Файл: Презентация на тему Почему я выбрал направление подготовки "Техносферная безопасность".odt

Самые распространенные токсичные вещества, загрязняющие атмосферу, – оксид углерода СО, диоксид серы SО₂, оксиды азота NО_x, углеводороды СnНm, пыль. Основные примеси атмосферы и их источники приведены в табл. 27.

Примерный относительный состав вредных веществ в атмосфере больших городов (%):

• 
  СО – 45;
  
• 
  SО_x – 18;
  
• 
  СnНm – 15;
  
• 
  пыль – 12;
  
• 
  NО_x – 10.
  

Превышение концентраций токсичных веществ в загрязненном атмосферном воздухе над фоновым в среднем составляет:

• 
  по СО – 80–1250 и более;
  
• 
  по SО₂ – 50–300;
  
• 
  по NО₂ – до 25;
  
• 
  по озону – до 7 раз.
  

Кроме СО, SО_x, NО_x, СnНm и пыли в атмосферу выбрасываются и другие более токсичные вещества. Так, вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары плавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органические растворители и т.п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, их количество все увеличивается, что требует действенных мер по очистке атмосферного воздуха.
Таблица 27

Примеси в атмосфере и их антропогенные источники

Примеси	Основные источники примесей	Среднегодовая концентрация в воздухе, мг/м3
	антропогенные
Твердые частицы (зола, пыль и др.)	Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках	В городах 0,04—0,4
SО2	Тоже	В городах до 1,0
N0 2	Промышленность, автотранспорт, теплоэлектростанции	В районах с развитой промышленностью до 0,2
СО	Автотранспорт, промышленные энергоустановки, черная металлургия, парфюмерия, производство лекарств	В городах от 1 до 50
Летучие углеводороды	Автотранспорт, дожигание отходов, испарение нефтепродуктов	В районах с развитой промышленностью до 3,0
Полициклические, ароматические углеводороды	Автотранспорт, химические заводы, нефтеперерабатывающие заводы	В районах с развитой промышленностью до 0,01

---

Под выбросами понимается кратковременное или за определенное время (сутки, год) поступление в окружающую природную среду загрязняющих веществ и физических излучений. Величина выбросов нормируется. В качестве нормируемых показателей приняты предельно допустимый выброс (ПДВ) и временно согласованный с организациями охраны природы выброс (ВСВ).

Предельно допустимый выброс – это норматив, устанавливаемый для каждого конкретного источника исходя из условия, что от источника и всей совокупности окружающих его источников в городе или промышленном комплексе приземная концентрация вредных веществ с учетом их рассеивания и фона не превышает нормативов качества воздуха. Кроме нормируемых выбросов существуют аварийные и залповые выбросы.

Выбросы характеризуются количеством загрязняющих веществ, их химическим составом, концентрацией, агрегатным состоянием.

Промышленные выбросы подразделяют на организованные и неорганизованные. Под организованными выбросами понимаются выбросы, поступающие в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы.

Неорганизованные выбросы поступают в атмосферу в виде ненаправленных потоков в результате нарушения герметизации, невыполнения требований охраны атмосферы при погрузке и выгрузке грузов, нарушения технологии производства или неисправности оборудования.

По агрегатному состоянию выбросы подразделяют на четыре класса:

I – газообразные и парообразные;

II – жидкие;

III – твердые;

IV – смешанные.

Газообразные выбросы:

• 
  сернистый ангидрид;
  
• 
  диоксид углерода;
  
• 
  оксид и диоксид азота;
  
• 
  фтористые соединения;
  
• 
  сероуглерод;
  
• 
  сероводород;
  
• 
  хлор;
  
• 
  синильная кислота;
  
• 
  аммиак;
  
• 
  фенол;
  
• 
  и др.
  

Жидкие выбросы:

• 
  кислоты;
  
• 
  щелочи;
  
• 
  растворы солей;
  
• 
  растворы жидких металлов;
  
• 
  органические соединения;
  
• 
  синтетические материалы.
  

Твердые выбросы:

• 
  канцерогенные вещества;
  
• 
  соединения свинца;
  
• 
  органическая пыль;
  
• 
  неорганическая пыль;
  
• 
  сажа;
  
• 
  смолы;
  
• 
  синтетические и другие вещества.
  

По величине массы выбросы объединены в шесть групп (т/сут):

первая группа – масса менее 0,01 включительно;

• 
  вторая – от 0,01 до 0,1;
  
• 
  третья – от 0,1 до 1;
  
• 
  четвертая – от 1 до 10;
  
• 
  пятая – от 10 до 100;
  
• 
  шестая – свыше 100.
  

Для условного обозначения выбросов по составу принята следующая схема:

---

• 
  класс (I, II, III, IV);
  
• 
  группа (1, 2,..., 19);
  
• 
  подгруппа (1, 2, 3, 4);
  
• 
  индекс группы массового выброса (ГОСТ 17.2.1.01-76).
  

Выбросы подлежат периодической инвентаризации, под которой понимается систематизация сведений о распределении источников выбросов по территории объекта, их количество и состав.

---

Защита атмосферного воздуха от выбросов

Средства защиты атмосферного воздуха от выбросов объектов экономики, средств транспорта и т. п. включают:

• 
  очистку выбросов от примесей в специальных аппаратах и устройствах перед поступлением газов в атмосферу;
  
• 
  рассеивание очищенных выбросов в атмосферном воздухе.
  

Для очистки отходящих газов от примесей нашли свое применение следующие аппараты и устройства:

• 
  сухие пылеуловители (циклоны, фильтры, электрофильтры, рукавные фильтры, адсорберы);
  
• 
  аппараты мокрой очистки (скрубберы Вентури, барботажно-пенные пылеуловители, туманоуловители, абсорберы, хемосорберы);
  
• 
  аппараты термической и каталитической нейтрализации газовых выбросов.
  

Широкое применение получили циклоны (рис. 1), в которых газовый поток вводится через патрубок 2 по касательной и внутренней поверхности корпуса 1. Далее поток совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса по бункеру 4. Отделение частиц пыли от газа происходит под действием центробежных сил, возникающих при вращении газа и его повороте к входу выходной трубы 3.

Многие задачи по очистке газов от пыли с успехом решаются с помощью цилиндрических (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24, ЦП-2) и конических (СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М и СДК-ЦН-33) циклонов НИИОГАЗа. Цилиндрические циклоны предназначены для улавливания сухой пыли аспирационных систем. Их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед фильтрами или электрофильтрами.

Конические циклоны серии СК, предназначенные для очистки газа от сажи, обладают повышенной эффективностью по сравнению с циклонами типа ЦН, что достигается за счет большего гидравлического сопротивления циклонов серии СК.

321ПыльГазОчищенный газ


Рис. 1. Схема циклона
Для очистки больших масс газов применяют батарейные циклоны, состоящие из большого числа параллельно установленных циклонных элементов. Конструктивно они объединяются в один корпус и имеют общий подвод и отвод газа. Опыт эксплуатации батарейных циклонов показал, что эффективность очистки у таких циклонов несколько ниже эффективности отдельных элементов из-за перетока газов между циклонными элементами.

Электрическая очистка (электрофильтры) – один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. Для этого применяют электрофильтры.

---

А
эрозольные частицы, поступающие в зону между коронирующим 1 и осадительным 2 электродами (рис. 2), адсорбируют на своей поверхности ионы, приобретая электрический заряд, и получают тем самым ускорение, направленное в сторону электрода с зарядом противоположного знака. Процесс зарядки частиц зависит от подвижности ионов, траектории их движения и времени пребывания частиц в зоне коронирующего заряда. Учитывая, что в воздухе и дымовых газах подвижность отрицательных ионов выше, чем положительных, электрофильтры обычно делают с короной отрицательной полярности. Время зарядки аэрозольных частиц невелико и измеряется долями секунды. Движение заряженных частиц к осадительному электроду происходит под действием аэродинамических сил и силы взаимодействия электрического поля и заряда частицы.

Рис. 2. Схема электрофильтра
Большое значение для процесса осаждения пыли на электродах имеет электрическое сопротивление слоев пыли. По величине электрического сопротивления различают:

1. 
   Пыли с малым удельным электрическим сопротивлением (<10⁴ Ом·м), которые при соприкосновении с электродом мгновенно теряют свой заряд и приобретают заряд, соответствующий знаку электрода. После чего между электродом и частицей возникает сила отталкивания, стремящаяся вернуть частицу в газовый поток. Противодействует этой силе только сила адгезии. Если она оказывается недостаточной, то резко снижается эффективность процесса очистки.
   
2. 
   Пыли с удельным электрическим сопротивлением от 10⁴ до 10¹⁰ Ом · см. Они хорошо осаждаются на электродах и легко удаляются с них при встряхивании.
   
3. 
   Пыли с удельным электрическим сопротивлением более 10¹⁰ Ом · см; они труднее всего улавливаются в электрофильтрах, так как на электродах частицы разряжаются медленно, что в значительной степени препятствует осаждению новых частиц.
   

В
реальных условиях снижение удельного электрического сопротивления пыли можно осуществить увлажнением запыленного газа.
Рис. 3. Схема фильтра
Для тонкой очистки газов от частиц и капельной жидкости применяют различные фильтры. Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении через них дисперсных сред. Принципиальная схема процесса фильтрования в пористой перегородке показана на схеме (рис. 3). Фильтр представляет собой корпус

---