* dit werk is niet wetenschappelijk werk, is geen diploma kwalificerend werk en is het resultaat van het verwerken, structureren en formatteren van de verzamelde informatie, bedoeld om als bron van materiaal voor te gebruiken zelfstudie educatieve werken.
Bescherming van de atmosfeer De atmosfeer wordt gekenmerkt door een extreem hoge dynamiek, vanwege zowel de snelle beweging van luchtmassa's in laterale en verticale richting, als de hoge snelheden en de diversiteit aan fysische en chemische reacties die daarin plaatsvinden. De atmosfeer wordt beschouwd als een enorme ‘chemische ketel’, die onder invloed staat van talrijke en variabele antropogene en natuurlijke factoren. Gassen en aërosolen die in de atmosfeer vrijkomen, worden gekenmerkt door een hoge reactiviteit. Stof en roet afkomstig van brandstofverbranding en bosbranden absorberen zware metalen en radionucliden en kunnen, wanneer ze op een oppervlak worden afgezet, grote gebieden vervuilen en via het ademhalingssysteem in het menselijk lichaam binnendringen. Atmosferische vervuiling is de directe of indirecte introductie van welke stof dan ook in een zodanige hoeveelheid dat de kwaliteit en samenstelling van de buitenlucht wordt aangetast, waardoor schade wordt toegebracht aan mensen, de levende en levenloze natuur, ecosystemen, bouwmaterialen, natuurlijke hulpbronnen - het hele milieu. Luchtzuivering van onzuiverheden. Om de atmosfeer te beschermen tegen negatieve antropogene effecten worden de volgende maatregelen toegepast: - vergroening technologische processen; - zuivering van gasemissies van schadelijke onzuiverheden; - verspreiding van gasemissies in de atmosfeer; - inrichting van sanitaire beschermingszones, architectonische en planningsoplossingen. Afvalvrije en afvalarme technologie Het vergroenen van deze processen betekent het creëren van gesloten technologische cycli, afvalvrije en afvalarme technologieën die het vrijkomen van schadelijke verontreinigende stoffen in de atmosfeer uitsluiten. De meest betrouwbare en meest economische manier om de biosfeer te beschermen tegen de uitstoot van schadelijke gassen is de transitie naar afvalvrije productie, of naar afvalvrije technologieën. De term ‘afvalvrije technologie’ werd voor het eerst voorgesteld door academicus N.N. Semenov. Het betekent het creëren van optimale technologische systemen met gesloten materiaal- en energiestromen. Een dergelijke productie zou niet moeten gebeuren Afvalwater , schadelijke emissies in de atmosfeer en vast afval en mogen geen water uit natuurlijke reservoirs verbruiken. Dat wil zeggen, ze begrijpen het principe van organisatie en werking van de productie, met het rationeel gebruik van alle componenten van grondstoffen en energie in een gesloten cyclus: (primaire grondstoffen - productie - consumptie - secundaire grondstoffen). Natuurlijk is het concept van ‘afvalvrije productie’ enigszins voorwaardelijk; Dit is een ideaal productiemodel, omdat het onder reële omstandigheden onmogelijk is om afval volledig te elimineren en de impact van de productie op het milieu weg te nemen. Meer precies zouden dergelijke systemen afvalarm moeten worden genoemd, waarbij minimale emissies worden geproduceerd, waarbij de schade aan natuurlijke ecosystemen minimaal zal zijn. Low-waste technologie is een tussenstap in het creëren van een afvalvrije productie. Momenteel zijn er verschillende hoofdrichtingen voor de bescherming van de biosfeer geïdentificeerd, die uiteindelijk leiden tot de creatie van afvalvrije technologieën: 1) ontwikkeling en implementatie van fundamenteel nieuwe technologische processen en systemen die in een gesloten cyclus opereren, waardoor de vorming van afval kan worden geëlimineerd van de hoofdhoeveelheid afval; 2) verwerking van productie- en consumptieafval als secundaire grondstof; 3) creatie van territoriaal-industriële complexen met een gesloten structuur van materiaalstromen van grondstoffen en afval binnen het complex. Het belang van economisch en rationeel gebruik van natuurlijke hulpbronnen behoeft geen rechtvaardiging. De wereldvraag naar grondstoffen groeit voortdurend en de productie ervan wordt steeds duurder. Omdat het een intersectoraal probleem is, vereist de ontwikkeling van technologieën die weinig en geen afval veroorzaken en het rationeel gebruik van secundaire hulpbronnen de goedkeuring van intersectorale beslissingen. De ontwikkeling en implementatie van fundamenteel nieuwe technologische processen en systemen die in een gesloten cyclus werken en die de vorming van het grootste deel van het afval elimineren, is de belangrijkste richting van de technische vooruitgang. Zuivering van gasemissies van schadelijke onzuiverheden Gasemissies worden geclassificeerd volgens de organisatie van verwijdering en controle - georganiseerd en ongeorganiseerd, volgens temperatuur - verwarmd en koud. Georganiseerde emissies zijn emissies die in de atmosfeer terechtkomen via speciaal geconstrueerde rookkanalen, luchtkanalen en pijpleidingen. Ongeorganiseerd verwijst naar industriële emissies die in de atmosfeer terechtkomen in de vorm van ongerichte gasstromen als gevolg van een schending van de dichtheid van apparatuur. Afwezigheid of onbevredigende werking van gasafzuigapparatuur op plaatsen waar het product wordt geladen, gelost en opgeslagen. Om de luchtvervuiling door industriële emissies te verminderen, worden gaszuiveringssystemen gebruikt. Gaszuivering verwijst naar de scheiding van gas of de transformatie naar een onschadelijke staat van een verontreinigende stof afkomstig van een industriële bron. Middelen voor atmosferische bescherming moeten de aanwezigheid van schadelijke stoffen in de lucht van de menselijke omgeving beperken tot een niveau dat niet hoger is dan de maximaal toelaatbare concentratie. In alle gevallen moet aan de volgende voorwaarde worden voldaan: C+Cf 30 µm. Voor deeltjes met d = 5-30 µm wordt de zuiveringsgraad teruggebracht tot 80%, en voor d == 2-5 µm is deze minder dan 40%. De diameter van deeltjes die door een cycloon worden opgevangen met 50% kan worden bepaald met de empirische formule: De hydraulische weerstand van krachtige cyclonen is ongeveer 1080 Pa. Cyclonen worden veel gebruikt voor de zuivering van grof en middelmatig gas uit aerosolen. Een ander type centrifugale stofafscheider is een rotoclone, bestaande uit een rotor en een ventilator geplaatst in een verzamelbehuizing. De roterende ventilatorbladen leiden het stof in het kanaal, dat naar de stofopvang leidt. Cycloonapparaten zijn de meest voorkomende in de industrie, omdat ze geen bewegende delen in het apparaat hebben en een hoge bedrijfszekerheid bij gastemperaturen tot 500 0 C, het verzamelen van stof in droge vorm, vrijwel constante hydraulische weerstand van het apparaat, gemakkelijke productie en een hoge mate van zuivering. Nadelen: hoge hydraulische weerstand 1250-1500 Pa, slechte opvang van deeltjes kleiner dan 5 µm. Filters worden ook gebruikt om gassen te zuiveren. Filtratie is gebaseerd op het passeren van het gezuiverde gas door verschillende filtermaterialen. Filterwanden bestaan uit vezelige en korrelige elementen en zijn conventioneel onderverdeeld in de volgende typen. Flexibele poreuze scheidingswanden – textielmaterialen gemaakt van natuurlijke, synthetische of minerale vezels, niet-geweven vezelmaterialen (vilt, papier, karton) en celvellen (sponsrubber, polyurethaanschuim, membraanfilters). Filtratie is een veel voorkomende techniek voor fijngaszuivering. De voordelen zijn de relatief lage kosten van de apparatuur (met uitzondering van metaalkeramische filters) en de hoge efficiëntie van de fijne reiniging. Nadelen van filtratie zijn hoge hydraulische weerstand en snelle verstopping van het filtermateriaal met stof. Zuivering van emissies van gasvormige stoffen door industriële bedrijven Momenteel, nu de afvalvrije technologie nog in de kinderschoenen staat en er nog geen volledig afvalvrije bedrijven bestaan, is de belangrijkste taak van gaszuivering het op peil brengen van het gehalte aan giftige onzuiverheden in gasonzuiverheden. maximaal toelaatbare concentraties (MPC) vastgelegd door sanitaire normen. Industriële methoden voor het zuiveren van gasemissies van gasvormige en dampvormige giftige onzuiverheden kunnen worden onderverdeeld in vijf hoofdgroepen: 1 Absorptiemethode - omvat de absorptie van afzonderlijke componenten van een gasvormig mengsel door een absorbeermiddel (absorber), dat een vloeistof is. Absorptiemiddelen die in de industrie worden gebruikt, worden beoordeeld aan de hand van de volgende indicatoren: 1) absorptiecapaciteit, d.w.z. de oplosbaarheid van de geëxtraheerde component in de absorber, afhankelijk van temperatuur en druk; 2) selectiviteit, gekenmerkt door de verhouding van de oplosbaarheid van de gassen die worden gescheiden en de snelheid van hun absorptie; 3) minimale dampdruk om verontreiniging van het gezuiverde gas met absorberende dampen te voorkomen; 4) lage kosten; 5) geen corrosief effect op de apparatuur. Als absorbeermiddelen worden water, oplossingen van ammoniak, bijtende en carbonaatalkaliën, mangaanzouten, ethanolaminen, oliën, suspensies van calciumhydroxide, mangaan- en magnesiumoxiden, magnesiumsulfaat enz. gebruikt, bijvoorbeeld voor het zuiveren van gassen uit ammoniak, waterstofchloride en waterstoffluoride in water wordt gebruikt als absorbeermiddel, zwavelzuur wordt gebruikt om waterdamp op te vangen en olie wordt gebruikt om aromatische koolwaterstoffen op te vangen. Absorptiezuivering is een continu en in de regel cyclisch proces, aangezien de absorptie van onzuiverheden gewoonlijk gepaard gaat met de regeneratie van de absorptieoplossing en de terugkeer ervan aan het begin van de zuiveringscyclus. Tijdens fysieke absorptie wordt de regeneratie van het absorbens uitgevoerd door verwarming en verlaging van de druk, waardoor de geabsorbeerde gasverontreiniging wordt gedesorbeerd en geconcentreerd. Om het reinigingsproces uit te voeren, worden absorbers van verschillende ontwerpen gebruikt (film, verpakt, buisvormig, enz.). De meest voorkomende is een gepakte wasser, die wordt gebruikt om gassen te zuiveren van zwaveldioxide, waterstofsulfide, waterstofchloride, chloor, koolmonoxide en dioxide, fenolen, enz. In gepakte wassers is de snelheid van massaoverdrachtsprocessen laag vanwege de lage intensiteitshydrodynamisch regime van deze reactoren die werken met een gassnelheid van 0,02-0,7 m/s. De volumes van de apparaten zijn daardoor groot en de installaties zijn omslachtig. Absorptiemethoden worden gekenmerkt door de continuïteit en veelzijdigheid van het proces, de efficiëntie en het vermogen om grote hoeveelheden onzuiverheden uit gassen te extraheren. Het nadeel van deze methode is dat gepakte wassers, borrelende en zelfs schuiminrichtingen een vrij hoge mate van extractie van schadelijke onzuiverheden (tot de maximaal toelaatbare concentratie) en volledige regeneratie van absorbers alleen met een groot aantal zuiveringstrappen opleveren. Daarom zijn technologische schema's voor natte reiniging in de regel complexe, meertraps- en schone reactoren (vooral wassers) met grote volumes. Elk proces van natte absorptiezuivering van uitlaatgassen van gas- en damponzuiverheden is alleen aan te raden als het cyclisch en afvalvrij is. Maar cyclische natte reinigingssystemen zijn alleen concurrerend als ze worden gecombineerd met stofreiniging en gaskoeling. 2. Chemisorptiemethode - gebaseerd op de absorptie van gassen en dampen door vaste en vloeibare absorbeerders, waardoor enigszins vluchtige en enigszins oplosbare verbindingen worden gevormd. De meeste zuiveringsprocessen voor chemisorptiegas zijn omkeerbaar, dat wil zeggen dat wanneer de temperatuur van de absorptieoplossing stijgt, de chemische verbindingen die tijdens chemisorptie worden gevormd, ontleden door de regeneratie van de actieve componenten van de absorptieoplossing en door de desorptie van uit het gas geabsorbeerde onzuiverheden. Deze techniek vormt de basis voor de regeneratie van chemische sorptiemiddelen in cyclische gaszuiveringssystemen. Chemisorptie is vooral toepasbaar voor fijne zuivering van gassen met een relatief lage initiële concentratie aan onzuiverheden. 3. Adsorptiemethode - gebaseerd op het opvangen van schadelijke gasonzuiverheden door het oppervlak van vaste stoffen, zeer poreuze materialen met een ontwikkeld specifiek oppervlak. Adsorptiemethoden worden voor verschillende technologische doeleinden gebruikt: scheiding van damp-gasmengsels in componenten met de scheiding van fracties, drogen van gassen en voor sanitaire reiniging van gasuitlaatgassen. Onlangs zijn adsorptiemethoden op de voorgrond gekomen als een betrouwbaar middel om de atmosfeer te beschermen tegen giftige gasvormige stoffen, waardoor de mogelijkheid wordt geboden deze stoffen te concentreren en te recyclen. Industriële adsorbentia die het meest worden gebruikt bij gaszuivering zijn actieve kool, silicagel, aluminiumgel, natuurlijke en synthetische zeolieten (moleculaire zeven). De belangrijkste vereisten voor industriële sorptiemiddelen zijn een hoog absorptievermogen, selectiviteit van werking (selectiviteit), thermische stabiliteit, lange levensduur zonder de structuur en eigenschappen van het oppervlak te veranderen, en de mogelijkheid van gemakkelijke regeneratie. Actieve kool wordt het meest gebruikt voor de zuivering van sanitair gas vanwege het hoge absorptievermogen en het gemak van regeneratie. Er zijn verschillende ontwerpen van adsorbentia bekend (verticaal, gebruikt bij lage stroomsnelheden, horizontaal, gebruikt bij hoge stroomsnelheden, ringvormig). Gaszuivering wordt uitgevoerd via vaste lagen adsorberende en bewegende lagen. Het te zuiveren gas passeert de adsorber met een snelheid van 0,05-0,3 m/s. Na het reinigen schakelt de adsorber over op regeneratie. Een adsorptie-eenheid, bestaande uit meerdere reactoren, werkt doorgaans continu, aangezien sommige reactoren zich tegelijkertijd in de zuiveringsfase bevinden, terwijl andere zich in de fase van regeneratie, koeling enz. bevinden. De regeneratie wordt uitgevoerd door verwarming, bijvoorbeeld door het verbranden van organische stoffen, het passeren van scherpe of oververhitte stoom, lucht, inert gas (stikstof). Soms wordt een adsorbens dat zijn activiteit heeft verloren (afgeschermd door stof, hars) volledig vervangen. De meest veelbelovende zijn continue cyclische processen van adsorptiegaszuivering in reactoren met een bewegende of gesuspendeerde laag adsorbens, die worden gekenmerkt door hoge gasstroomsnelheden (een orde van grootte hoger dan in batchreactoren), hoge gasproductiviteit en bedrijfsintensiteit. Algemene voordelen van adsorptiemethoden voor gaszuivering: 1) diepe zuivering van gassen van giftige onzuiverheden; 2) het relatieve gemak waarmee deze onzuiverheden kunnen worden geregenereerd door ze om te zetten in een commercieel product of door ze weer in productie te nemen; Op deze manier wordt het principe van afvalvrije technologie geïmplementeerd. De adsorptiemethode is vooral rationeel voor het verwijderen van giftige onzuiverheden ( organische bestanddelen kwikdamp, enz.), in lage concentraties, d.w.z. als laatste fase van de sanitaire zuivering van afgassen. De nadelen van de meeste adsorptie-installaties zijn periodiciteit 4. De katalytische oxidatiemethode is gebaseerd op het verwijderen van onzuiverheden uit het te zuiveren gas in aanwezigheid van katalysatoren. De werking van katalysatoren komt tot uiting in de tussenliggende chemische interactie van de katalysator met de reagerende stoffen, resulterend in de vorming van tussenverbindingen. Metalen en hun verbindingen (oxiden van koper, mangaan, enz.) Worden als katalysatoren gebruikt.Katalysatoren hebben de vorm van kogels, ringen of andere vormen. Deze methode wordt vooral veel gebruikt voor het reinigen van uitlaatgassen van verbrandingsmotoren. Als gevolg van katalytische reacties worden de in het gas aanwezige onzuiverheden omgezet in andere verbindingen, dat wil zeggen dat in tegenstelling tot de besproken methoden de onzuiverheden niet aan het gas worden onttrokken, maar worden omgezet in onschadelijke verbindingen waarvan de aanwezigheid is toegestaan. in het uitlaatgas, of in verbindingen die gemakkelijk uit de gasstroom kunnen worden verwijderd. Als de gevormde stoffen moeten worden verwijderd, dan aanvullende operaties(bijvoorbeeld extractie met vloeibare of vaste sorptiemiddelen). Katalytische methoden worden steeds wijdverbreider vanwege de diepe zuivering van gassen van giftige onzuiverheden (tot 99,9%) bij relatief lage temperaturen en normale druk, evenals bij zeer lage initiële concentraties van onzuiverheden. Katalytische methoden maken het mogelijk reactiewarmte te benutten, d.w.z. energietechnologiesystemen creëren. Instellingen katalytische zuivering gemakkelijk te gebruiken en klein van formaat. Het nadeel van veel katalytische zuiveringsprocessen is de vorming van nieuwe stoffen die op andere manieren uit het gas moeten worden verwijderd (absorptie, adsorptie), wat de installatie ingewikkelder maakt en het algehele economische effect vermindert. 5. De thermische methode omvat het zuiveren van gassen voordat ze door naverbranding bij hoge temperatuur in de atmosfeer worden vrijgegeven. Thermische methoden voor het neutraliseren van gasemissies zijn toepasbaar bij hoge concentraties brandbare organische verontreinigende stoffen of koolmonoxide. De eenvoudigste methode- affakkelen - mogelijk wanneer de concentratie van brandbare verontreinigende stoffen dicht bij de onderste ontvlambaarheidsgrens ligt. In dit geval dienen de onzuiverheden als brandstof, bedraagt de procestemperatuur 750-900 °C en kan de verbrandingswarmte van de onzuiverheden worden benut. Wanneer de concentratie brandbare onzuiverheden lager is dan de onderste ontstekingsgrens, is het noodzakelijk om een bepaalde hoeveelheid warmte van buitenaf toe te voeren. Meestal wordt al zijn warmte geleverd door brandbaar gas toe te voegen en dit in het gezuiverde gas te verbranden. Brandbare gassen passeren een warmteterugwinningssysteem en komen vrij in de atmosfeer. Dergelijke energietechnologieschema's worden gebruikt wanneer het gehalte aan brandbare onzuiverheden voldoende hoog is, anders neemt het verbruik van toegevoegd brandbaar gas toe. Verspreiding van stof- en gasemissies in de atmosfeer. Bij elke reinigingsmethode blijft een deel van het stof en de gassen in de lucht achter die in de atmosfeer terechtkomt. Dispersie van gasemissies wordt gebruikt om gevaarlijke concentraties van onzuiverheden terug te brengen tot het niveau van de overeenkomstige maximaal toelaatbare concentratie. Om het verspreidingsproces uit te voeren worden verschillende technologische middelen gebruikt: buizen, ventilatieapparatuur. De processen van verspreiding van emissies worden aanzienlijk beïnvloed door de toestand van de atmosfeer, de locatie van bedrijven en bronnen van emissies, de aard van het terrein, enz. De horizontale beweging van onzuiverheden wordt voornamelijk bepaald door de windsnelheid, en de verticale beweging is bepaald door de temperatuurverdeling in verticale richting. Bij het verdelen van de concentratie van schadelijke stoffen in de atmosfeer boven de pluim van een georganiseerde bron met hoge emissies worden 3 zones van luchtverontreiniging onderscheiden: Fig. 1. De overdracht van een emissiepluim, gekenmerkt door een relatief laag gehalte aan schadelijke stoffen in de grondlaag van de atmosfeer. 2. Rookzone met het maximale gehalte aan schadelijke stoffen en een geleidelijke afname van het vervuilingsniveau. Deze zone is het gevaarlijkst voor de bevolking. De afmetingen van deze zone liggen, afhankelijk van de meteorologische omstandigheden, in het bereik van 10-49 buishoogtes. 3. Zone van geleidelijke vermindering van de vervuilingsniveaus. Als het onmogelijk is om de maximaal toegestane concentratie door reiniging te bereiken, wordt soms herhaalde verdunning van giftige stoffen of het vrijkomen van gassen via hoge schoorstenen gebruikt om onzuiverheden in de atmosfeer te verspreiden. bovenste lagen sfeer van de bol. De theoretische bepaling van de concentratie van onzuiverheden in de lagere lagen van de atmosfeer, afhankelijk van de hoogte van de pijp en andere factoren, houdt verband met de wetten van turbulente diffusie in de atmosfeer en is nog niet volledig ontwikkeld. De hoogte van de pijp die nodig is om de maximaal toelaatbare concentratie van giftige stoffen in de lagere lagen van de atmosfeer, op ademniveau, te garanderen, wordt bepaald door benaderende formules, bijvoorbeeld: MPE = waarbij MPE de maximaal toegestane emissie van schadelijke onzuiverheden in de lucht is. de atmosfeer, waarbij ervoor wordt gezorgd dat de concentratie van deze stoffen in de grondlaag van de lucht niet hoger is dan de maximaal toelaatbare concentratie, g/s; H - buishoogte, m; V is het volume van de gasemissie, m^s; ∆ t het verschil is tussen de temperaturen van de gasuitlaat en de omringende lucht, °C; A is de coëfficiënt die de voorwaarden bepaalt voor de verticale en horizontale verspreiding van schadelijke stoffen in de lucht; F is een dimensieloze coëfficiënt die rekening houdt met de snelheid van sedimentatie van schadelijke stoffen in de atmosfeer; t is een coëfficiënt die rekening houdt met de omstandigheden waaronder gas de monding van de pijp verlaat; deze wordt grafisch of bij benadering bepaald met behulp van de formule: De methode voor het bereiken van maximaal toelaatbare concentraties met behulp van "hoge pijpen" dient alleen als een verzachtend middel, omdat deze niet beschermt de atmosfeer, maar brengt de vervuiling alleen van het ene gebied naar het andere over. Aanleg van sanitaire beschermingszones Een sanitaire beschermingszone is een strook die bronnen van industriële vervuiling scheidt van woon- of woongebieden openbare gebouwen om de bevolking te beschermen tegen de invloed van schadelijke productiefactoren. De breedte van de sanitaire beschermingszones wordt vastgesteld afhankelijk van de productieklasse, de mate van schadelijkheid en de hoeveelheid stoffen die in de atmosfeer vrijkomen, en wordt geschat op 50 tot 1000 m. De sanitaire beschermingszone moet aangelegd en aangelegd zijn. Er zijn 3 soorten zones: Circulair, waarbij de onderneming volledig omgeven is door woongebouwen; Sectoraal, waarbij de onderneming gedeeltelijk omgeven is door woongebouwen en de fabriek grenst aan een natuurlijke barrière. Trapeziumvormig, wanneer de onderneming gescheiden is van de woonwijk. Bouw van sanitaire beschermingszones – hulp bescherming, aangezien een zeer dure maatregel het vergroten van de lengte van wegen, communicatiemiddelen, enz. is. Architectonische en planningsmaatregelen omvatten de juiste relatieve plaatsing van emissiebronnen in bevolkte gebieden, rekening houdend met de richting van de wind, de keuze van een vlakke, verhoogde plaats voor de bouw van een industriële onderneming, goed geblazen door de wind, de constructie snelwegen het omzeilen van bevolkte gebieden, enz.
Momenteel is de lijst met stoffen die de atmosfeer in bedrijven en woonwijken vervuilen breed. Antropogene bronnen van luchtverontreiniging zijn onder meer gassen, aërosolen en industrieel stof. Het belangrijkste fysieke kenmerk van atmosferische onzuiverheden is de concentratie: de massa van de stof (mg) per volume-eenheid lucht onder normale omstandigheden. De concentratie van onzuiverheden bepaalt de fysische, chemische en toxische effecten van stoffen op het milieu en de mens en dient als de belangrijkste parameter bij het reguleren van het gehalte aan onzuiverheden in de atmosfeer. Om de kwaliteit van componenten te beoordelen omgeving Er zijn een aantal kwaliteitscriteria geïntroduceerd, waaronder: maximaal toelaatbare concentratie van een stof (MPC), maximaal toelaatbare afgifte (lozing) (MPE, MPC), maximaal toelaatbare dosis (MAD) en anderen. Deze normen zijn opgesteld voor de meeste stoffen die in het milieu terecht kunnen komen en die een negatief effect kunnen hebben op de menselijke gezondheid of op onderdelen van de natuurlijke omgeving.
Om standaardniveaus van concentraties van schadelijke stoffen in de lucht van bevolkte gebieden en nabijgelegen gebieden te garanderen industriële ondernemingen In de praktijk worden de volgende opties voor het beschermen van de atmosferische lucht geïmplementeerd:
Verwijdering van giftige stoffen uit gebouwen door algemene ventilatie;
Lokalisatie van giftige stoffen in het gebied van hun vorming met behulp van lokale ventilatie gevolgd door recirculatie;
Lokalisatie van giftige stoffen in het gebied van hun vorming met behulp van lokale ventilatie, gevolgd door reiniging en vrijgave in de atmosfeer;
Zuivering van procesgasemissies in speciale apparaten en hun uitstoot in de atmosfeer;
Zuivering van uitlaatgassen van elektriciteitscentrales (interne verbrandingsmotoren) in speciale eenheden en hun uitstoot in de atmosfeer of productieruimte;
Plaatsing van bedrijven en voorzieningen in relatie tot woningbouw, rekening houdend met windpatronen en reliëf.
Alle middelen om de atmosfeer te beschermen tegen schadelijke industriële emissies kunnen dus in twee groepen worden gecombineerd:
1) passief - omstandigheden creëren voor de verspreiding van schadelijke onzuiverheden in de atmosferische lucht (sanitaire beschermingszones, hoge leidingen);
2) actief - betekent dat de lucht wordt gezuiverd van verschillende onzuiverheden (stofafscheiders, misteliminators, apparaten voor het verzamelen van dampen en gassen, meertrapsreinigingsapparaten).
Passieve methoden om de vereiste niveaus van luchtveiligheid in de atmosfeer te garanderen. Om de openbare veiligheid te garanderen en in overeenstemming met Federale wet“Over het sanitaire en epidemiologische welzijn van de bevolking” gedateerd 30 maart 1999 nr. 52-FZ, er wordt een speciaal gebied met een speciaal gebruiksregime ingesteld rond objecten en industrieën die bronnen zijn van impact op het milieu en de menselijke gezondheid - een sanitaire beschermingszone (SPZ), waarvan de omvang ervoor zorgt dat de impact van vervuiling op de atmosferische lucht (chemisch, biologisch, fysisch) wordt verminderd tot de waarden vastgelegd door hygiënische normen. Volgens zijn functionele doel is de sanitaire beschermingszone een beschermende barrière die het veiligheidsniveau van de bevolking garandeert tijdens de normale werking van de faciliteit. Voor objecten die een bron van impact op het milieu zijn, wordt een project ontwikkeld om de omvang van de sanitaire beschermingszone te rechtvaardigen.
De geschatte omvang van de sanitaire beschermingszone volgens de classificatie wordt bepaald door berekeningen van de verwachte atmosferische luchtverontreiniging (rekening houdend met de achtergrond) en de niveaus van fysieke impact op de atmosferische lucht, gespecificeerd door de resultaten van veldstudies en metingen. Het criterium voor het bepalen van de omvang van de sanitaire beschermingszone is het niet overschrijden van de maximaal toelaatbare concentraties (maximaal toelaatbare concentraties) van verontreinigende stoffen voor de atmosferische lucht van bevolkte gebieden aan de buitengrens en daarbuiten, en de maximaal toelaatbare niveaus van fysieke impact op de atmosfeer. lucht.
Afhankelijk van de kenmerken van de emissies voor een industriële faciliteit en productie, waarvoor de leidende factor voor het instellen van een sanitaire beschermingszone is chemische vervuiling atmosferische lucht, wordt de omvang van de sanitaire beschermingszone vastgesteld vanaf de grens van het industriële terrein en/of vanaf de bron van verontreinigende emissies. Vanaf de grens van het industrieterrein:
Van georganiseerd en ongeorganiseerde bronnen in de aanwezigheid van technologische apparatuur in open ruimtes;
In het geval van het organiseren van de productie met bronnen verspreid over het industriële terrein;
In aanwezigheid van grond- en lage bronnen, koude emissies van gemiddelde hoogte.
Van emissiebronnen (Fig. 6.4): in de aanwezigheid van hoge, middelgrote bronnen van verwarmde emissies. Wanneer u zich van de emissiebron verwijdert, in de richting van de wind, worden er conventioneel drie zones van luchtverontreiniging onderscheiden:
Vlamoverdrachtszones met een relatief laag gehalte aan schadelijke stoffen;
Rookzones met het maximale gehalte aan schadelijke stoffen;
Zones met geleidelijke vermindering van de vervuilingsniveaus.
Maximale concentraties ( cm) onzuiverheden in de oppervlaktelaag kunnen worden gemeten met behulp van instrumenten of worden berekend volgens de “Methodologie voor het berekenen van concentraties in de atmosferische lucht van schadelijke stoffen in emissies van bedrijven OND-86”.
Figuur 6.4 – Classificaties van bronnen van luchtverontreiniging
Maximale concentraties zijn direct evenredig met de productiviteit van de bron en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de hoogte boven de grond:
 | (6.1) |
Waarbij A een coëfficiënt is die afhangt van de temperatuurstratificatie van de atmosfeer;
M – massa schadelijke stoffen die per tijdseenheid in de atmosfeer wordt uitgestoten (g/s);
F is een dimensieloze coëfficiënt die rekening houdt met de afzettingssnelheid van schadelijke stoffen in de lucht;
m en n zijn coëfficiënten waarbij rekening wordt gehouden met de omstandigheden voor het verlaten van het gas-luchtmengsel uit de monding van de emissiebron;
ΔΤ – verschil tussen de temperatuur van het uitgestoten gas-luchtmengsel en de omgevingsluchttemperatuur (ºC);
Η – hoogte van de emissiebron boven het maaiveld, m;
V 1 – luchtmengseldebiet (m 3 /s);
Η is een dimensieloze coëfficiënt die rekening houdt met de invloed van het terrein.
Met behulp van rekenmethoden is het mogelijk om de MPE-waarde te bepalen die in de oppervlaktelaag moet worden gewaarborgd MPC schadelijk stoffen. Als de werkelijke emissies de maximaal toegestane limiet overschrijden, worden er in het emissiesysteem apparaten gebruikt om gassen te zuiveren van onzuiverheden, d.w.z. toepassen actieve methoden om de vereiste niveaus van luchtveiligheid in de atmosfeer te waarborgen.
Onzuiverheden van schadelijke stoffen kunnen in drie aggregatietoestanden in de atmosferische lucht aanwezig zijn: vloeibaar, vast en gasvormig. Het is de totale toestand van de verontreinigende stoffen die de keuze bepaalt technische middelen luchtzuivering: stofafscheiders, misteliminators, apparaten voor het verzamelen van dampen en gassen, meertrapsreinigingsapparatuur die wordt gebruikt wanneer de samenstelling van de verontreinigende stoffen die door een onderneming worden uitgestoten complex is (Fig. 6.5).
Veel productieprocessen gaan gepaard met aanzienlijke stofemissies. Stof zijn de kleinste vaste deeltjes die in de lucht of industriële gassen voorkomen. lange tijd in schorsing. Soorten industriële stofclassificaties worden weergegeven in Figuur 6.6. De schadelijkheid van stof hangt af van de stof chemische samenstelling, concentratie in de lucht en deeltjesgrootte. Bij het ademen houden de menselijke longen deeltjes vast die in grootte variëren van 0,2 tot 7 micron. Stof veroorzaakt ziekten zoals pneumoconiose, dermatitis, eczeem, conjunctivitis, enz. De luchtzuivering van stof kan grof zijn, waarbij stof met een deeltjesgrootte van meer dan 100 micron wordt vastgehouden, medium - met een deeltjesgrootte van 10 - 100 micron, en fijn - minder dan 10 micron.
De eenvoudigste en meest voorkomende voor grote antikleefstof zijn: stomerij apparaten lucht en gassen. Deze omvatten cyclonen met verschillende ontwerpen, waarvan het werkingsprincipe is gebaseerd op het gebruik van middelpuntvliedende kracht die inwerkt op stofdeeltjes in een roterende luchtstroom. Om de gasstroom te scheiden in gezuiverd en stofvervuild gas, worden lamellenstofafscheiders gebruikt. Deze apparaten zijn eenvoudig. Ze worden gebruikt om rookgassen te reinigen van grof stof bij temperaturen van 450-600ºC. Roterende stofafscheiders zijn ontworpen om de lucht te reinigen van deeltjes groter dan 5 micron en zijn centrifugale apparaten die, terwijl ze de lucht mengen, deze van stof reinigen.
Natte reinigingsapparaten gassen (scobbers) worden veel gebruikt. Ze worden gekenmerkt door een hoge reinigingsefficiëntie van fijnstof
Figuur 6.5 – Soorten apparaten voor luchtzuivering door industriële emissies
Figuur 6.6 – Classificaties van industrieel stof
groter dan 0,3 micron en het vermogen om te reinigen van hete en explosieve gassen. Het werkingsprincipe is gebaseerd op de afzetting van stofdeeltjes op het oppervlak van druppels of een vloeistoffilm, die ofwel water is (bij het reinigen van stof) of een chemische oplossing (bij het gelijktijdig opvangen van schadelijke gasvormige componenten met stof).
Filterreinigingsapparatuur ontworpen voor fijne zuivering van gassen als gevolg van de afzetting van stofdeeltjes op het oppervlak van poreuze scheidingswanden. De sedimentatie van deeltjes in de poriën vindt plaats als gevolg van de gecombineerde werking van aanrakings-, diffuse, traagheids- en zwaartekrachtprocessen. Filters worden geclassificeerd op basis van: type filterschot, filterontwerp en doel, reinigingsfijnheid, enz. De meeste filterunits werken in 2 modi: filtratie en regeneratie, d.w.z. reinigen van opgesloten stof.
Elektrofiltratie-reinigingsapparatuur zijn ontworpen om de volumetrische gasstroomsnelheden te reinigen van stof en mist (olie). Hun werkingsprincipe is gebaseerd op de afzetting van stofdeeltjes in een elektrisch veld. De voordelen van elektrische stofvangers zijn een hoge reinigingsefficiëntie wanneer de bedrijfsomstandigheden in acht worden genomen, een relatief laag energieverbruik, en de nadelen zijn grote afmetingen en een hoog metaalverbruik.
Er zijn 2 soorten stoom- en gasterugwinningsunits:
1) zorgt voor een sanitaire behandeling van emissies zonder daaropvolgende verwijdering van opgevangen onzuiverheden, waarvan de hoeveelheid klein is, maar die, zelfs in kleine concentraties, gevaarlijk zijn voor de mens;
2) zorg voor schoonmaak van grote hoeveelheid stoffen met hun daaropvolgende concentratie en gebruik als grondstof in verschillende technologische processen.
Methoden voor het zuiveren van industriële emissies uit gasvormige en dampvormige stoffen Afhankelijk van de aard van de fysische en chemische processen zijn ze onderverdeeld in 4 groepen:
1) het wassen van emissies van onzuiverheden met oplosmiddelen (absorptie ) - is gebaseerd op de absorptie van schadelijke gasvormige onzuiverheden door vloeibare absorptiemiddelen: water, soda-oplossing, ammoniak. Gasvormige cyanideverbindingen worden bijvoorbeeld geabsorbeerd met een 5% oplossing van ijzersulfaat.
2) wassen met oplossingen van reagentia die onzuiverheden chemisch binden (chemisorptie) bestaat uit de absorptie van schadelijke stoffen met vaste of vloeibare absorptiemiddelen, resulterend in de vorming van laagvluchtige of slecht oplosbare chemische verbindingen. Om waterstofsulfide te verwijderen wordt bijvoorbeeld een arseen-alkalische oplossing gebruikt.
3) absorptie van gasvormige onzuiverheden door vaste stoffen door een ultramicroscopische structuur (adsorptie)– is gebaseerd op de opname van schadelijke onzuiverheden door het oppervlak van vaste poreuze lichamen – adsorbentia. Hoe groter de porositeit van het adsorbens, hoe groter de efficiëntie ervan. De adsorbentia zijn: Geactiveerde koolstof, aluminiumoxide, zeolieten, olieschalie-as. Bij kerncentrales wordt de sorptie van radioactieve producten bijvoorbeeld uitgevoerd door koolstoffilters.
4) thermische neutralisatie van uitlaatgassen zorgt voor de oxidatie van giftige onzuiverheden in gasemissies naar minder giftige onzuiverheden in de aanwezigheid van vrije zuurstof en hoge gastemperaturen. De methode wordt toegepast bij grote gasvolumes en hoge gasconcentraties. Er zijn 3 toepassingsschema's:
Directe vlamverbranding wordt gebruikt als de rookgastemperatuur hoog is;
Thermische oxidatie bij een temperatuur van 600-800 ºC wordt gebruikt als de uitlaatgassen een hoge temperatuur hebben, maar er geen zuurstof in zit, of de concentratie brandbare gassen laag is;
Katalytische verbranding bij een temperatuur van 250-450 ºC is ontworpen om met behulp van katalysatoren schadelijke onzuiverheden in hete gassen om te zetten in onschadelijke of minder schadelijke.
Het proces van het zuiveren van gassen van vaste en druppelvormige onzuiverheden in verschillende apparaten wordt gekenmerkt door verschillende parameters:
1) Productiviteit– de hoeveelheid lucht die gezuiverd kan worden dit apparaat per tijdseenheid (m 3 / u, m 3 / s);
2) Algemene schoonmaakfactor– de verhouding tussen de massa stof die door het apparaat wordt opgevangen en de massa stof die er per tijdseenheid binnenkomt, %:
Waar Ф in, Ф uit – het gehalte aan stoffractie in de lucht bij de inlaat en uitlaat van de stofafscheider, %.
De stofopvangefficiëntie van hoogefficiënte filters kan worden uitgedrukt via de doorbraakcoëfficiënt ε, de verhouding van de stofconcentratie achter het filter tot de stofconcentratie vóór het filter als percentage, en wordt bepaald door de formule:
| (6.4) |
4) Stofcapaciteit, die de hoeveelheid stof weergeeft die het filter kan opvangen en vasthouden (g, kg).
5) Hydraulische weerstand van de stofafscheider
6) Elektriciteitsverbruik voor luchtzuivering (kWh per 1000 m 3 /h), water (l/m 3), olie (kg/jaar), etc.
7) Kapitaalkosten voor een luchtzuiveringsunit (RUB)
8) Kosten van luchtzuivering(roebel per 1000 m 3 lucht).
Gerelateerde informatie.
Bescherming van de atmosfeer
Om de atmosfeer tegen vervuiling te beschermen, worden de volgende milieubeschermingsmaatregelen toegepast:
– vergroening van technologische processen;
– zuivering van gasemissies van schadelijke onzuiverheden;
– verspreiding van gasemissies in de atmosfeer;
– naleving van normen voor toegestane emissies van schadelijke stoffen;
– inrichting van sanitaire beschermingszones, architecturale en planningsoplossingen, enz.
Vergroening van technologische processen– dit is in de eerste plaats het creëren van gesloten technologische cycli, afvalvrije en afvalarme technologieën die voorkomen dat schadelijke verontreinigende stoffen in de atmosfeer terechtkomen. Bovendien is het noodzakelijk voorreiniging brandstof of vervanging ervan door milieuvriendelijkere soorten, waarbij gebruik wordt gemaakt van hydrostofverwijdering, gasrecycling, het omzetten van verschillende eenheden in elektriciteit, enz.
De meest urgente taak van onze tijd is het terugdringen van de luchtvervuiling door uitlaatgassen van auto’s. Momenteel wordt er actief gezocht naar een alternatieve, ‘milieuvriendelijkere’ brandstof dan benzine. De ontwikkeling van motoren voor elektrische voertuigen gaat door zonne energie, alcohol, waterstof, enz.
Zuivering van gasemissies van schadelijke onzuiverheden. Het huidige technologieniveau staat ons niet toe om het binnendringen van schadelijke onzuiverheden in de atmosfeer via gasemissies volledig te voorkomen. Daarom worden ze veel gebruikt verschillende methoden zuivering van uitlaatgassen uit aërosolen (stof) en giftige gas- en damponzuiverheden (NO, NO2, SO2, SO3, enz.).
Om de emissies uit aerosolen te zuiveren, worden verschillende soorten apparaten gebruikt, afhankelijk van de hoeveelheid stof in de lucht, de grootte van vaste deeltjes en het vereiste zuiveringsniveau: droge stofafscheiders(cyclonen, stofbezinkkamers), natte stofafscheiders(schrobmachines, enz.), filters, elektrostatische stofvangers(katalytisch, absorptie, adsorptie) en andere methoden voor het zuiveren van gassen van giftige gas- en damponzuiverheden.
Verspreiding van gasvormige onzuiverheden in de atmosfeer – dit is een reductie van hun gevaarlijke concentraties tot het niveau van de overeenkomstige maximaal toelaatbare concentratie door stof- en gasemissies te verspreiden met behulp van hoge schoorstenen. Hoe hoger de buis, hoe groter het dissipatieve effect ervan. Helaas vermindert deze methode de lokale vervuiling, maar tegelijkertijd treedt er regionale vervuiling op.
Bouw van sanitaire beschermingszones en architecturale en planningsmaatregelen.
Sanitaire beschermingszone (SPZ) – Dit is een strook die bronnen van industriële vervuiling scheidt van woningen of openbare gebouwen om de bevolking te beschermen tegen de invloed van schadelijke productiefactoren. De breedte van deze zones varieert van 50 tot 1000 m, afhankelijk van de productieklasse, de mate van schadelijkheid en de hoeveelheid stoffen die in de atmosfeer vrijkomen. Tegelijkertijd kunnen burgers wier huis zich binnen de sanitaire beschermingszone bevindt, die hun grondwettelijke recht op een gunstig milieu verdedigen, ofwel de stopzetting van de milieugevaarlijke activiteiten van de onderneming eisen, ofwel verhuizen op kosten van de onderneming buiten de sanitaire beschermingszone. zone.
Ministerie van Onderwijs van de Russische Federatie
ST.-PETERSBURG STAAT
ENGINEERING EN ECONOMISCHE UNIVERSITEIT
Faculteit der Geesteswetenschappen
Afdeling moderne natuurwetenschappen en ecologie
Test door discipline
MILIEUSYSTEMEN EN STRUCTUREN
Over het onderwerp:Bescherming van de atmosfeer
Sint Petersburg
Bescherming van de atmosfeer
De atmosfeer wordt gekenmerkt door een extreem hoge dynamiek, als gevolg van zowel de snelle beweging van luchtmassa's in de laterale en verticale richting, als de hoge snelheden en de verscheidenheid aan fysische en chemische reacties die daarin plaatsvinden. De atmosfeer wordt beschouwd als een enorme “chemische ketel”, die wordt beïnvloed door talrijke en variabele antropogene en natuurlijke factoren. Gassen en aerosolen die in de atmosfeer worden uitgestoten, worden gekenmerkt door een hoge reactiviteit. Stof en roet afkomstig van brandstofverbranding en bosbranden absorberen zware metalen en radionucliden en kunnen, wanneer ze op het oppervlak worden afgezet, grote gebieden vervuilen en via het ademhalingssysteem het menselijk lichaam binnendringen.
Atmosferische vervuiling is de directe of indirecte introductie van welke stof dan ook in een zodanige hoeveelheid dat de kwaliteit en samenstelling van de buitenlucht wordt aangetast, waardoor schade wordt toegebracht aan mensen, de levende en levenloze natuur, ecosystemen, bouwmaterialen, natuurlijke hulpbronnen - het hele milieu.
Luchtzuivering van onzuiverheden.
Om de atmosfeer te beschermen tegen negatieve antropogene effecten worden de volgende maatregelen genomen:
Vergroening van technologische processen;
Zuivering van gasemissies van schadelijke onzuiverheden;
Verspreiding van gasemissies in de atmosfeer;
Bouw van sanitaire beschermingszones, architecturale en planningsoplossingen.
Afvalvrije en afvalarme technologie.
Het vergroenen van technologische processen is het creëren van gesloten technologische cycli, afvalvrije en afvalarme technologieën die het vrijkomen van schadelijke verontreinigende stoffen in de atmosfeer voorkomen.
De meest betrouwbare en meest economische manier om de biosfeer te beschermen tegen de uitstoot van schadelijke gassen is de transitie naar afvalvrije productie, of naar afvalvrije technologieën. De term ‘afvalvrije technologie’ werd voor het eerst voorgesteld door academicus N.N. Semenov. Het betekent het creëren van optimale technologische systemen met gesloten materiaal- en energiestromen. Een dergelijke productie mag geen afvalwater, schadelijke emissies in de atmosfeer en vast afval veroorzaken en mag geen water uit natuurlijke reservoirs verbruiken. Dat wil zeggen, ze begrijpen het principe van organisatie en werking van de productie, met het rationeel gebruik van alle componenten van grondstoffen en energie in een gesloten cyclus: (primaire grondstoffen - productie - consumptie - secundaire grondstoffen).
Natuurlijk is het concept van ‘afvalvrije productie’ enigszins voorwaardelijk; Dit is een ideaal productiemodel, omdat het onder reële omstandigheden onmogelijk is om afval volledig te elimineren en de impact van de productie op het milieu weg te nemen. Meer precies zouden dergelijke systemen afvalarm moeten worden genoemd, waarbij minimale emissies worden geproduceerd, waarbij de schade aan natuurlijke ecosystemen minimaal zal zijn. Low-waste technologie is een tussenstap in het creëren van een afvalvrije productie.
Momenteel zijn er verschillende hoofdrichtingen voor de bescherming van de biosfeer geïdentificeerd, die uiteindelijk leiden tot de creatie van afvalvrije technologieën:
1) ontwikkeling en implementatie van fundamenteel nieuwe technologische processen en systemen die in een gesloten cyclus werken, waardoor de vorming van de grootste hoeveelheid afval kan worden geëlimineerd;
2) verwerking van productie- en consumptieafval als secundaire grondstof;
3) creatie van territoriaal-industriële complexen met een gesloten structuur van materiaalstromen van grondstoffen en afval binnen het complex.
Het belang van zuinig en rationeel gebruik natuurlijke bronnen behoeft geen rechtvaardiging. De wereldvraag naar grondstoffen groeit voortdurend en de productie ervan wordt steeds duurder. Omdat het een intersectoraal probleem is, vereist de ontwikkeling van technologieën die weinig en geen afval veroorzaken en het rationeel gebruik van secundaire hulpbronnen de adoptie van intersectorale oplossingen.
De ontwikkeling en implementatie van fundamenteel nieuwe technologische processen en systemen die in een gesloten cyclus werken, waarbij de vorming van het grootste deel van het afval wordt geëlimineerd, is de belangrijkste richting van de technische vooruitgang.
Zuivering van gasemissies van schadelijke onzuiverheden
Gasemissies worden geclassificeerd op basis van de organisatie van verwijdering en controle - georganiseerd en ongeorganiseerd, op temperatuur - verwarmd en koud.
Georganiseerde industriële emissies zijn emissies die in de atmosfeer terechtkomen via speciaal geconstrueerde rookkanalen, luchtkanalen en pijpleidingen.
Ongeorganiseerd verwijst naar industriële emissies die in de atmosfeer terechtkomen in de vorm van ongerichte gasstromen als gevolg van lekkage van apparatuur. Afwezigheid of onbevredigende werking van gasafzuigapparatuur op plaatsen waar het product wordt geladen, gelost en opgeslagen.
Om de luchtvervuiling door industriële emissies te verminderen, worden gaszuiveringssystemen gebruikt. Gaszuivering verwijst naar de scheiding van gas of de transformatie in een onschadelijke staat van een verontreinigende stof afkomstig van een industriële bron.
Mechanische reiniging gassen
Het bevat droog En nat methoden.
Gaszuivering in droge mechanische stofafscheiders.
Droge mechanische stofafscheiders omvatten apparaten die verschillende afzettingsmechanismen gebruiken: zwaartekracht (kamer voor het bezinken van stof), traagheid (kamers waarin stofafzetting plaatsvindt als gevolg van het veranderen van de richting van de gasstroom of het plaatsen van een obstakel op zijn pad) en centrifugaal.
Zwaartekracht sedimentatie gebaseerd op de sedimentatie van zwevende deeltjes onder invloed van de zwaartekracht wanneer stoffig gas met lage snelheid beweegt zonder de stroomrichting te veranderen. Het proces wordt uitgevoerd in bezinkkanalen en stofbezinkkamers (Fig. 1). Om de hoogte van de deeltjesafzetting in de bezinkkamers te verminderen, zijn veel horizontale planken geïnstalleerd op een afstand van 40-100 mm, waardoor de gasstroom in platte stralen wordt opgebroken. Zwaartekrachtsedimentatie is alleen effectief voor grote deeltjes met een diameter van meer dan 50-100 micron, en de zuiveringsgraad is niet hoger dan 40-50%. De methode is alleen geschikt voor voorlopige, ruwe reiniging gassen
Stofbezinkkamers (rijst. 1). De sedimentatie van deeltjes die in de gasstroom in stofbezinkkamers zweven, vindt plaats onder invloed van de zwaartekracht. De eenvoudigste ontwerpen van apparaten van dit type zijn bezinkingskanalen, soms uitgerust met verticale scheidingswanden voor een betere sedimentatie van vaste deeltjes. Stofbezinkkamers met meerdere planken worden veel gebruikt voor het reinigen van hete ovengassen. De stofbezinkkamer bestaat uit: 1 - inlaatpijp; 2 - uitlaatpijp; 3 - lichaam; 4 - bunker voor zwevende deeltjes.
Traagheidsafzetting gebaseerd op de wens van zwevende deeltjes om hun oorspronkelijke bewegingsrichting te behouden wanneer de richting van de gasstroom verandert. Onder de traagheidsapparaten worden meestal lamellenstofafscheiders met een groot aantal spleten (lamellen) gebruikt. Gassen worden ontstoft, komen door de scheuren naar buiten en veranderen de bewegingsrichting; de gassnelheid bij de ingang van het apparaat is 10-15 m/s. De hydraulische weerstand van het apparaat bedraagt 100 - 400 Pa (10 - 40 mm waterkolom). Stofdeeltjes uit D < 20 micron wordt niet opgevangen in apparaten met lamellen. De zuiveringsgraad bedraagt, afhankelijk van de deeltjesdispersie, 20-70%. De traagheidsmethode kan alleen worden gebruikt voor ruwe gaszuivering. Naast het lage rendement is het nadeel van deze methode een snelle slijtage of verstopping van scheuren.
Deze apparaten zijn eenvoudig te vervaardigen en te bedienen en worden veel gebruikt in de industrie. Maar de opvangefficiëntie is niet altijd voldoende.
Centrifugale gaszuiveringsmethoden zijn gebaseerd op de werking van de middelpuntvliedende kracht die optreedt tijdens de rotatie van de gasstroom die wordt gezuiverd in het reinigingsapparaat of tijdens de rotatie van delen van het apparaat zelf. Cyclonen (Fig. 2) van verschillende typen worden gebruikt als centrifugale stofreinigingsapparatuur: batterijcyclonen, roterende stofafscheiders (rotoclonen), enz. Cyclonen worden in de industrie het vaakst gebruikt voor de sedimentatie van vaste aerosolen. Cyclonen worden gekenmerkt door een hoge gasproductiviteit, eenvoud van ontwerp en operationele betrouwbaarheid. De mate van stofverwijdering is afhankelijk van de deeltjesgrootte. Voor cyclonen hoge performantie, in het bijzonder batterijcyclonen (met een capaciteit van meer dan 20.000 m 3 /h), bedraagt de zuiveringsgraad ongeveer 90% van de deeltjesdiameter D > 30 micron. Voor deeltjes met D = 5-30 micron, de zuiveringsgraad wordt teruggebracht tot 80%, en op D== 2-5 micron, dit is minder dan 40%.
Rijst. 2 Afb. 3
In afb. 2, wordt lucht tangentiaal in de inlaatpijp (4) van de cycloon gebracht, wat een twistapparaat is. De hier gevormde roterende stroom daalt door de ringvormige ruimte gevormd door het cilindrische deel van de cycloon (3) en de uitlaatpijp (5), naar het conische deel (2), en verlaat vervolgens, terwijl hij blijft roteren, de cycloon via de uitlaat. pijp. (1) - stofafgifteapparaat. Aërodynamische krachten buigen het traject van deeltjes. Met de roterende neerwaartse beweging van de stoffige stroom bereiken stofdeeltjes binnenoppervlak cilinder zijn gescheiden van de stroom. Onder invloed van de zwaartekracht en het meeslepende effect van de stroming vallen de afgescheiden deeltjes en passeren ze via de stofuitlaat de hopper. Een hogere mate van luchtzuivering van stof vergeleken met een droge cycloon kan worden verkregen in stofafscheiders natte soort(Fig. 3), waarbij stof wordt opgevangen als gevolg van contact van deeltjes met een bevochtigingsvloeistof. Dit contact kan plaatsvinden op bevochtigde wanden die rond de lucht stromen, op druppels of op het vrije wateroppervlak.
6.5. ATMOSFEERBESCHERMING BETEKENT.
De lucht van industriële gebouwen wordt vervuild door emissies van technologische apparatuur of tijdens technologische processen zonder lokalisatie van afvalstoffen. Ventilatielucht die uit het pand wordt verwijderd, kan luchtvervuiling veroorzaken op industriële locaties en in bevolkte gebieden. Bovendien de lucht
vervuild door technologische emissies van werkplaatsen, zoals smeed- en perswerkplaatsen, winkels voor thermische en mechanische verwerking van metalen, gieterijen en andere, op basis waarvan moderne machinebouw wordt ontwikkeld. In het productieproces van machines en uitrusting worden lasbewerkingen, mechanische verwerking van metalen, verwerking van niet-metalen materialen, verf- en lakbewerkingen, enz. Op grote schaal gebruikt. Daarom heeft de atmosfeer bescherming nodig.
Middelen voor atmosferische bescherming moeten de aanwezigheid van schadelijke stoffen in de lucht van de menselijke omgeving beperken tot een niveau dat de maximaal toelaatbare concentratie niet overschrijdt. Dit wordt bereikt door schadelijke stoffen te lokaliseren op de plaats waar ze ontstaan, ze uit de gebouwen of uit de apparatuur te verwijderen en ze in de atmosfeer te verspreiden. Als de concentratie van schadelijke stoffen in de atmosfeer de maximaal toegestane concentratie overschrijdt, worden de emissies gezuiverd van schadelijke stoffen in reinigingsapparatuur die in het uitlaatsysteem is geïnstalleerd. De meest voorkomende zijn ventilatie-, technologische en transportuitlaatsystemen.
In de praktijk worden de volgende opties voor het beschermen van de atmosferische lucht geïmplementeerd:
verwijdering van giftige stoffen uit de gebouwen door algemene ventilatie;
ventilatie, zuivering van verontreinigde lucht in speciale apparaten en
de terugkeer naar de productie- of huishoudelijke gebouwen als de lucht
na reiniging voldoet het apparaat aan de wettelijke eisen voor
luchttoevoer,
lokalisatie van giftige stoffen in de zone van hun lokale vorming
ventilatie, zuivering van verontreinigde lucht in speciale apparaten,
vrijkomen en verspreiden in de atmosfeer,
zuivering van procesgasemissies in speciale apparaten,
vrijkomen en verspreiden in de atmosfeer; in sommige gevallen vóór de vrijgave
de uitlaatgassen worden verdund met atmosferische lucht.
Om te voldoen aan de maximaal toegestane concentraties van schadelijke stoffen in de atmosferische lucht van bevolkte gebieden, maximaal toelaatbare emissies (MAE) van schadelijke stoffen uit afzuigventilatiesystemen, zijn er verschillende technologische en energie-installaties geïnstalleerd.
In overeenstemming met de vereisten van GOST 17.2.02 wordt voor elke ontworpen en exploiterende industriële onderneming een maximaal toelaatbare limiet voor schadelijke stoffen in de atmosfeer vastgesteld, op voorwaarde dat de emissies van schadelijke stoffen uit een bepaalde bron in combinatie met andere bronnen (rekening houdend met rekening houden met de vooruitzichten voor hun ontwikkeling) geen grondconcentratie creëren die de maximaal toelaatbare concentratie overschrijdt.
Apparaten voor het reinigen van ventilatie en procesemissies in de atmosfeer zijn onderverdeeld in:
stofafscheiders (droge, elektrische filters, natte filters);
misteliminators (lage snelheid en hoge snelheid);
apparatuur voor het opvangen van dampen en gassen (absorptie,
chemisorptie, adsorptie en neutralisatiemiddelen);
meertrapsreinigingsapparatuur (stof- en gascollectoren,
nevel- en vaste stoffenvangers, meertraps
stofafscheiders).
Elektrische reiniging (elektrische stofvangers) is een van de meest geavanceerde vormen van gaszuivering van zwevende stof- en mistdeeltjes. Dit proces is gebaseerd op impactionisatie van gas in de corona-ontladingszone, overdracht van ionenlading naar onzuiverheidsdeeltjes en afzetting van deze laatste op de verzamelcorona-elektroden. Voor dit doel worden elektrische stofvangers gebruikt.
Elektrostatisch filtercircuit.
1-corona-elektrode
2-precipitatie-elektrode
Aërosoldeeltjes die de zone tussen de corona 1- en precipitatie-2-elektroden binnenkomen, adsorberen ionen op hun oppervlak, verwerven een elektrische lading en ontvangen daardoor een versnelling gericht naar de elektrode met een lading van het tegengestelde teken. Gezien het feit dat de mobiliteit van negatieve ionen in lucht en rookgassen hoger is dan die van positieve, worden elektrostatische stofvangers meestal gemaakt met een corona met negatieve polariteit. De oplaadtijd van aerosoldeeltjes is kort en wordt gemeten in fracties van seconden. De beweging van geladen deeltjes naar de verzamelelektrode vindt plaats onder invloed van aërodynamische krachten en de kracht van interactie tussen het elektrische veld en de deeltjeslading.
Het filter is een behuizing 1, die door een poreuze scheidingswand (filterelement) 2 in twee stroken is verdeeld. Verontreinigde gassen komen het filter binnen en worden gereinigd terwijl ze door het filterelement gaan. Onzuiverheidsdeeltjes zetten zich af op het inlaatgedeelte van de poreuze scheidingswand en worden vastgehouden in de poriën, waardoor op het oppervlak van de scheidingswand laag 3 wordt gevormd. Voor nieuw binnenkomende deeltjes wordt deze laag onderdeel van de filterwand, wat de reinigingsefficiëntie verhoogt
filter en drukval over het filterelement. Het neerslaan van deeltjes op het oppervlak van de poriën van het filterelement vindt plaats als gevolg van de gecombineerde werking van het aanraakeffect, evenals diffusie-, traagheids- en zwaartekrachteffecten.
Natte stofafscheiders omvatten borrelende schuimstofafscheiders met storings- en overlooproosters.
Schema van borrelende schuimstofafscheiders met storing (a) en (b)
overlooproosters.
3-rooster
In dergelijke apparaten komt het te reinigen gas onder het rooster 3 binnen, gaat door de gaten in het rooster en borrelt door een laag vloeistof en schuim 2 en wordt van stof ontdaan door deeltjes op het binnenoppervlak van de gasbellen af te zetten. De werkingsmodus van de apparaten is afhankelijk van de snelheid van de luchttoevoer onder het rooster. Bij snelheden tot 1 m/s wordt een borrelende werking van het apparaat waargenomen. Een verdere toename van de gassnelheid in het lichaam 1 van het apparaat tot 2...2,5 m/s gaat gepaard met het verschijnen van een schuimlaag boven de vloeistof, wat leidt tot een toename van de efficiëntie van de gaszuivering en het verwijderen van spatten uit het apparaat. Moderne apparaten met borrelend schuim bieden een efficiëntie van gaszuivering uit fijn stof van -0,95...0,96 bij een specifiek waterverbruik van 0,4...0,5 l/m. De praktijk van het gebruik van deze apparaten laat zien dat ze zeer gevoelig zijn voor ongelijkmatige gastoevoer onder de faalroosters. Een ongelijkmatige gastoevoer leidt tot het plaatselijk afblazen van de vloeistoffilm van het rooster. Bovendien zijn de roosters van de apparaten gevoelig voor verstopping.
Om de lucht te reinigen van nevels van zuren, logen, oliën en andere vloeistoffen, worden vezelfilters - misteliminators - gebruikt. Het principe van hun werking is gebaseerd op de afzetting van druppels op het oppervlak van de poriën, gevolgd door de vloeistofstroom langs de vezels naar het onderste deel van de misteliminator. De afzetting van vloeistofdruppeltjes vindt plaats onder invloed van Brownse diffusie of een traagheidsmechanisme voor het scheiden van verontreinigende deeltjes uit de gasfase op filterelementen, afhankelijk van de filtratiesnelheid W. Misteliminators zijn onderverdeeld in lage snelheid (W< 0,15 м/с), в которых преобладает механизм диффузного осаждения капель, и высокоскоростные (W=2...2,5 м/с), где осаждение происходит главным образом под воздействием инерционных сил.
Vilt gemaakt van polypropyleenvezels wordt gebruikt als filterpakking in dergelijke misteliminators, die succesvol werken in een omgeving met verdunde en geconcentreerde zuren en logen.
In gevallen waarin de diameter van de mistdruppeltjes 0,6...0,7 micron of minder bedraagt, is het voor het bereiken van een acceptabele reinigingsefficiëntie noodzakelijk om de filtratiesnelheid te verhogen tot 4,5...5 m/s, wat leidt tot merkbare meevoering van de spray uit de uitlaat. aan de zijkant van het filterelement (het meesleuren van spatten treedt meestal op bij snelheden van 1,7...2,5 m/s), het meesleuren van spatten kan aanzienlijk worden verminderd door het gebruik van spatvangers in het misteliminatorontwerp. Om vloeistofdeeltjes groter dan 5 micron op te vangen, worden spatvangers gemaakt van gaaspakketten gebruikt, waarbij het opvangen van vloeistofdeeltjes plaatsvindt als gevolg van aanraking en traagheidskrachten. De filtratiesnelheid in spatwatervangers mag niet hoger zijn dan 6 m/s.
Diagram van een snelle misteliminator.
1 - spatvanger
3-filterelement
Hoge snelheid misteliminator met een cilindrisch filterelement 3, een geperforeerde trommel met een blind deksel. In de trommel wordt grof vezelvilt 2 met een dikte van 3...5 mm aangebracht. Rondom de trommel bevindt zich aan de buitenzijde een spatvanger 1, een stel geperforeerde platte en gegolfde lagen vinylplastic tapes. De spatvanger en het filterelement worden met het onderste deel in de vloeistoflaag geïnstalleerd.
Diagram van misteliminatorfilterelement met lage snelheid
3-cilinders
4-vezelig filterelement
5-bodemflens
Waterslot met 6 buizen
In de ruimte tussen 3 cilinders gemaakt van gaas,
plaats een vezelig filterelement 4, dat wordt vastgezet met behulp van
flens 2 op het mistafscheiderlichaam 1. Vloeistof heeft zich erop afgezet
filter element; stroomt op de onderste flens 5 en door de buis
waterslot 6 en glas 7 worden uit het filter afgevoerd. Vezelig
misteliminators met lage snelheid zorgen voor een hoge
gaszuiveringsefficiëntie (tot 0,999) van deeltjes kleiner dan 3 micron en vangt grote deeltjes volledig op. Vezellagen worden gevormd uit glasvezel met een diameter van 7...40 micron. De laagdikte bedraagt 5...15 cm, de hydraulische weerstand van droge filterelementen bedraagt 200...1000 Pa.
Hogesnelheidsnevelverwijderaars zijn kleiner van formaat en bieden een reinigingsefficiëntie gelijk aan 0,9...0,98 bij Ap=1500...2000 Pa, van mist met deeltjes kleiner dan 3 micron.
BIBLIOGRAFIE.
Arshinov V. A., Alekseev G. A. Metaal snijden en snijden
hulpmiddel. Ed. 3e, herzien en extra Leerboek voor hogescholen voor werktuigbouwkunde. M.: Werktuigbouwkunde, 1976.
Baranovsky Yu. V., Brakhman L. A., Brodsky Ts. Z., enz. Re
metaalsnijpersen. Directory. Ed. 3e, herzien en uitgebreid. M.: Werktuigbouwkunde, 1972.
Barsov A.I. Technologie van gereedschapsproductie.
Leerboek voor hogescholen voor werktuigbouwkunde. Ed. 4e, gecorrigeerd en aangevuld. M.: Werktuigbouwkunde, 1975.
GOST 2848-75. Gereedschapskegels. Toleranties. Methoden en
controles.
GOST 5735-8IE. Machineruimers uitgerust met platen van harde legering. Technische omstandigheden.
Granovsky G. I., Granovsky V. G. Metaalsnijden: leerboek
bijnaam voor werktuigbouwkunde en instrumentatie specialist. universiteiten M.: Hoger. school,
1985.
Inozemtsev G. G. Ontwerp van gereedschappen voor het snijden van metaal: leerboek. handleiding voor instellingen voor hoger onderwijs in het specialisme
“Werktuigbouwkunde, metaalsnijmachines en gereedschappen.” M.: Werktuigbouwkunde, 1984.
Nefedov N. A., Osipov K. A. Verzameling van problemen en voorbeelden over
metaalsnijden en snijgereedschap: Leerboek. voordeel voor
technische scholen over het onderwerp “Grondbeginselen van de studie van het snijden van metalen en
snijgereedschap". 5e druk, herzien. en extra M.: Masino
gebouw, 1990.
Grondbeginselen van de werktuigbouwkundige technologie. Ed. BC Korsakov. Ed. 3e, toevoegen. en verwerkt Leerboek voor universiteiten. M.: Werktuigbouwkunde, 1977.
Industriemethodologie per definitie economische efficiëntie gebruik nieuwe technologie, uitvindingen en innovatievoorstellen.
Sacharov G. P., Arbuzov O. B., Borovoi Yu. L. et al. Metaalsnijgereedschappen: leerboek voor universiteiten in de specialiteiten "Werktuigbouwkundige technologie", "Metaalsnijwerktuigmachines en -gereedschappen". M.: Werktuigbouwkunde, 1989.
Ed. 3e verwerking T. 1. Uitg. A.G. Kosilova en R.K. Meshcheryakov. M.: Werktuigbouwkunde, 1972.
Handboek voor werktuigbouwkundig technologen. In twee delen.
Ed. 3e verwerking T. 2. Uitg. A. N. Malova. M.: Masino
gebouw, 1972.
Taratynov O.V., Zemskov G.G., Baranchukova I.M. et al.
Metaalsnijsystemen voor de machinebouwindustrie:
Leerboek handleiding voor studenten van technische universiteiten. M.: Hoger.
school, 1988.
Taratynov OV, Zemskov GG, Taramykin Yu.P. et al.
Ontwerp en berekening van metaalsnijgereedschappen voor
COMPUTER:. Leerboek tegemoetkoming voor hogescholen. M.: Hoger. school, 1991.
Turchin A.M., Novitsky P.V., Levshina E.S. et al. Elektrische metingen niet-elektrische grootheden. Ed. 5e, herzien en extra L.: Energie, 1975.
Khudobin LV, Grechishnikov VA et al. Gids voor diplomaontwerp op het gebied van werktuigbouwkunde, metaalsnijmachines en gereedschappen: leerboek. een handleiding voor universiteiten in het specialisme “Werktuigbouwkunde, metaalsnijmachines en gereedschappen.” M., Werktuigbouwkunde, 1986.
Yudin E. Ya., Belov S.V., Balantsev S.K. et al. Arbeidsveiligheid
in werktuigbouwkunde: leerboek voor werktuigbouwkundige universiteiten.
M.: Werktuigbouwkunde, 1983.
Richtlijnen voor de praktijkles “Rekenen
mechanische ventilatie van industriële gebouwen."/ B.
S. Ivanov, M.: Rotaprint MASI (VTUZ-ZIL), 1993.
Richtlijnen voor diplomaontwerp
“Regelgevings- en technische documentatie over arbeids- en milieubescherming.” Deel 1./ EP Pyshkina, L.I. Leontyeva, M.: Rotaprint MGIU, 1997.
Richtlijnen voor laboratorium werk"Aan het studeren
apparaat en procedure voor het gebruik van brandblusmiddelen.”/
BS Ivanov, M.: Rotaprint van het Plant-Technical College van ZIL, 1978.
En Dubin. “Werktuigbouwkundige berekeningen in Excel 97/2000.” - Sint-Petersburg: BHV - Sint-Petersburg, 2000.
INVOERING
De heropleving van de Russische industrie is de voornaamste taak van het versterken van de economie van het land. Zonder een sterke, concurrerende industrie is het onmogelijk om het normale leven van het land en de bevolking te garanderen. Marktverhoudingen, de onafhankelijkheid van fabrieken en het vertrek uit een planeconomie dicteren dat fabrikanten producten produceren waar wereldwijd vraag naar is en tegen minimale kosten. Het ingenieurs- en technisch personeel van de fabrieken heeft de taak om deze producten tegen minimale kosten in de kortst mogelijke tijd en met gegarandeerde kwaliteit te produceren.
Dit kan worden bereikt door gebruik te maken van moderne technologieën voor de verwerking van onderdelen, apparatuur, materialen, en productkwaliteitscontrole. De betrouwbaarheid van de vervaardigde machines, evenals de economische aspecten van hun werking, zijn grotendeels afhankelijk van de toegepaste productietechnologie.
De dringende taak is het verbeteren van de technologische ondersteuning voor de kwaliteit van gefabriceerde machines, en in de eerste plaats hun nauwkeurigheid. Precisie in de machinebouw is van groot belang voor het verbeteren van de operationele kwaliteit van machines en voor hun productietechnologie. Het vergroten van de nauwkeurigheid van het vervaardigen van werkstukken vermindert de arbeidsintensiteit van de bewerking, en het vergroten van de nauwkeurigheid van de bewerking vermindert de arbeidsintensiteit van de assemblage als resultaat van het elimineren van paswerk en het garanderen van de uitwisselbaarheid van productonderdelen.
Vergeleken met andere methoden voor het produceren van machineonderdelen biedt snijden de grootste nauwkeurigheid en de grootste flexibiliteit van het productieproces, waardoor de mogelijkheid ontstaat voor de snelste overgang van het bewerken van werkstukken van één formaat naar het bewerken van werkstukken van een ander formaat.
De kwaliteit en duurzaamheid van het gereedschap bepalen grotendeels de productiviteit en efficiëntie van het verwerkingsproces, en in sommige gevallen het algemene vermogen om onderdelen met de vereiste vorm, kwaliteit en nauwkeurigheid te verkrijgen. Het verbeteren van de kwaliteit en betrouwbaarheid van snijgereedschappen draagt bij aan het verhogen van de productiviteit van het metaalsnijden.
Een ruimer is een snijgereedschap waarmee u een hoge nauwkeurigheid van bewerkte onderdelen kunt verkrijgen. Het is een goedkoop hulpmiddel en de arbeidsproductiviteit bij het werken met een ruimer is hoog. Daarom wordt het veel gebruikt bij het afwerken van verschillende gaten in machineonderdelen. Met de moderne ontwikkeling van de machinebouwindustrie is het scala aan geproduceerde onderdelen enorm en de verscheidenheid aan gaten die bewerking met ruimers vereisen, is zeer groot. Daarom worden ontwerpers vaak geconfronteerd met de taak om een nieuwe ontwikkeling te ontwikkelen. Daarbij kunnen ze worden geholpen door een pakket applicatieprogramma's op een computer, dat de geometrie van het snijgereedschap berekent en de werktekening van de ontwikkeling op de plotter weergeeft.
De ontwerpvolgorde en berekeningsmethoden voor snijgereedschappen zijn zowel gebaseerd op de algemene principes van het ontwerpproces als op de specifieke kenmerken die kenmerkend zijn voor het snijgereedschap. Elk type gereedschap heeft ontwerpkenmerken waarmee tijdens het ontwerp rekening moet worden gehouden.
Specialisten die in de metaalverwerkende industrie gaan werken, moeten in staat zijn om op competente wijze verschillende ontwerpen van snijgereedschappen voor moderne metaalbewerkingssystemen te ontwerpen, waarbij ze effectief gebruik maken van computertechnologie (computers) en de vooruitgang op het gebied van gereedschapsproductie.
Om de tijd te verkorten en de efficiëntie van het ontwerp van snijgereedschappen te vergroten, worden geautomatiseerde computerberekeningen gebruikt, waarvan software en wiskunde de basis vormen.
Het creëren van applicatiesoftwarepakketten voor het berekenen van de geometrische parameters van complexe en bijzonder complexe snijgereedschappen op een computer kan de kosten van ontwerparbeid dramatisch verlagen en de kwaliteit van het ontwerp van snijgereedschappen verbeteren.
Plaatsen,%; Totd - tijd voor rust en persoonlijke behoeften,%; K - coëfficiënt rekening houdend met het type productie; Кз - coëfficiënt rekening houdend met montageomstandigheden. Voor algemene vergadering hydraulische blokkeertijd standaard: =1,308 min. Berekening van het benodigde aantal montagestandaards en de belastingsfactoren ervan. Laten we het geschatte aantal montagestandaards, stuks, vinden. =0,06 st. CP = 1 naar boven afronden. ...