность для частиц 30мкм – 65-80%, гидр.
сопротивление 150-390Па. Такие аппараты целесообразно применять для
предварительной очистки газов с высокой концентрацией пыли
(металлургия).
НА рис 17.5 показан экранный инерционный пылеуловитель. Основной
элемент – V-образный профиль. Струи, на которые разбивается поток
запыленного газа, сталкиваются с основанием этого элемента. В
результате пыль отделяется и попадает в бункер, для более тщательно
удаления пыли из v-образного канал прибегают к постукиванию или
вибрации. Преимущество – возможность использовать его при высоких
температурах и агресивных средах. Гидр. сопротивление 25-100Па.
Эффективность очистки – 20-70г/м3 и содержании фракции более 10 мкм
62% составляла 80-91%.
На рис16 – принцип столкновения потока с решеткой изи наклонных
пластин (пылеуловитель жалюзийного типа). Этот аппарат широк
применяется для предварительной очистки перед циклонами или
рукавными фильтрами. При повышении скорости подачи газа
эффективность начитает быстро расти, а затем рост замедляется.
На степень очистки влияет скорость движения газов, отсасываемых в
циклон. Для того, чтобы в циклон было отведено возможно больше пыли,
эта скорость должна быть не меньше скорости газов перед решеткой.
Гидравлическое сопротивление решетки – 10-500Па. Такие уловители для
частиц – 20 мкм. Недостатки: износ пластин и возможность образования
отложений при охлаждении газов до точки росы.
66. Классификация циклонов по форме корпуса и их характеристика.
По форме корпуса циклоны делятся: цилиндрические (большой
производительности) и конические (высокой эффективности).
К цилиндрическим относятся циклоны типов ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15у,
ЦН-24. Отличительной особенностью является наличие удлиненной
цилиндрической части, угол наклона крышки и входного патрубка α (
11,15,24 ), одинаковое отношение диаметра выхлопной трубы d к диаметру
циклона 𝐷ц равное 0,59. Циклон типа ЦН-15у имеет уменьшенную высоту,
с небольшим сопротивлением в циклоне.
С увеличением угла наклона входного патрубка к горизонтали
уменьшается крутка газового потока, т. е. число витков при прохождении
газа в цилиндрической части аппарата. Это уменьшает его общее
гидравлическое сопротивление, но одновременно снижает и эффективность
циклона, т. к. сокращает время пребывания в нем газа.
К коническим относятся циклоны типа СДК-ЦН-33; СК-ЦН-34; СК-ЦН22 (СК – спирально-конический). Они отличаются длинной конической
частью, спиральным входным патрубком и малым отношением диаметров
выхлопной трубы и корпуса циклона (соответственно 0,33; 0,34; 0,22 – эти
цифры вошли в маркировку).
Диаметр цилиндрических циклонов обычно не превышает 2000 мм,
конических – 3000 мм.
Циклоны можно устанавливать как на всасывающей, так и на
нагнетательной линии. Герметичность циклонов вместе с бункером –
необходимое условие их нормальной работы: даже незначительные
подсосы воздуха через бункер резко снижают эффективность очистки.
67. Классификация циклонов по компоновке и их характеристика.
В зависимости от производительности по воздуху циклоны можно
устанавливать по одному (одиночные) или объединять в группы из 2,4,6,8
штук (групповые ),и батарейные циклоны. Наиболее распространенные:
**одиночные и групповые- тип ЦН-15 и СК-ЦН (производительность от
600м3/ч-230 тыс.м3/ч. ** Батарейные- БЦ-2, ПБЦ, ЦБ-254Р, ЦБ-150у
производит 12тыс – 480 тыс м3/ч.
Эффективность очистки в батарейных выше, чем в одиночных или
групповых, т.к циклонные эл-ты имеют значит меньший диаметр при
равных производительностях.
Одиночный ЦН
Групповые имеют подводящие и отводящие коллекторы, объединенный
пылесборник. Бункеры групп до 4 могут выполняться круглой и прямоуг
форм, >4 – прямоуг. Группы необх компоновать до четного числа, общ
число до 16.
Батарейные циклоны: в их компоновку входит от 20 и
более циклонов. Оптимальная скорость приблизительно
3-10 м/с; пропускная способность до 30-40 м3/с. В
наличии отдельный бункер для сбора пыли. Диаметры
бункера для цилиндрических циклонов 1,5d, для
конической 1,1d.
68. Конструкция циклонов НИИОГАЗ
В институте НИИОГАЗ разраб ряд констр цилиндр и конич циклонов.
Широкое распространение получили цилиндрические
циклоны(ЦН-11,ЦН-15,ЦН-15у,ЦН-24). Цифровое
обозначение циклона-угол наклона крышки аппарата и
патрубка, подводящего запыленый поток. Для данных
циклонов характерна удлиненная цилиндрическая часть
конуса,а циклон ЦН-15у имеет укороченную коническую
часть. Его применяют при ограничениях по высоте. Он
имеет худшие показатели по очистке, чем ЦН-15.
Циклон ЦН-11 предназначен для очистки воздуха или
газов от сухой неслипающейся неволокнистой пыли. Для
улавливания взрывоопасной и легковоспламеняемой пыли
циклоны д.б.выполнены по специальным чертежам и не
иметь узлов ,где м.б. скопление пыли и д.б. снабжены необходимым
количеством взрывных клапанов. Циклоны в
зависимости от требуемой производительности
могут устанавливаться одиночно или
компоноваться в группы по 2,4,6,8 циклонов.
Батарея из 8 циклонов.
К коническим циклонам относятся СДК-ЦН-33,
СК-ЦН-34,
СК-ЦН-34М.
Эти циклоны имеют удлиненную коническую часть
и спиральный входной патрубок .Они обладают
довольно большой эффективностью очистки,
предназначаются для улавливания пыли и сажи.
69. Конструкция циклонов СИОТ, СТФ-Ц, ВЦНИИОТ.
Циклоны СИОТ (Свердловский институт охраны труда) полностью лишены
конической части и выхлопная труба
опущена в верхнюю часть конуса.
Входной патрубок имеет треугольное
сечение. Циклоны СИОТ применяют
для очистки газов (воздуха) от сухой
неволокнистой неслипающейся пыли.
Циклон ВЦНИИОТ
(Всесаюзный центральный научноисследовательский институт охраны
труда)
с обратным конусом. Примен для улавлив сухой,
неслипающейся неволокнистой и абразивно, а
также слабослипающейся (сажа, тальк) пыли.
СТФ-Ц (разраб в БНТУ лаборат строит теплофиз)
применительно к асфальтобетонных заводов.
Особенности: имеются отверстия типа
жалюзийных, которые препятствуют вторичному уносу
пыли. Отличаются повышенной способностью
коагуляции пыли(разделение по фракциям).Компоновка
может выполняться прямоугольной и групповой.
Группы рекомендуется выполнять из четного числа
циклонов. Общее количество циклонов в группе м.б. до
16.Большая компоновка не желательна т.к. сложно
организовать равномерное распределение газов ко всем
аппаратам.
Батарейные циклоны имеют общий
бункер/пылесборник .Он выполняется
круглой/прямоугольной формы.
Возможно применение различных завихрителей типа разетка,винт.Они
устанавливаются на элементах подвода загрязненных газов. Так же
исп.различные типы улиток.
71. Характеристика волокнистых фильтров
Фильтрующий слой образован относительно равномерно
распределенными тонкими волокнами фильтрующего материала.
Предназначен для улавливания частиц мелкодисперсной и особо
мелкодисперсной пыли, при ее концентрации в очищаемом воздухе от
0,5до5,0 мг/м3 . Они делятся: **тонковолокнистые; **глубокие; **
грубоволокнистые
Тонковолокнистые (диаметр волокон менее 5 мкм, для улавливания
высокодисперсной пыли от 0,05 до 0,1 мкм с эффективностью по
субмикронным частицам не менее 99%). В качестве фильтрующего
материала фильтр Петрянова (ФП), фильтры из синтетических волокон или
из стекловолокна. Фильтры с мат-ом ФП использ для улавливания
опасных(высокотоксичных, радиактивных и др) аэрозолей с последующим
засорение. Осн. минус – короткий срок службы фильтр слоя из-за
неприменимости регенерации.
Глубокие фильтры (фильтры долговременного пользования) Они
многослойны, располагаются по пути движ очищ среды в порядке :
1 -й слой - грубые волокна, последний слой - наиболее тонкие. Грубые
волокна диаметром 8-19 мкм. Высота фильтрующего слоя 0,3- 2 м,
рассчитан на работу при давлении до 0,3 MПa. Фильтр исп в системах
стерилизации в-ха, производстве антибиотиков, витаминов и т.д., тонкой
очистки некоторых видов технологических газ. выбросов. Регенерация
фильтров осущ. острым паром с дальнейшей просушкой сухим воздухом.
Срок эксплуатации 10-20 лет
Грубоволокнистые или предфильтры – устанавливают перед
тонковолокнистыми фильтрами для предварит оч-ки. Снижается стоимость
очистки, так как стоимость грубоволок-ых фильтров в 10 раз ниже чем
тонковолокнистых. Фильтрованный материал – смесь волокон диаметром 120мкм. Грубоволокн отличаются низким начальным сопротивлением
(порядка 100 кПа) и высокой пылеемкостью.
72. Характеристика тканевых фильтров
По форме фильтровальных элем-ов – рукавные, плоские(полотняные).
По виду опорных устройств-каркасные, рамные.
По наличию и форме корпус -цилиндр, прямоуг, открытые(бескаракасные).
По числу секций – одно и многосекционные.
Рукавные фильтры примен для оч-ки больших объемов в-ха со значит
концентр пыли. Фильтр эл-ми явл рукава из специальной фильтровальной
ткани. Обеспеч тонкую очистку до 1 мкм. Примен на предпр черной и
цветн металлургии, хим промышл, промышл строит мат-оврукавный
фильтр представляет .
Запыленные газы могут вводиться в рукава снизу или сверху. При вводе
снизу в верхней части рукавов накапливается очень тонкая пыль, которая
плохо сбрасывается при регенерации. При вводе сверху направление потока
газов способствует выпадению пыли в бункер, однако в этом случае
возникает опасность существенного повышения температуры в верхней
части корпуса фильтра, а устройства для натяжения рукавов оказываются
более сложными
Регенерация фильтровальной ткани рукавных фильтров может
производиться способами: встряхивание, вибрацией, обратной струйной и
импульсной продувкой воздухом.
В тканевых фильтрах применяются тканевые или валяные материалы.
Ткани изготавливаются из синтетич или натур волокон Ø 10-30 мкм,
скручиваемых в нити диаметром около 0,5 мм. Размеры пор между нитями
обычно составляют 100-200 мкм.
В тканевых фильтрах целесообразно использовать небольшие скорости
фильтрации, обычно 0,5-1,2 см/с. При большей скорости происходит
уплотнение пылевого слоя, которое приводит к увеличению его
сопротивления. При повышенных перепадах давления и скорости частицы
проникают в глубь слоя и ткани, вторичный унос пыли, особенно через
отверстия между нитями.
73. Особенности фильтровальных тканей.
Ткани изготавливаются из синтетич или натур волокон Ø 10-30 мкм,
скручиваемых в нити диаметром около 0,5 мм. Размеры пор между нитями
обычно составляют 100-200 мкм.
Ворс должен быть
обращен навстречу
запыленному потоку,
в противном случае
не будет выполнять
свои функции.
При движении
запыленного потока
воздух прижимает
ворсинки к ткани. При обратной продувке происходит выпучивание
ворсинок и накопившиеся пылевые частицы удаляются.
Затрудняется регенерация, т.к ворсинки прижимаются к нитям и
препятствуют отделению пыли от ткани. После регенерации на ткани
остается слой пыли, но через несколько циклов (запыление-регенерация)
ткань приобретает раб состояние.
Фильтровальные ткани должны обладать положит св-ми: обеспеч эффект
оч-ку, допускать достаточную воздушную нагрузку, обладать необходимой
пылеемкостью, способностью к регенерации, высокой долговечность,
стойкость к истиранию, гигроскопичность.
Используются следующие виды волокон
-естественные волокна животн и растит-го происхождения
(шерсть,лен,хлопчатобумажные,шелковые)
-искусственные органические (лавсан, нитрон,хлорин,капрон)
-естественные минеральные (асбест)
- искусственные неорганические (стекло и металло-ткань)
Они обладают различной термостойкостью, плотностью.
Фильтр мат-лы м.б ткаными и неткаными, ворсованными и гладкими.
Сопротивление незапыленной фильтровальной
ткани 5…40 Па
Срок службы фильтровальных тканей зависит от
вида и концентрации пыли и температуры , но в
среднем от нескольких месяцев до нескольких
лет.
74. Принципы работы рукавных фильтров.
Применяются для оч-ки больших объемов в-ха
(газов) со значительной концентрацией пыли.
Фильтр эл-ми явл рукава из специальной фильтровальной ткани.
1– Корпус 2– встряхивающее устр-во;
3– рукав; 4– распределительная решетка.
Метод функционирования рукавного фильтра заключается в
улавливании пыли фильтрующей тканью при проходе через нее
запыленного воздуха. По мере повышения толщины слоя пыли на
поверхности рукавов увеличивается сопротивление движению воздуха и
уменьшается пропускная способность фильтра, во избежание чего
предусмотрена регенерация запыленных рукавов импульсами стесненного
воздуха
Запыленный воздух попадает в рукавный фильтр по воздуховоду через
патрубок в камеру «запыленного» воздуха, идет через рукава, при этом
элементы пыли задерживаются на их внешней поверхности, а очищенный
воздух определяется в камеру «чистого» воздуха и отводится из фильтра.
Существует несколько способов регенерации рукавов.также возможна
очистка обратной подачей воздуха, импульсная очистка, волнообразными
колебаниями, изменением натяжения ткани(ткань закрепл.и внизу, и
вверху)
75. Характеристика зернистых фильтров.
Они используются при невозможности использования тканевых из-за
высоких темпер среды. Наиб применение в произв-ве строительных
материалов, хим. пром-ти, получении редких металлов и т.д. Фильтр слой
образован зернами сферической или дуговой формы. Могут использ при
высоких темпер 500-800˚С, в усл агрессивной среды.
Различают:
 Насыпные зернистые фильтры, в которых элементы не связаны жестко
друг с другом
 Жесткие зернистые фильтры, где элементы связаны путем прессования,
слипания и т.д.
В качестве фильтрующей перегородки Насыпных фильтров - песок, гравий,
дробленые горные породы, крошку резины в зависимости от требуемой
устойчивости к воздействию температур и химических веществ
Жесткие фильтры керамические, металлокерамические обладают
значительной устойчивостью к высок. температурам, коррозии, механич.
нагрузкам, но они имеют высокую стоимость, большое гидравлич.
сопротивление, трудно регенерируются
Регенерация: промывка; импульсная продувка с периодическим движением
слоя; обратная продувка и ворошение (рыхление),обратна продувка и
вибровстряхиванием; удаление лобового слоя зерен.
Зернистые фильтры м.б. единственной ступенью в установке или первой
ступенью перед более эффективными фильтрами.
Сопротивление фильтров до 1,5 кПа, эффективность достигает 99,8%.
76. Ячейковые фильтры и масляные фильтры.
В настоящее время исп-ся унифицированные ячейковые фильтры.
Ячейковый фильтр представляет собой разборную коробку. В корпус
ячейки укладывается фильтрующий слой.
Существует 4 основных вида ячейковых фильтров:
1. ФяР (фильтр Река). Фильтрующий слоя-металлич. гофрированные
сетки. Они промасливаются спец. Маслом. Регенерация-промывка ячеек в
содовом растворе
2. ФяВ- гофрированные винилопластовые сетки (фильтрующий
материал) ФяВ идентично ФяР. Прим-ся как сухие, так и замасленные. В
сухом виде эффективность ниже
3. ФяП – губчатый пенополиуретан. Его специально обрабатывают в
растворе щелочи для придания воздухопроницаемости. Обладает меньшей
пылеемкостью, чем ФяВ, но регенерация осуществляется промывкой водой
4. ФяУ – заполнен стекловолокнистым фильтрующим материалом
ФСВУ (упругий материал) Пылеемкость меньше, чем у ФяР,ФяВ.
Запыленный материал подлежит замене
Фильтры типа ФяРБ,ФяВБ,ФяПБ,ФяУБ – для оч-ки наруж и рецеркуляцион
в-ха в прит вентил и кондицционир. ФяЖ – оч-ка вытяжного в-ха от
масляных и жировых аэрозолей, удаляемых местными отсосами.
Самоочищающиеся Масляные фильтры, в отличие от ячейковых, не
требуют по промывке панелей, они более компактны, допускают большую
удельную воздушную нагрузку.
Применяются для тонкой оч-ки в-ха от пыли при ее сравнительно
невысокой концентрации (10-20 мг/м3). Степень очистки в зависимости от
дисперсности 80-98% .
Применяют 2 вида:
1. С фильтрующим слоем –пружинная сетка
2. Слой из сетчатых шторок
77. Рулонные фильтры и фильтр Петрянова.
Рулонные фильтры типа ФРУ представляют собой камеру, в верхней части
которой расположена катушка с намотанным на нее чистым фильтрующим
материалом (в виде мата), перемещающимся через проем для прохода
воздуха и наматывающимся на нижнюю катушку по мере забивки
материала пылью. На фильтре установлен датчик дифференциального
манометра. При достижении заданного перепада давления автомат вкл
электродвиг и мат-л передвигается на определен длину, после запыления
всей длины меняется на новый. Рулонный фильтр ФРУ, предназначенный
для
очистки
приточного
и
рециркуляционного
воздуха
с
3
запыленностью менее 0,5 мг/м . Возможно применение фильтра и при
большей запыленности при технико-экономическом обосновании.
Серийно
выпускались фильтры производительностью 20-120 м3/ч.
Фильтры могут устанавливаться в вентиляционных камерах и в
кондиционерах. Фильтр собирают из двух или трех секций в зависимости
от требуемой производительности.
Фильтр Петрянова
представляет собой равномерные слои
электростатически заряженных ультратонких полимерных волокон,
нанесенных на подложку из марли или нетканного материала. Материал
состоит из смеси волокон различных диаметров от десятых долей мкм до
нескольких мкм с рыхлой структурой волокнистого слоя Материал
химически и термически стоек. Эффективность очистки пылевых частиц
очень тонкой дисперсной фракции может достигать 99,00-99,99%
В зависимости от материала м.б. стойким к щелочам, высоким
температурам, может задерживать электрические заряды, от чего
эффективность возрастает. ФПП-15, ФПП-70, где 15 и 70 – толщина
волокон. Регенерация путем промыва водой и просушки, но при этом
возможна усадка.
78. Принципы работы электрофильтров.
Электрофильтры – устр-ва, в которых очистка газов от взвешенных тв жидк
частиц происходит под действием электрических сил (электризации
взвешенных в газе частиц с последующим осаждением их на электроде с
зарядом противоположным по знаку заряду частицы) Имеют очень
высокую эффективность (99,9%). Наиб. эффективное применение ЭФ – для
очистки тонкодисперсных фракций.
Процесс улавливания взвесей в электрофильтре по этапам:
 зарядка взвешенных частиц;
Зарядка частиц достигается пропусканием частиц через корону
постоянного тока между электродами электрофильтра. Можно
использовать и положительную и отрицательную корону, но при очистке
в-ха используют только положит корону, так как она дает меньше озона.
Электрофильтр не может быть использован для улавливания пылей,
обладающих очень высоким электрическим сопротивлением
 движение заряженных частиц к электродам;
 осаждение заряженных частиц на электродах;
происходит под действием электр поля из области газа, непосредственно
примыкающим к электродам.
 регенерация электродов — удаление с поверхности электродов
уловленных частиц;

удаление уловленной пыли из бункерной
части электрофильтра
Общий вид
1 – осадительный электрод;
2 – коронизирующий электрод;
3 – рама;
4 – встряхивающее устройство;
5 – изолятор; 6– сборник пыли.
79. Характеристика трубчатых и пластинчатых электрофильтров.
Элетрофильтр в зав-ти от формы, которую имеют осадительные электроды
делятся: трубчатые и пластинчатые.
В зав-ти от направления газ. потока м.б.: горизонт. и вертикальные.
По способу удаления пыли: – сухие (путем встряхивания, продувки);
– мокрые (смывается водой). Т-ра газа, поступающего в мокрый ЭФ д. б.
близкой к т-ре точки росы или равна ей. Если же жидкие частицы
самостоят-но стекают с электродов по мере их накопления, то мокрые ЭФ
могут не иметь спец. устр-в для промывания.
В зав-ти от кол-ва последовательно расположенных полей:
 однопольные; – многопольные.
В зав-ти от числа аппаратов: – односекционные; – многосекционные.
Рис. трубчатый
1 – коронирующие электроды;
2 – осадительные электроды;
3 – источник энергии;
I – ионизация пыли;
II – осаждение пыли.
В качестве осадительных электродов
используют круглые металлические
трубы, а коронирующими электродами выступают проволоки,
которые натягивают по оси труб.
В трубчатых удается получить более высокие значения
рабочего напряжения
Пластинчатые электрофильтры
1 – осадительные пластины;
2 – коронизирующая пластина;
3 – источник энергии.
Пластинчатые ЭФ очищают большие объемы
воздуха. Конструктивные эл-ты:
- корпус, где размещается сис-ма электродов;
- сис-ма осадит. или коронирующих электродов; - узлы подвода,
распределения, отвода очищаемых газов; - устройство для удаления
уловленной пыли с электродов; - устройство для вывода пыли из
электрофильтра;
- узлы ввода в электрофильтр тока высокого напряжения.
80. Расчет и выбор фильтра
Технологические расчеты фильтров сводятся к определению площади и
гидравлического сопротивления фильтровальной перегородки и аппарата в
целом, частоты и продолжительности циклов регенерации.
При выборе конструкции фильтра учитываются факторы:
1. Характеристика очищаемых газов на входе в фильтр: средний объемный
расход в рабочих и нормальных условиях, состав газов, их
взрывоопасность, давление и температура, содержание влаги, допустимость
подсоса воздуха, точку росы.
2. Свойства пыли: тип пыли по механизму пылеобразования, распределение
частиц по размерам, содержание токсичных веществ, химический состав,
взрываемости и горючесть, гигроскопичность и растворимость, истинная и
насыпная плотность, электризуемость, ПДК.
3. Характеристика источника выделения пыли: технологические сведения о
процессе и применяемом оборудовании, непрерывность, место отсоса
запыленных газов, конструкционный материал.
4. Характеристика и требования к улавливаемой пыли: ценность,
возможность регенерации и возвращения в производство, возможность
использования
в
других
производствах,
способ
загрузки
и
транспортирования.
5. Требования к фильтрам: допустимое сопротивление фильтра, значение
выходной концентрации, размер установки, требуемая площадь,
месторасположения, необходимое вспомогательное оборудование; лимиты
по воде, пару, тепловой энергии; возможность проведения процесса при
аварийной остановке, капитальные и эксплуатационные затраты.
С учетом физ-хим хар-к выбросов, характера производства, теникоэкономич и др факторов принимают тип фильтрующей среды и фильтра,
аодбирают материал волокон, ткани или гранулы.
81. Характеристика полых и насадочных газопромывателей.
Полые газопромыватели: запыленные газы пропускают через завесу распыливаемой
жидкости.
Частицы пыли захватываются каплями промывочной жидкости и осаждаются в
промывателе, а очищенные газы удаляются из аппарата. Наиб. распространение
получил полый форсуночный скруббер. Широко примен-ся для очистки газов от
крупных частиц пыли и для охлаждения газов.
Рис.
противоточный
форсуночный скруббер
полый
Представляют собой колонны круглого
или прямоугольного сечения, в которых
осуществляется контакт между газами и
каплями жидкости, распыливаемой
форсунками. По направлению движения
газов и жидкости полые скрубберы
делятся:
- на противоточные (чаще используются
при «мокром» обеспыливании),
- прямоточные (применяются при
испарительном охлаждении газов),
- с поперечным подводом жидкости
(применяются редко).
В противоточном скруббере капли из
форсунок
падают
навстречу
запыленному потоку газов. Скорость газового потока обычно составляет 0,6-1,2 м/с.
При более высоких скоростях необходимо установка каплеуловителя после скруббера.
Форсунки устанавливаются в аппарате в одном или нескольких сечениях рядами (до
14-16 в сечении) или только по оси аппарата. Факел распыла м.б. направлен
вертикально сверху или под некоторым углом. При расположении форсунок в неск-ко
ярусов возм-на комбинированная установка распылителей: часть факелов по ходу
газов, часть – в противоположном направлении. Для лучшего распределения газов по
сечению аппарата в нижней части скруббера устанавливают газораспределительную
решетку.
Промывная камера.
1 - форсунки
2 –перфорированные
перегородки
3 – брызгоуловитель
Внутри камеры в несколько рядом
размещаются
распылительные
форсунки для создания водяных
завес на пути газа. Для повышения
эффективности устанавливают отбойные пластины, перфориров. листы, сетки.
Применяют для очистки от пыли и увлажнения воздуха в вент. установках и
установках кондиционирования воздуха.
Насадочные газопромыватели.
Насадочные – колонны, кот. заполнены телами различной формы – насадками (кольца
Рашига, беспорядочно уложенные; кольца с перегородками, правильно уложенные;
кольца Палля; насадка Гудлое…). Насадочные колонны целесообразно применять
только при улавливании хорошо смачиваемой пыли, особенно когда процессы
улавливания пыли сопровождаются охлаждением или абсорбцией.
Противоточный насадочный скруббер.
Скорость газов 1,5-2 м/с. Расход
орошающей жидкости 1,3-2,6 л/м3.
Степень очистки 90-95%. Примен. при
улавливании пыли, хорошо смачив.
Н – насадка, кот-я обеспечивает лучшее
соприкосновение пылевых с водяными
частицами.
Разновидности:
а) с поперечным орошением.
1 – форсунка
2 – опорные решетки
3 – оросительные устр-ва
4 – шламосборник
5 - насадки
Потребление воды на 40% меньше по
сравнению с противоточной колонной
(0,15-0,5 л/м3).
Насадка наклонена на 7…10° для
обеспечения полного смачивания.
Гидр. сопр. – 160…400 Па/м.
Эффективность достигает 90% для частиц размером более 2 мкм при входной
запыленности до 10-12 г/м3.
б) с подвижным слоем шаровой насадки
1 – опорная тарелка с отверстиями
2 – насадки
3 – оросит. устр-во
4 - брызгоуловитель
5 – отражательная тарелка
Насадка – полые и сплошные шарики из
полимеров, стекла, пористой резины.
Оптимальный гидродинамический режим
работы наблюдается при режиме полного
(развитого) псевдоожижения.
Эф-ть очистки 90-95 %
Скорость газов – 5-6 м/с
Удельное орошение – 0,5-0,7 л/м3
Доля свободного сечения опорной тарелки
0,4 м2/м2 при ширине щелей тарелки 4-6 мм.
При очистке газов, содержащих смолистые
вещества
или
пыль,
склонную
к
образованию
отложений,
применяются
2 2
щелевые тарелки с большой долей свободного сечения (0,5-0,6 м /м ).
82. Характеристика тарельчатых и ударно-инерционных пылеуловителей.
Тарельчатые.
В основе – взаимод. газов с жидкостью на тарелках различных конструкций, причем
характер взаимодействия в значит. степени определяется скоростью газового потока.
При малых скоростях (до 1 м/с) газы проникают через слой жидкости в виде пузырей
(барботаж), с ростом скорости взаимодействие газового и жидкостного потоков
происходит более интенсивно, сопровождается образованием пены. Тарельчатые
газопромыватели часто называют пенными аппаратами.
Эф-ть 95-98%. Улавл. пыль более 2 мкм
а) газопромыватель с переливной тарелкой
б)с провальной тарелкой
в)с ударноотражательной тарелкой
В аппарате с провальными тарелками применяются 2 разновидности тарелок:
дырчатые и щелевые:
Размер щели 4-5 мм. Диаметр мокрого пылеуловителя с провальными тарелками не
д.б. больше 2,5 м.
В аппаратах с переливными тарелками обычно устанавливаются дырчатые тарелки с
диаметром отверстий 3-8 мм. Скорости газа в свободном сечении 1-3 м/с.
Максимальный размер сечения аппарата 5-8 м2, расход жидкости 0,2-0,3 л/м3, высота
пены h=80-100 мм.
Стадии улавливания пыли: инерционное осаждение частиц пыли в подрешеточном
пространстве; первая стадия улавливания частиц пыли в пенном слое («механизм
удара»); вторая стадия улавливания частиц пыли в пенном слое (инерционнотурбулентное осаждение частиц на поверхности пены).
Также применяются аппараты со стабилизатором слоя пены (вертикально
расположенные пластины, разделяющих сечение аппарата и пенный слоя на
небольшие ячейки). Стабилизатор пены предотвращает возникновение волнового
режима на тарелке до скорости газов 4 м/с. Применение стабилизатора позволяет
сократить расход воды на орошение аппарата.
Газопромыватели ударноинерционные.
Наблюд. удар газового потока о поверхность жидкости с последующим пропусканием
газожидкостной взвеси через отверстия различной конфигурации. В результате
образуются капли диаметром 300-400 мкм.
Особенности:
полное
отсутствие
средств
перемещения жидкости, довольно высокие скорости
запыленного
воздушного
потока,
высокая
эффективность очистки. Наблюдается только
внутренняя циркуляция жидкости.
Ротоклон типа N.
1 – бункер с водой
2 – направляющие лопатки
3,7 – каплеотстойники
4 – входной патрубок
5 – выходной патрубок
6 – вентилятор
Важное значение имеет поддержание постоянного
уровня жидкости в аппарате. Работает при
значительной запыленности газов. Удаление шлама из отстойника – периодически или
непрерывно.
Пылеуловитель типа ПВМ
1 – входной патрубок
2 – корпус
3 – верхняя перегородка
4 – нижняя перегородка
5 – устр-во поддержания уровня воды
6 – сливной патрубок
7 – каплеуловитель
8 – вентилятор
Расход газа на 1 м длины перегородки приним.
от 2 до 7,5 м3/час и более.
Аппарат скруббер Дойля
1 – труба
2 – конус
3 – перегородка
Газовый поток поступает через
трубы, в нижней части которых
установлены
конусы,
увеличивающие скорость газов в
свободном
сечении
трубы.
Непосредственно в щели на выходе
из трубы скорость газов составляет
35-55 м/с. Газовый поток ударяется
о поверхность жидкости, создается
завеса из капель жидкости. Уровень
жидкости в скруббере на 2-3- мм ниже кромки трубы. Гидр. сопротивление – 500-4000
Па, удельные расход жидкости ок. 0,13 л/м3.
95% - эф-ть очистки
83. Особенности работы скруббера Вентури
Скруббер Вентури — устройство для очистки газов от примесей. Скрубберы Вентури
являются скоростными газопромывателями.
Принцип действия этих аппаратов основан на интенсивном дроблении орошающей
жидкости запыленным газовым потоком, движущимся с большой скоростью (от 60 до
150 м/с). Осаждению частиц пыли на каплях орошающей жидкости способствуют
турбулентность газового потока и высокие относительные скорости улавливаемых
частиц пыли и капель. Возможна очистка пыли мелкодисперсной фракции (менее
0,1 мкм) с КПД до 99,9 %. Необходима установка каплеуловителя.
Основная часть скруббера Вентури выполняется в виде трубы Вентури, имеющей
конфузор (сужающаяся часть), горловину (узкая часть) и диффузор (расширяющаяся
часть).
Принцип работы: входящий поток газа поступает в сужающуюся секцию, и по мере
того, как площадь поперечного сечения потока уменьшается, скорость газа
увеличивается. В то же время, сбоку по патрубкам в сужающуюся секцию поступает
жидкость. Поскольку газ вынужден двигаться с очень большими скоростями в
небольшой горловине, то здесь наблюдается большая турбулентность потока газа. Эта
турбулентность разбивает поток жидкости на очень большое количество очень мелких
капель. Пыль, содержащаяся в газе, оседает на поверхности этих капель. Покидая
горловину, газ, перемешанный с облаком мелких капель жидкости, переходит в
расширяющуюся секцию, где скорость газа уменьшается, турбулентностть снижается
и капли собираются в более крупные. На выходе из скруббера капли жидкости с
адсорбированными на них частицами отделяются от потока газа.
По конфигурации поперечного сечения трубы Вентури подразделяются на круглые
(используются при малых объемах очищаемых газов), щелевые и кольцевые. Для
больших объемов газов целесообразно применять трубы Вентури с кольцевой
горловиной и центральным подводом орошения или щелевые трубы Вентури с
пленочным орошением. Иногда при больших объемах применяют батарейные или
групповые компоновки скрубберов Вентури. Достоинство таких компоновок –
возможность отключения части труб при переменных расходах газов, т.е.
ступенчатого регулирования. Регулирование сечения горловины скруббера Вентури в
некоторых аппаратах производится в соответствии с существующей зависимостью
между степень очистки газов и гидравлическим сопротивлением трубы.
Разработано несколько десятков конструкций труб Вентури с регулируемым сечением
горловины. Промышленное распространение получили 2 конструкции: с трубы
Вентури щелевого сечения, в которой регулирование площади горловины
осуществляется с помощью поворотных заслонок (рис.1), и кольцевого сечения, в
которой вдоль оси перемещается регулируемый конус (более надежная конструкция)
(рис.2).
Рис. 1
Рис.2
1 – регулирующий конус,
который позволяет изменять
расход
газа
путем
регулирования размера щели;
2 – каплеуловитель.
1 – форсунки;
2 – регулировочные лопасти.
По гидравлическим характеристикам классифицируются на низко и высоконапорные.
Низконапорные используются для подготовки к очистке от пыли, их гидравлическое
сопротивление не превышает 3-5кПа. Высоконапорные – для очистки от микронной и
субмикронной пыли, их сопротивление 20-30 кПа.
По
способу
подвода
жидкости
подразделяются на:
а) с центральным (форсуночным)
подводом;
б) с периферийным орошением;
в) с пленочным орошением;
г) с подводом жидкости за счет
энергии газового потока
Скрубберы Вентури могут быть использованы как для очистки газа от мелких частиц,
так и для очистки от загрязнений в виде инородных газов. Однако они наиболее
эффективны для очистки газа от частиц, чем для очистки от инородных газов.
Основные размеры.
1 – конфузор
2 – горловина
3 - диффузор
𝐿г = 0,15 ∙ Дг ;
Дк − Дг
𝐿к =
;
2𝑡𝑔𝛼к
𝐿д =
Дд − Дг
.
2𝑡𝑔𝛼д
Эжекторные скрубберы Вентури. Основная доля энергии, затрачиваемой на очистку
газов, подводится к орошающей жидкости, причем частично эта энергия расходуется
на транспортирование газов через аппарат благодаря эжектирующему действию
высокоскоростной струи жидкости. Жидкость подается в распыливающую форсунку
под давление 600-1200 кПа и выше, увлекая за собой очищаемый поток газовый поток.
Образующийся факел жидкости с углом до 25..30° должен перекрывать сечение
камеры смешения. Скорость газового потока в камере смешения 10-12 м/с, длина
камеры смешения – около 3 диаметров. Удельный расход жидкости составляет 7-10
л/м3. Для отвода промывной жидкости – гравитационный или центробежный
принципы осаждения капель. Наиболее эффективны для очистки от мелкой пыли
размером крупнее 2-3 мкм. Для сокращения расхода жидкости применяются
высоконапорные эекторные трубы Вентури с давлением воды перед соплом до 10
МПа. Тогда удельный расход жидкости – до 1л/м3, но требуется установка насосов
высокого давления.
84. Брызгоунос и сепарация капель
Во всех мокрых пылеуловителях в той или иной степени происходит
брызгоунос, интенсивность которого определяется скоростью газового потока в
свободном сечении аппарата и способом подвода орошающей жидкости.
При форсуночном распыле жидкости или дроблении жидкости за счет газового
потока (трубы Вентури) размер образующихся капель составляет от 50 до 500 мкм.
Оросители, используемые в тарельчатых скрубберах, образуют весьма крупные капли
— 600-800 мкм и даже более. В этих же аппаратах образование капли может
происходить за счет разрыва пузырей, и тогда размер капель колеблется в пределах
20-30 мкм и 600-1200 мкм. Доля мелких, так называемых микронных капель невелика,
она не превышает 0,30-0,35% (вес.) уноса и не может оказывать влияния на общий
характер каплеуноса. Очень мелкие капли (10 мкм) образуются при конденсации пара.
Максимально возможный размер выносимых капель может быть рассчитан по
скорости витания капель, которая принимается равной скорости газов в свободном
сечении аппарата. На жидкую частицу (каплю) действуют силы, подобные тем,
которые действуют на твердую частицу, взвешенную в потоке газов, поэтому для их
сепарации может быть использовано то же оборудование, что и при улавливании
твердых частиц. Преимущество отделения капель перед отделением твердых частиц
состоит в том, что агломерация капель происходит непосредственно после сепарации,
и уловленные капли могут быть отведены из сепаратора в виде потока жидкости, т.е.
отпадает необходимость в узлах разгрузки и очистки.
Для сепарации капель из газов используются следующие механизмы осаждения:
гравитационный, инерционный, центробежный, диффузионный и электростатический.
Последние два механизма в основном применяются для улавливания туманов .
Гравитацонный метод. Простейшим устройством для улавливания капель из
газового потока является осадительная камера, принципиально ничем не
отличающаяся от осадительных (пылеулавливающих) камер. Гравитационные
каплеуловители находят применение только для улавливания очень крупных капель и
при больших нагрузках по жидкости (до 1 кг/м и более). Основной их недостаток
заключается в громоздкости. Так, например, для капель диаметром 100 мкм скорость
осаждения составляет всего лишь 0,24 м/с.
Инерционный метод. Механизм инерционного осаждения весьма широко
используется для каплеулавливания, причем наибольший эффект достигается при
пропускании газового потока с высокой скоростью через отверстие и столкновении
его с большой плоской поверхностью, установленной под прямым углом к потоку и на
близком расстоянии от отверстия (так называемая ударная сепарация).
В качестве инерционных каплеуловителей могут быть использованы различные
насадки (или пакеты из насадки): дробленая порода, стружка, галька, шлак,
стандартная насадка (кольца Рашига, седла Берля, сферы и т.д.), вязаная сетка,
пластины волнообразного и уголкового профилей (жалюзи), прутки, уголки и т.д. В
зависимости от места установки инерционных сепараторов в аппарате их можно
подразделить на встроенные и выносные, а в зависимости от расположения пакетов
насадки в пространстве – горизонтальные, вертикальные и наклонные. Слои из
гранулированных материалов, колец Рашига, седел Берля и других специальных видов
насадки обычно устанавливаются в верхней части аппарата.
Эффективность инерционных каплеуловителей увеличивается с ростом скорости
газов. Однако этот рост не может быть беспредельным, поскольку в определенном
диапазоне скоростей газов происходит резкое снижение эффективности сепарации изза возникновения вторичного уноса, наступает «захлебывание» сепаратора.
Критическая скорость в сечении сепараторов определяется их конструкцией,
расположением пакетов насадки в пространстве, направлением набегающего газового
потока, геометрическими характеристиками элементов и т.д. Для увеличения скорости
газов рекомендуется наклонная установка сепараторов, оптимальный угол наклона –
40-45°.
Центробежные каплеуловители – наиболее распространенные. Основными
достоинствами являются высокая эффективность и меньшая по сравнению с
инерционными склонность к образованию отложений. Простейший тип – коленный
сепаратор, представляющий собой прямоугольное в сечении колено с отношением
R/r=2. Его гидравлическое сопротивление – 80-1500 Па (зависит от скорости). Обычно
применяются в качестве предварительных каплеуловителей после труб Вентури перед
циклонами-каплеуловителями.
Чаще всего в качестве каплеуловителей за трубами Вентури устанавливают
обычные циклоны (центробежные каплеуловители выносного типа), для уменьшения
габаритов циклона и предотвращения уноса жидкости в виде пленки разработан
малогабаритный циклон-каплеуловитель (скорость газов 4,5-5,5 м/с, высота рабочей
части 1,5D, скорость газов в сечении входного патрубка 25м/с, при начальном
содержании влаги до 0,2г/м3 каплеунос из сепаратора не превышает 0,03 г/м3). Также
применяются центробежные сепараторы, размещаемые в аппарате (встроенные),
наиболее часто в аппаратах колонного типа. Сепараторы выполняются в виде
цилиндрической и конической ловушек. Оптимальные скорости газов в свободном
сечении 5м/с и 12-18 м/с соответственно. Конические завихрители менее металлоемки,
обладают меньшим гидравлическим сопротивлением, работают при нагрузке по
жидкости до 0,8 л/м3, а цилиндрические – до 3л/м3. Отвод жидкости – через сливные
патрубки в нижней части сепаратора со скоростью 0,2 м/с. Принцип работы
завихрителя – закручивание потока, вследствие чего капли оседают на стенках
сепаратора.
85. Характеристика вихревых пылеуловителей.
Отличием вихревых пылеуловителей от циклонов является наличие вспомогательного
закручивающего газового потока. Характеризуются высокой пропускной
способностью и эффективностью очистки. Эффективность 80-90%, улавливается пыль
с размером до 20 мкм. Недостаток: наличие большого количества движущихся частей,
которые подвержены воздействию пыли и часто выходят из строя; задействованы
дополнительные источники энергии.
В аппарате соплового типа запыленный газовый поток закручивается лопаточным
завихрителем и движется вверх, подвергаясь при этом воздействию трех струй
вторичного газа (воздуха), вытекающих из тангенциально расположенных сопел. Под
действием центробежных сил частицы отбрасываются к периферии, а оттуда в
возбуждаемый струями спиральный поток вторичного газа, направляющий их вниз, в
кольцевое межтрубное пространство. Вторичный газ в ходе спирального обтекания
потока очищаемого газа постепенно полностью проникает в него. Кольцевое
пространство вокруг входного патрубка оснащено подпорной шайбой,
обеспечивающей безвозвратный спуск пыли в бункер. Наилучшие результаты – при
установке сопел не менее чем в 4 ряда под углом 30°. Вихревой пылеуловитель
лопаточного типа отличается тем, что вторичный газ отбирается с периферии
очищенного газа и подается кольцевым направляющим аппаратом с наклонными
лопатками. За рубежом вихревые пылеуловители выпускаются производительностью
по очищаемым газам 330-30000 м3/ч. Их эффективность с увеличением диаметра
падает.
Вихревые пылеуловители: а – соплового типа: б – лопаточного типа; 1 – камера; 2 –
выходной патрубок; 3 – сопла; 4 – лопаточный завихритель типа «розетка»; 5 –
входной патрубок; 6 – подпорная шайба; 7 – пылевой бункер; 8 – кольцевой
лопаточный завихритель
86. Основные виды осадительных и коронирующих электродов.
Осадительные электроды
Электроды д. обладать достаточной механич. прочностью и жесткостью, иметь
гладкую поверхность, обладать высокими аэродинамич. характеристиками,
обеспечивать эффективное встряхивание осаждаемой пыли.
Гладкая поверхность необходима для обеспечения максимальной напряженности
электрического поля. Гладкие электроды просты в изготовлении, хорошо
встряхиваются, но им свойственен повышенный вторичный унос пыли при
встряхивании ее с электрода. Поэтому их применяют при скоростях газов до 1м/с.
Сущ. несколько типов осадительных электродов. Наиб. распространенные пластинчатые гладкие (7,8,9,11 на рис.), коробчатые (10), желобчатые электроды
(10,12).
Основные типы осадительных электродов:
1 - гладкие пластинчатые;
2 - сетчатые;
3 - прутковые;
4 - карманные;
5 - перфорированные;
6 - тюльпанообразные;
7 - волнистые;
8 - U-образные;
9 - Э-образные;
10 - С-образные;
11 - вальтерэлектроды;
12 - С-образные широкополюсные.
В «сухих» пластинчатых электрофильтрах наиболее часто применяются прутковые,
карманные, желобчатые, С-образные осадительные электроды.
С-образные
отличаются
пониженной
металлоемкостью,
имеют
высокие
аэродинамические характеристики, хорошо встряхиваются. По их поверхности
равномерно распределяется осажденная пыль в сравнении с карманными или
перфорированными электродами.
Коронирующие электроды
Требования:
1. точная форма - для создания интенсивного и достат. коронного разрада;
2. механич. прочность и жесткость – для обеспечения долгой работы;
3.
простота
изготовления
и
низкая
стоимость
(в
современных
высокопроизводительных аппаратах длина коронирующих электродов составляет
десятки километров);
4. стойкость к агрессивным средам.
По принципу действия подразделяются:
1) без фиксированных разрядных точек (в случае отрицательной короны точки
коронного разряда в зависимости от режима установки располагаются вдоль
поверхности электрода на разных расстояниях. Имеют малый радиус кривизны,
поперечное сечение выбирается с учетом достаточной механической прочности);
2) с фиксиров. разрядными точками по длине электрода (источник разряда – острия и
шипы, расположенные на определенном расстоянии друг от друга. Изменяя
расстояние между иглами или длину иглы, можно управлять коронным разрядом.
Поэтому электроды данного типа называются электродами с управляемым коронным
разрядом).
Без фиксированных разрядных точек: круглый провод, штыкового сечения,
ленточный, канатный, ленточный с изгибом, крестообразный.
С фиксированными разрядными точками: игольчатые различного профиля (первые
три на соотв. рисунке), колючая проволока, ленточно-зубчатый, пилообразный.
Типичный представитель – колючая проволока. Широкое распространение получили
игольчатые коронирующие электроды, интенсивный разряд в которых обеспечивается
выштампованными в элементах иглами.
87. Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии – это возобновляемые источники энергии, к
которым относятся: энергия солнца, ветер, приливы и отливы, морские волны, тепло
планеты.
Различают два основных варианта использования энергии Солнца: физический и
биологический. При физическом варианте энергия аккумулируется солнечными
коллекторами, солнечными элементами на полупроводниках или концентрируется
системой зеркал. При биологическом варианте используется солнечная энергия,
накопленная в процессе фотосинтеза в органическом веществе растений (обычно в
древесине). Этот вариант годится для стран с относительно большими запасами леса.
Ветряные мельницы давно используются человеком в качестве источника
энергии. Однако они эффективны и пригодны только для мелкого пользователя. К
сожалению, ветер пока еще не в состоянии давать электроэнергию в достаточных
количествах. Солнечная и ветровая энергетика имеет серьезный недостаток —
временную нестабильность именно в тот момент, когда она особенно нужна. В связи с
этим необходимы системы хранения энергии, чтобы потребление ее могло быть
возможно в любое время, но экономически зрелой технологии создания таких систем
пока нет.
Для использования энергии приливов и отливов обычно строят приливные
электростанции в устьях рек либо непосредственно на морском берегу. В обычном
портовом волноломе оставляют отверстия, куда свободно поступает вода. Каждая
волна повышает уровень воды, а следовательно, и давление остающегося в отверстиях
воздуха. «Выдавливаемый» наружу через верхнее отверстие воздух приводит в
движение турбину. С уходом волны возникает обратное движение воздуха, который
стремится заполнить вакуум, и турбина получает новый импульс к вращению.
Согласно оценкам специалистов, такие электростанции могут использовать до 45 %
энергии приливов.
Привлекает ученых и использование биогаза, который представляет собой смесь
горючего газа — метана (60-70 %) и негорючего углекислого газа. В нем обычно
присутствуют примеси — сероводород, водород, кислород, азот. Образуется биогаз в
результате анаэробного (бескислородного) разложения органики. Этот процесс в
природе можно наблюдать на низинных болотах. Воздушные пузырьки,
поднимающиеся со дна заболоченных участков, это и есть биогаз — метан и его
производные. В зависимости от химического состава сырья при сбраживании
выделяется от 5 до 15 кубометров газа на кубометр перерабатываемой органики.
Биогаз можно сжигать для отопления домов, сушки зерна, использовать в качестве
горючего для автомобилей и тракторов. По своему составу биогаз мало отличается от
природного газа. Кроме того, в процессе получения биогаза остаток брожения
составляет примерно половину органических веществ. Его можно брикетировать и
получать твердое топливо. Однако в хозяйственном отношении это не слишком
рационально. Остаток брожения лучше использовать в качестве удобрения. 1
м3 биогаза соответствует 1 л жидкого газа или 0,5 л высококачественного бензина.
Получение биогаза даст технологическую выгоду — уничтожение отходов и
энергетическую выгоду — дешевое горючее.
Еще одним альтернативным источником энергии является сельскохозяйственное
сырье: сахарный тростник, сахарная свекла, картофель, топинамбур и др. Из него
методом ферментации в некоторых странах производят жидкое топливо, в частности
этанол.
Тепловую или электрическую энергию можно добывать за счет тепла земных
глубин. Геотермальная энергетика экономически эффективна там, где горячие воды
приближены к поверхности земной коры, — в районах активной вулканический
деятельности с многочисленными гейзерами (Камчатка, Курильские острова, острова
Японского архипелага). В отличие от других первичных источников энергии,
носители геотермальной энергии невозможно транспортировать на расстояние,
превышающее несколько километров. Поэтому земное тепло — типично локальный
источник энергии, и работы, связанные с его эксплуатацией (разведка, подготовка
буровых площадок, бурение, испытание скважин, забор жидкости, получение и
передача энергии, подпитка, создание инфраструктур и т.д.), ведутся, как правило, на
относительно небольшом участке с учетом местных условий.
Топливом будущего считается водород. Во время окисления водорода, как
побочный продукт образуется вода, а из нее можно так же добывать водород.
Поскольку 73% земной поверхности покрыто водой, то можно сказать, что водород
является неисчерпаемым топливом.