Роль пылеуловителей на предприятиях промышленности

СОДЕРЖЕНИЕ Стр. ВВЕДЕНИЕ 3 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕСОВ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ 4 1.1 Общие понятия о пыли и ее классификация 4 1.2 Классификация пылеуловителей 6 1.3 Влияние загрязнения окружающей природной среды на здоровье населения 13 2. АНАЛИЗ ИСТОЧНИКА ПРОМЫШЛЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 17 2.1 Общие сведения о ТОО «Северо-Казахстанский Энергоцентр» 17 2.2 Природно-климатическая характеристика района исследований 18 2.3 Методика исследований 20 ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 27 СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 29 ВВЕДЕНИЕ По оценкам специалистов, в настоящее время пр о мышленностью и транспортом в атмосферу ежедневно выбрасывается до 1 миллиарда тонн пыли, что приводит к тяжелым последствиям для окр у жающей среды. В современных условиях любую промышленную технол о гию следует оценивать по степени ее экологической опасности, по количес т ву образующихся отходов. Количество выбросов – наиболее объективный показатель несовершенства используемых технологических систем. Во мн о гих отраслях промышленности именно газоочистительная аппаратура совм е стно с другим технологическим оборудованием обеспечивает малоотходное производство, особенно это, актуально для энергетики, черной и цветной металлургии, хим и ческой и нефтеперерабатывающей промышленности. Важным фактором воздействия на организм человека является размер частиц. Особую опасность представляют респирабельные трахеобронхиал ь ные пылинки, способные проникать в лёгкие. В мировой практике с учётом рекомендации Всемирной организации здравоохранения в ряде стран осущ е ствлён переход на нормированное содержание в воздушной среде частиц с размерами не более 2,5 мкм. Для улавливания пыли такой дисперсности необходимы п ы леуловители, способные осуществлять тонкую очистку воздуха. Такие пылеуловители давно используются в бытовых условиях, однако в масштабах пр о мышленности их работа исследована недостаточно. Цель работы – выяснить роль пылеуловителей на предприятиях промышленности . 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ процессов ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ 1.1 Общие понятия о пыли и ее классификация Пыль представляет собой дисперсную систему с газообразной дисперсионной средой и твердой дисперсной фазой, состоящей из частиц от квазимолекулярного до макроскопического размеров, обладающих свойством находиться во взвешенном состоянии более или менее продолжительное время. Аэрозоли также представляют собой дисперсные системы с газообразной (воздушной) дисперсионной средой и твердой или жидкой дисперсной фазой. Скорость оседания частиц аэрозоля очень мала, и они могут неопределенно долгое время находиться во взвешенном состоянии. Наиболее тонкие частицы аэрозоля по размерам приближаются к наиболее крупным молекулам, а наиболее крупные достигают 1 мкм. В технической литературе термины грубый аэрозоль и пыль являются синонимами. Пыли и аэрозоли обычно полидисперсны, т. е. частицы их дисперсной фазы имеют неодинаковый размер. В природе и технике монодисперсные пыли и аэрозоли встречаются крайне редко. Масса частиц, содержащихся в единице объема газа или воздуха, называется концентрацией пыли, пылесодержанием или запыленностью [3]. Атмосферные частицы классифицируют по размерам следующим образом: 1) крупные частицы (средний диаметр 20 мкм) – сосредоточены в нижнем слое тропосферы (до 3000 м), осаждаются под действием силы тяжести, но могут переноситься ветром на большие расстояния; 2) полутонкая пыль (диаметр 0,1 – 5 мкм) – осаждается с трудом или не осаждается вовсе. Частицы размером меньше 1 мкм служат ядрами конденсации водяного пара. Для частиц диаметром менее 0,1 мкм из-за броуновского движения осаждение в обычных условиях невозможно (эти частицы называют аэрозолем); 3) тонкая (микроскопическая) неосаждающаяся пыль (диаметр менее 0,001 мкм), это так называемые частицы Айткена. Большинство атмосферных частиц, удерживающихся в воздухе в течение длительного времени, имеют диаметр 0,1 – 5 мкм. Тонкая и частично полутонкая пыль не осаждается в местах выброса при сухой атмосфере и может поэтому попасть в потоки региональных и глоба льных загрязняющих веществ [2]. Для очистки воздуха, удаляемого вен тиляционными аспирационными сис темами от твердых и жидких примесей, пр именяют пылеуловители пяти клас сов, краткая характеристика которых приведена в табл ице 1 . Таблица 1 Класс пылеуловителя Размер улавливаемых пылевых частиц, мкм. Группа пыли по дисперсности Эффективность пылеулавливания I Более 0,3 V 0.8 II Более 2 IV 0,8-0,999 III Более 4 IV 0,45-0,92 IV Более 8 III 0,92-0,999 V Более 20 III 0,8-0,99 II 0,99-0,999 II 0,95-0,999 I 0,999 I 0,99 Примечание: границы эффективности пылеуловителей указаны с учетом дисперсности пыли. Первое значение эффекти вности относится к меньшему значению dm ; второе − к большему. 1.2 Классификация пылеулавливающего оборудования Классификация пылеулавливающего обо рудования основана на принципи альных особенностях процесса отделения твердых частиц от газовой фазы, это: − оборудование для улавливания пыли с ухим способом, к которому отно сятся пылеосадительные камеры, циклоны, вихревые циклоны, жалюзийные и ротационные пылеуловители, фильтры, электрофильтры; − оборудование для улавливания пыли мокрым способ ом, к которому от носятся скрубберы Вентури, форсуночные с крубберы, пенные аппараты и др. С ухие механические пылеуловители. К сухим механи ческим пылеуловителям относятся аппараты, в которых использованы различные механизм ы осаждения: гравитационный (пы леосадительные камеры), инерционный (камеры, осаждение пыли в которых происходит в результате изменения направления движения газового потока или установления на его пути препятствия) и це нтробежный (одиночные, группо вые и батарейные циклоны, вихревые и динамические пылеуловители). Эти ап параты отличаются простотой изготовления и эксплуатации, их достаточно ши роко используют в промышленности. Однако эффективность улавливания в них пыли не всегда оказывается достаточной, в связи с чем, они часто выполняют роль аппаратов предварительной очистки газов. Гравитационные пылеуловители. В пылеос адительных камерах (рис. 4, 5) используется механизм гравита ционного осаждения частиц из горизонтально направленного потока газов. Пы леосадительн ые камеры предназначены для улавливания крупнодисперсных частиц размером 50 мкм и больше. Для получения высокой эффе ктивности очистки необходимо, чтобы частицы находились в пылеосадительной камере как можно больше времени. Хорошую эффективность очистки имеют камеры Говарда (рис. 5), в которых поток газа разбивается на несколько паралле льных секций очистки воздуха. Однако они не получили широкого распространения из-за громоздкости и трудности их очистки. Пылеосадительные камеры обычно сооружают из кирпича, сборного железобетона и др. Рис. 4. Пылеосадительная камера Рис . 5. Осадительная камера Жалюзийный пылеотделитель. Жалюзийные аппараты обычно применяют для улавливания пыли с раз мером частиц более 20 мкм . Они имеют жалюзийную решетку, состоящую из рядов пластин или колец. Очищаемый газ, пр оходя через решетку, делает рез кие повороты. Пылевые частицы вследствие инерции стремятся сохранить пер воначальное направление, что приводит к о тделению крупных частиц из газо вого потока, которые, сталкиваясь с наклон ными решетками, отражаются и от скакивают в сторону от щелей между лопастями жалюзи (рис. 6). В результате газ делится на два потока. Пыль в основном содержится в потоке, который от сасывают и направляют в циклон, где его очищают от пыли и вновь сливают с основной частью потока, прошедшего через решетку. Скорость газ а перед жа люзийной решеткой должна быть достаточно высокой (до 15 м/с), чтобы дос тигнуть эффекта инерционного отделения пыли. На степень очистки влияет также скорость движения газов, отсасываемых в циклон. Гидравлическое со противление решетки составляет 100−500 Па. Основным недостатком этих аппаратов является износ пластин при высо кой концентрации пыли. Рис. 6. Жалюзийный пылеотделитель Инерционные пылеуловители. В этих аппаратах при резком изменении направления движения газового потока частицы пыли под воздействием ине рционной силы продолжают дви гаться в прежнем направлении и после поворота потока газов выпадают в бункер. Наиболее простые из этого типа аппарат ов являются так называемые пыле вые мешки (рис. 7). Эффективность этих аппаратов низкая, а задерживают они только крупные фракции пыли. Пылеуловители с плавным поворотом газового потока имеют меньшее гидравлическое сопротивление, чем другие аппараты. Скорость газа в сечении таких аппаратов принимают 1,0 м/с. . Для час тиц пыли размером 25−30 мкм дос тигается степень улавливания 65−80 %. Таки е пылеуловители применяют на за водах черной и цветной металлургии. Гидравлическое сопротивление их равно 150−390 Па. Пылеуловители этого типа обычно встраивают в газоходы. Рис. 7. Инерционные пылеуловители Центробежные пылеуловители . Циклонные аппараты (циклоны) наиболе е распространены в промышлен ности. Они имеют следующие достоинства: 1) отсутствие движущихся частей в аппарате; 2) надежность работы при температурах газов вплоть до 500 оС (для работы при более высоких температурах цик лоны изготавливают из специаль ных материалов); 3) возможность улавливан ия абразивных материалов при за щите внутренних поверхностей циклонов с пециальными покрытиями; 4) улав ливание пыли в сухом виде; 5) почти постоя нное гидравлическое сопротивле ние аппарата; 6) успешная работа при высоких давлениях газов; 7) простота из готовл ения; 8) сохранение высокой фракционной эффективности очистки при увеличении запыленности газов. Недостатки: 1 ) высокое гидравлическое со противление − 1250 − 1500 Па; 2) плохое улавлива ние частиц размером менее 5 мкм; 3) невозможность использования для о чистки газов от липких загрязне ний. Принцип работы циклона показан на рис. 8. Газ вращается внутри циклона, двигаясь сверху вниз, а затем движется вверх. Частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке. Обычно в циклонах центробежное ускорение в 100−1000 раз больше ускорения силы тяжести, поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом и под влиянием центробежной силы движутся к стенке. В промышленности принято разделять циклоны на высокоэффективные и высокопроизводительные. Первые эффективны, но требуют больших затрат на осуществление процесса очистки; циклоны второго типа имеют небольшое гидравлическое сопротивление, но хуже улавливают мелкие частицы. На практике широко используют циклон ы НИИОГАЗа (рис. 9) − цилинд рические (с удлиненной цилиндрической частью) и конич еские (с удлиненной конической частью). Цилиндрические циклоны относятся к высокопроизводи тельным аппаратам, а конические − к высо коэффективным. Диаметр цилиндри ческих циклонов не более 2000 мм, а конических − не более 3000 мм. Рис. 8. Циклон Рис. 9. Цили ндрический (а) и конический (б) Ц иклоны Иногда большое число малых циклонов (мультициклонов) объединяют в группу (батарейные циклоны). Они используются для очистки больших масс (расходов) газов. Однако, из-за перетока газов между элементами циклонов, эффективность очистки батарейных циклонов ниже одиночных. Ротационные пылеуловители относят к аппаратам центробежного дейст вия, которые одновременно с перемещением воздуха очищают его от фракции пыли крупнее 5 мкм. Они обладают большой компактностью, так как в ентиля тор и пылеуловитель обычно совмещены в одном агрегате. Схемы пылеуловителей ротационного типа представлены на рис. 10 и 11. При работе вентиляторного колеса частицы п ыли за счет центробежных сил от брасываются к стенке спиралеобразного кожу ха и движутся по ней в направле нии выхлопного отверстия (рис. 10). Газ, об огащенный пылью, через специаль ное пылеприемное отверстие отводится в пыл евой бункер, а очищенный газ по ступает в выхлопную трубу. В противопоточном центробежном ротационн ом пылеуловителе (рис. 11) ротор и колесо вентилятора насажены на общ ий вал. При работе пылеотделите ля запыленный воздух поступает внутрь кожу ха, где закручивается вокруг ро тора. В результате вращения пылевого потока возникают центробежные силы, под действием которых взвешенные в возду хе частицы пыли стремятся выде ляться из него в радиальном направлении. Од новременно на эти частицы в про тивоположном направлении действуют силы аэродинамического соп ротивле ния. Частицы, центробежная сила которых больше силы аэродинамического сопротивления, отбрасываются к стенкам кожуха и поступают в бункер. Очи щенный воздух через перфорацию ротора всас ывается в вентилятор и затем вы водится наружу. Эффективность очистки этих аппаратов зависит от выбранного соотноше ния цен тробежной и аэродинамической сил и тео ретически может достигать 100 %. Величина центробежной силы является функцией числа оборотов и диаметра ротора. Величина аэродинамическ ой силы является функцией скоро сти просасывания возд уха через перфорацию ротора, т.е. производительности вентилятора. Пылеулавливающее оборудование при всем его многообразии может быть классифицировано по ряду признаков: по назначению, по основному способу действия, по эффективности, по конструктивным особенностям. [8]. Оборудовани е, применяемое для очистки от пыли воздуха в системах вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления, а также для защиты от загрязнения пы лью воздушной среды зданий, сооружений и прилегающих к ним территорий, метрополитенов, подземных и открытых горных выработок, подразделяются на следующие типы. Оборудование, применяемое для очистки от взвешенных частиц пыли воздуха, подаваемого в помещения системами приточной вентиляции, кондиционирования и воздушного о топления – воздушные фильтры. Оборудование, применяемое для очистки от пыли воздуха, выбрасываемого в атмосферу системами вытяжной вентиляции – пылеулавливающее о борудование или пылеуловители. Пылеуловители в зависимости от способа отделения пыли от воздушного потока применяют следующих исполнений: оборудование для улавливания пыли сухим способом, при котором отделенные от воздуха частицы осаждаются на сух ую поверхность; оборудование для улавливания пыли мокрым способом, при ко тором отделение частиц от воздушного потока осуществляется с использованием жидкостей. По принципу действия пылеулавливающее оборудование подразделяется на следующие группы: гравитационное, инерционное, фильтрационное, электрическое. Пылеулавливающее оборудование, в котором отделение пыли от воздушного потока о существляется последовательно в несколько ступеней, отличающихс я по принципу действия, конструктивным особенностям и способу очистки, относят к комбинированному пылеулавливающему оборудованию.Механические пылеосадители (пылеосадительные камеры, циклоны и пр.) в которых отделение частиц от газов происходит за счет внешних с ил, применяются для грубой очистки газов от частиц более 15-20 мкм, выполняются сухими (отделение под действие механических сил) и мокрыми (отделение при соприкасании частиц с жидкостью) [16,17, 25,26]. 1.3 Влияние загрязнения окружающей природной среды на здоровье населения Во многих регионах страны накопление токсических веществ в основных компонентах биосферы достигает таких высоких значений, при которых развивается уже трудно обратимые нарушения здоровья окружающей среды. По существу речь уже идет о формировании на территории России одного из наиболее выраженных очагов латентной хронической биогеопланетарной патологии (Гичев, 1993). Около 300 ареалов территории страны характеризуется сложной экологической обстановкой (Котляков,1994) и почти в 200 городах, где проживает 64.5 млн. человек, средняя концентрация загрязняющих веществ превышает ПДК вредных химических веществ и пыли (Израэль, 2001). В целом доля населения, постоянно проживающего на экологически нарушенных территориях, достигает угрожающе высоких цифр превышающих 70%. Из этого числа около 20% проживает постоянно в критически загр язненных зонах и только 15% городских жителей находятся на территориях, которые характеризуются уровнем загрязнения выбросов, не превышающих гигиенически е нормативы . Необходимо отметить еще одно важное обстоятельство. Дело в том, что опасные для здоровья промышленные загрязнения стали накапливаться в окружающей среде с наибольшей интенсивностью и в угрожающе высоких концентрациях на протяжении исторически чрезвычайно короткого срока, укладывающегося всего лишь 60- 90 лет. В результате возникло резкое не соответствие между сложившимися природными ритмами рекриационно - восстановительной деятельности экосистемы, с одной стороны и необычно высокими темпами антропогенного загрязнения окружающей среды – с другой, что привело к глобальному десинхронозу этих процессов. Действительно, за последние 100 лет человечество увеличило промышленное производство почти в 100 раз, а энергопотребление - по чти в 1000 раз . При этом в столь относительно короткий промежуток времени в биосферу было привнесено громадное число химических веществ, большинство из которых не встречалось ранее в экосистемах в либо крайне медленно окисляются и метаболизируются, либо не доступно деятельности редуцентов. При этом около 4 млн из них признанны потенциально опасными для окружающей среды, особенно вследствие их длительного потенцирования в объектах окружающей среды, а свыше 180 000 обладают выраженным токсическим и мутагенным эффектом . В условиях столь быстрого загрязнения ОС, организм человека, с одной стороны, являясь субъектом происходящих в природе преобразований, а с другой - представителем животного мира биосферы, тесно связанным с ней по средствам обменно-трофических и рекреационных связей, сам подвергается воздействиям вредных факторов ОС и вынужден постоянно мобилизировать свой компенсаторно-приспособительные механизмы, резервы которых со временем могут истощиться. В итоге, интенсивное и хроническое воздействие экологически не приятных факторов ОС сопровождается перенапряжением и нарушением адаптационных возможностей организма, что предрасполагает к срыву адаптации, развитию предболезненных состояний и хронизации основных патологических процессов, которые вследствие этого по существу являются экологически обусловленными. Иначе говоря, давление ОС на человека сегодня явно превышает его адаптацио нные возможности . Существовавшая в прошлом практика осуществлять хозяйственную деятельность без учета состояния окружающей среды и без оценки последствий реализации этой деятельности привели к ухудшению экологической и санитарной обстановки в крае. Основными источниками загрязненности атмо сферного воздуха Казахстана являются предприятия цветной металлургии, энергетики, химической промышленности и промышленности строительных материалов. Значительное количество окиси углерода, окислов азота, сернистого газа и пыли выбрасывают мелкие отопительные котельные, не имеющие очистных устройств. Значительный вклад в загрязненность города вносит и транспорт, число машин всех видов увеличивается с каждым годом . Распределение концентрации пыли по городу не равномерно, максимальная наблюдается в районе, где расположены предприятия строительных материалов. Отмечается относительно равномерное распределение загрязненности воздуха сернистым газом и окисью углерода по районам города. Максимальная концентрация сернистого газа отмечается в районе промышленных предприятий правобережной части. Максимум окиси углерода зафиксирован в жилых массивах прилегающих к автомагистралям. Окислами азота атмосферный воздух наиболее загрязнен в районе промышленных предприятий цветной металлургии и вблизи автомагистралей. Максимальная концентрация наиболее часто наблюдается в районе промышленных предприятий. Следует отметить, что в зеленой зоне города по сравнению с промышленными районами концентрация вредных веществ значительно меньше. Так, содержание пыли вблизи промышленных предприятий превышает уровень загрязнения в загородной зоне в 3-4 раза, количество сернистого газа и окиси углерода в среднем больше в 1.5-2.0 раза, концентрации окислов азота в 3. 0-3.5 раза . Теплоэлектростанции (ТЭЦ) относятся к основным источникам промышленного загрязнения атмосферного воздух а. На территории г. Петропавловска находятся три теплоэлектроцентрали - ТЭЦ-1, ТЭЦ -2, ТЭЦ-3, входящих в «Северо-Казахстанский Энергоцентр» . Основой развития любого региона или отрасли экономики является энергетика. Темпы роста производства, его технический уровень, производительность труда, а, в конечном счете, уровень жизни людей в значительной степени определяется развити ем энергетики . Для ТЭЦ наиболее характерно тепловое и химическое загрязнение. Если обычно сгорание топлива бывает не полным, то при сжигании твердого топлива в котлах ТЭЦ образуется большое количество золы, диоксида серы, оксида азота, оксида углерода и канцерогенов. Они загрязняют окружающую среду и оказывают влияние на все компон енты природы . 2. АНАЛИЗ ИСТОЧНИКА ПРОМЫШЛЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 2.1 Общие сведения о ТОО «Северо-Казахстанский Энергоцентр» Энергетический комплекс Северо-Казахстанской области представлен компаниями «СевКазЭнерго» и ТОО «Кокшетау Энерго» . Компания «СевКазЭнерго» объединяет предприятие АО «СевКазЭнерго», тепловые и электрические сети — ТОО «Петропавловские Тепловые Сети», ТОО «Северо-Казахстанская РЭК» и энергоснабжающую организацию ТОО «Се веро-Казахстанский Энергоцентр» . Т О О «СевКазЭнерго» (ТЭЦ-2) является основным источником тепловой энергии г. Петропавловска и электрической энергии восьми районов Северо-Казахстанской области и г. Петропавловска. Наряду с поставками на внутренний рынок, осуществляются поставки электроэнергии за пределы области. В состав основного оборудования входят: 11 энергетических пылеугольных котлов 7 турбоагрегатов Располагаемая электрическая мощность станции в настоящее время составляет 336 МВт, тепловая мощность 760 Гкал/ч. Станция работает на экибастузких углях. Годовая потребность в угле составляет 2,2 млн. тонн, в мазуте 2,2 тыс. тонн. ТО О «СевКазЭнерго» в 2008 году приступило к строительству третьей секции золоотвала № 2. Стоимость проекта составляет порядка 4 млрд. тенге. Завершить строительство планируется в конце 2011 года. Основным видом деятельности ТОО «Петропавловские Тепловые Сети» является транспортировка и распределение тепловой энергии и горячей воды на нужды населения и промышленного узла г. Петропавловска . Санитарно-защитная зона составляет 500 метров. Перечень структурных подразделений: - участок эксплуатации; - участок химводоочистки; - участок топливоподачи; - участок подготовки производства; - склад угля; - мазутохранилище; - гараж (механический участок); - участок газоочистки и гидрозолоудаления; - участок электрослужбы; - управление; - столовая; - золоотвал. Предприятие располагает одним золоотвалом, расположенным в промзоне ТЭЦ-3, 1,5-2,2 километра севернее г. Петропвлвска в 1,3 километра северо-восточнее городских очистных сооружений и граничит с севера и частично с северо-востока – автотрассой на ТЭЦ-3, с юго-запада – территорией левобережных очистных сооружений. 2.2 Природно-климатическая характеристика района исследований Климат Северо-Казахстанской области резко континентальный . Самая низкая средняя температура приходит ся на январь составляет минус 18,8- минус 19,5 о С. Самым жарким месяцем является июль. В июле в среднем в течение 26 дней средняя температура выше 15 о С, из них в течение 10 дней выше 20 о С. Годовое количеств о осадков в пределах Петропавловска 316 мм. Максимум осадков (до 72 %) выпадает в теплый период. В переходные месяцы (март, апрель, октябрь, ноябрь) выпадают смешанные осадки в виде снега с дождем, мокрого снега, ледяного дождя, все вместе они составляют 9 % годового количества осадков. Для района г. Петропавловска характерна однородность режима ветра в течение всего года. Преобладает юго-западный ветер, повторяемость этих ветров вместе с западным составляет 80 %, с мая по август повторяемость юг о-западных ветров составляет 40 %. Зимой повторяемость ветров северных, восточных и юго-вос точных направлений небольшая (1%). Средняя месячная и годовая скорость ветра приведены в таблице 2 . Таблица 2 - Средняя месячная и годовая скорость ветра, м/с I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 4,0 3,5 4,0 4,9 4,6 3,4 2,5 2,7 2,9 3,9 4,8 3,5 Роза ветров города Красноярска представлена на рисунке 2.1. с ю Рисунок 1 – Роза ветров города Красноярска Годовой ход температуры почвы аналогичен ходу температуры воздуха. Отрицательные значения температуры на поверхности почвы отмечаются с ноября по март, положительные с апреля по октябрь. Среднегодовая температура почвы равна 2 o C. Котельная ТОО «Северо-Казахстанский Энергоцентр» испо льзует водный объект р. Ишим для сброса в него ливневых стоков с территории котельной. 2.3 Методика исследований Отбор проб воздуха осуществляется в местах постоянного и временного пребывания работающих согласно установленного графика. Пробы отбирались аспирационным методом, основанном на протягивании определенного объема воздуха через жидкую или твердую поглотительную среду. Аспирация анализируемого газа через поглотители осуществляется с помощью переносной установки ПРУ-4. Пробы воздуха отбирались на аналитические аэрозольные фильтры АФА для физико-химического анализа в них следующих веществ: аэрозолей серной кислоты, свинца, хрома. Щелочи, окиси алюминия, паров оксида серы, азота, углерода, азотной и соляной кислот, различных видов пыли. Фотометрическое измерение концентраций свинца основано на взаимодействии иона свинца с сульфарсазеном с образованием комплексного соединения, окрашенного в желто-оранжевый цвет. Предельно-допустимая концентрация (ПДК) аэрозолей свинца в воздухе рабочей зоны составляет 0,01 мг/м 3 (Муравьева и др., 1991). Методика на пыль (взвешенные частицы). Предназначена для определения массовой концентрации пыли в атмосферном воздухе. Используется для измерения разовых и средне суточных концентраций пыли при удельном расходе воздуха 5дм і( мин.см І) в диапазонах: 0,26 – 50мг/м і( разовая); 0,007 – 0,67мг/м і ( суточная); 0,04 – 4,2мг/м і ( суточная при автоматическом циклическом отборе проб по 20 мин 12 раз в сутки) от 0,17до 16,7мг/м і. Выполнение измерений производится следующим образом. Массовую концентрацию( с мг/м і) взвешенных частиц в воздухе вычисляют по формуле с= , где m 1 - масса фильтра без пыли, мг; m 2- - масса фильтра с пылью, мг; v 0 – объём пропущенного через фильтр воздуха, проведенный к нормальным условиям, м і. Методика на фенол. Она предназначена для отбора и анализа проб при определении массовой концентрации фенола в атмосферном воздухе населённых пунктов при определении разовых концентраций. По результатам при определении концентрации фенола в диапазоне 0,005 – 0,15мг/м і максимальное значение суммарной погрешности не превышает ±25%. Метод измерения основан на улавливании фенола из воздуха плёночным хемосорбентом и фотометрическом определении его массы по реакции с ч- амигноантипирином в присутствии окислителя – железосинеродистого калия. Определению фенола не мешают: формальдегид, спирты, ацетон, стирол, б- метиледирол, ароматические углеводороды, циклогексаны, фенолы, с замещённым п – положением, диоксид серы, сероводород. Анилин не мешает так как несорбируется поглотительной щелочной средой (суточная при ручном циклическом отборе проб по 20 мин. 3 раза в сутки) в зависимости от объёма пробы. В диапазонах (0,26 – 50; 0,007 – 0,69; 0,04 – 4,2; 0,17 – 16,7мг/м і) относительная погрешность не превышает ±25%, предельная абсолютная погрешность определения массы пыли на фильтре – 0,2мг. Предельная относительная погрешность определения объёма воздуха, прошедшего через фильтр – 6%. Метод измерения основан на определении массы взвешенных частиц пыли, задержанных фильтром из ткани ФПП при прохождении через него определённого объёма воздуха. Выполнение измерений производится следующим образом. Перед взвешиванием фильтры не менее часа выдерживают в помещении, где производится взвешивание. Если отбор пробы проводился при относительной влажности воздуха, близкой к 100%, то фильтр доводят до постоянной массы. Для этого его необходимо поместить в стеклянной чашке в эксикатор с плавленым хлористым кальцием на два часа или в сушильный шкаф с температурой 40 – 50°С на 30 -50 мин, а затем выдержать 40 – 50 мин в помещении, где производится взвешивание. Если при взвешивании масса фильтра изменяется, то повторяют операцию просушивания. Взвешенные фильтры с накопленной на них пылью вкладывают в те же пакеты из кальки и полиэтилена, на которые шариковой ручкой наносят значения конечной массы фильтра с пылью. И данные заносят в журнал Условия выполнения измерений: при отборе проб должны быть соблюдены следующие условия: · температура исследуемого воздуха, от -10°С до 40°С; · относительная влажность не более 80 %; · атмосферное давление 84,0 – 106,7кПа, 630 – 800 мм.рт.ст. Условия выполнения измерений в лаборатории: · температура воздуха 20±40°С; · относительная влажность 84,0 – 106,7% 630 – 800 мм.рт.ст.; · влажность воздуха при 20°С, не более 80%. Проведение измерений: внешние стенки сорбционной трубки вытирают фильтрованной бумагой, сначала увлажненной дистиллированной водой, затем сухой. Трубки помещают в пробирку слоем сорбента вниз и вносят в неё с помощью пипетки 7 нм раствора тетрабората Na. Путём многократного прокачивания раствора через сорбент с помощью резиновой груши переводят пробу в раствор. Затем в трубку, находящуюся в пробирке приливают последовательно по 0,4мл раствора 4 – иноантипирина и железосинеродистого калия, тщательно перемешивают содержимое, затягивая раствор с помощью груши на возможно более высокий уровень и вытесняя раствор из трубки в пробирку. Через 30 мин трубку удаляют из пробирки, вытесняя остатки раствора и измеряют оптическую плотность раствора относительно воды. Выполнение измерений производится следующим образом. Концентрация фенола в воздухе в мг/м і рассчитывается по формуле: с= , где m – масса фенола в растворе пробы найденная по градуировочной характеристики мкг; V 0 - объём отобранной пробы воздуха проведенный с нормальным условием (0°С и 101,3кПа), дм. V 0= V t – объём отобранной пробы воздуха при t и р в месте отбора пробы, дм і t- температура отобранного воздуха на входе ротометра, в градусах. с – атмосферное давление во время отбора пробы, кПа(1мм.рт.ст. = 0,133кПа). Методика на формальдегид предназначена для определения концентрации формальдегида в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,01 – 0,3 мг/м і при объёме пробы 20дм і. Используется для измерения разовых концентраций. Суммарная погрешность не превышает ±25%. Метод измерения основан на улавливании формальдегида из воздуха раствором серной кислоты и его фотометрическом определении по образовавшемуся в результате взаимодействия в кислой среде формальдегида с фенилгидразингидрохларидом и хлорамином Б окрашенному соединению. Приготовление растворов: · кислота серная, 20% раствор. К 80см і дистиллированной воды осторожно прибавляют 11см і концентрированной серной кислоты. · смесь этанола с фенилгидразином. К 10 см і этанола приливают 2 см і 5% раствора фенилгидразина и перемешивают. · хлоромин Б, 0,5% раствор 0,25г хлорамина Б растворяют в дистиллированной воде. Объём доводят до 50 см і. Выполнение измерений производится следующим образом. В пробирку переносят 5см і раствора пробы, добавляют 1,2 см і свежеприготовленной смеси этанола фенилгидразином, перемешивают. Через 15 мин добавляют 1см і 0,5% раствора хлорамина Б, перемешивают 10 мин, к пробе добавляют 2см і 20% раствора серной кислоты и опять перемешивают. Через 10 мин измеряют оптическую плотность при 520 мм по отношению к воде в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 20мм. Аналогично анализируют 3 нулевых пробы, используют по 5 м і поглотительного раствора. Плотность нулевой пробы не должна превышать 0,04. Выполнение измерений производится по формуле: С= , где m- масса загрязняющего вещества в V с- концентрация загрязняющего вещества в воздухе мг/м і х a - объём раствора, взятого на анализ, см і х 0 - объём пробы воздуха приведённый к нормальным условиям, дм і. Методика на диоксид азота основана для определения концентрации диоксида азота в атмосферном воздухе в диапазоне 0,02 – 1,4 мг/м і при объёме воздуха 5дм і. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций. Устанавливается суммарная погрешность при доверительной вероятности 0,95, не превышает ±18%. Метод измерения основан на улавливании из воздуха плёночным хемосорбентом и фотометрическом определении образующегося нитрит – иона по азокрасителю получающемуся в результате взаимодействия нитрит – иона с сульфаниловой кислотой и 1 – нафтиломином. Выполнение измерений производится следующим образом. Сорбционную трубку помещают в пробирку и заливают 6 см і H 2 O. Путём нескольких прокачиваний воды через сорбент(при помощи резиновой груши) переводят пробу в раствор, выдувают остатки раствора и вынимают трубку из пробирки. Для анализа 5 см і раствора приносят в другую пробирку. К этому раствору добавляют 0,5 см і составного реактива и встряхивают. Через 20 мин определяют оптическую плотность раствора. Каждый раз одновременно аналогично пробе анализируют нулевую пробу – сорбционную трубку из партии подготовленных к отбору трубок. Вычисление измерений производится по формуле: С= (как и у формальдегида) Методика на диоксид серы предназначена для определения концентрации диоксида серы в диапазоне 0,05 – 1,00мг/м і при объёме пробы 10 дм і. Установленное значение суммарной погрешности при доверительной вероятности 0,95 не превышающей ±12%. Метод измерения основан на улавливании диоксида серы из воздуха плёночным хемосорбентом на основе тетрахлормеркурата Na и его фотометрическом определении по соединению, образующемуся в результате взаимодействия диоксида серы с формальдегидом и парарозонимининой (или фунсином). Выполнение измерений производится следующим образом. Помещают трубки в стеклянные пробирки и заливают их 6см і раствора сульфалиновой кислоты. Путем нескольких прокачиваний раствора через сорбент при помощи резиновой груши переводят пробу в раствор, выдувают его остатки и вынимают трубку из пробирки отбирают для анализа 5см і раствора. Приливают 0,4см і формальдегида и 1см і раствора парарозонимена. Тщательно перемешивают и через 30 мин измеряют оптическую плотность. Вычисление измерений производится по формуле: С= (всё как у формальдегида). Аэрозоль серной кислоты в воздухе рабочей зоны определялся турбидиметрическим методом по ее реакции с хлоридом бария. ПДК аэрозоля серной кислоты не должна превышать 1,0 мг/м 3 (Муравьева и др., 1988). Фотометрическое определение концентраций свинца основано на взаимодействии иона свинца с сульфарсазеном с образованием комплексного соединения, окрашенного в желто-оранжевый цвет. ПДК аэрозолей свинца в воздухе рабочей зоны составляет 0,01 мг/м 3 . Аэрозоль серной кислоты в воздухе рабочей зоны определяется турбидиметрическим методом по ее реакции с хлоридом бария. ПДК аэрозоля серной кислоты не должна превышать 1,0 мг/м 3 (Муравьева и др., 1988). Фотометрическое определение паров диоксида азота в воздухе основано на образовании азокрасителя при взаимодействии двуокиси азота с реактивом Грисса-Илосвая. ПДК паров диоксида азота в воздухе рабочей зоны составляет 2 мг/м 3. азот не мешает определению до концентраций, не превышающих диоксида азота в 2-3 раза (Лейте, 1980). ВВВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ В понятие окружающей среды входит, прежде всего, атмосфера. Охрана атмосферы (охрана атмосферного воздуха) также представляет собой комплекс мероприятий, обеспечивающих сохранение химического состава воздуха и энергетики атмосферы во всех её слоях. Сюда же включает контроль за промышленными предприятиями, транспортом и коммунально-бытовым выбросам в воздушную сферу. Основные направления охраны окружающей среды в промышленных выбросов, её загрязнителей состоят из нескольких блоков, важнейшим из которых является очистка атмосферного воздуха от её загрязнений, прежде всего от пыли частицы промышленной пыли имеют большую суммарную поверхность, по этому химическая и биологическая активность пыли значительно выше, чем у исходных материалов. Частицы пыли разительно отличаются по своему размеру форме. Размер частиц характеризуется особенностью их осаждения. Такой величиной служит седиментационный диаметр шара. Диаметр и плотность частиц определяют скорость их осаждения. Принцип действий пылеулавливающих аппаратов основан на различных механизмах осаждения частиц: гравитационном осаждении, которое происходит под действием силы тяжести при прохождении частиц через аппарат; осаждение под действием центробежной силы, инерционном осаждении, т.е. осаждении и др. Очистка отходящих газов является наиболее эффективным методом их обезвреживания. Существует несколько методов очистки, которые классифицируют по различным признакам. Все эти методы можно разделить на две группы- некаталитические и каталитические. В первой группе методов примеси выводится из газовой смеси путём поглощения их жидкими или твёрдыми поглотителями. С помощью методов второй группы, каталитических, примеси не выделяются из системы, а вследствие химических реакций превращаются в другие вещества, которые остаются в газовой смеси или затем удаляются. Адсорбционные методы основаны на поглощении газов твёрдыми пористыми веществами. Поглощение молекулы газов удерживается силами Ван-дер-Ваальса(физическая адсорбция), либо химическими силами(хемосорбция). Газ адсорбируется на поверхности сорбента в несколько стадий. Первая-перенос молекул газа к внешней поверхности твёрдого тела; второе-проникновение молекул газа в поры твёрдого тела; третье - собственная адсорбция. Наконец, очистка воздушных выбросов проводится каталитическими методами, которые основаны на химических превращениях токсичных компонентах в нетоксичные на поверхности катализаторов. Очистки подвергаются газы, не содержащие пыли и каталитических ядов. Исходя, из выше изложенного считаю необходимым: - совершенствование или принципиальное изменение технологического процесса для сокращения или полного исключения отходов производства; - комплектное извлечение из минерального сырья всех полезных компонентов и включение их в данной технологический процесс; - улавливание газообразных и жидких выбросов, их обезвреживание и получение вторичного сырья или готовой продукции; - развитие технологий переработки твёрдых отходов, обеспечивающих производство новых изделий или сырьевых материалов; - организация сбора, сортировки на составляющие компоненты, хранения и обезвреживания отходов потребления с дальнейшим их использованием в качестве вторичного сырья. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 1. Алиев Г.М. Устройство и обслуживание газоочистительных и пылеулавливающих установок - М.: Металлургия, 1983 г., с. 146. 2. Арустамов Э.А. Природопо льзование. М.: Дашков и К, 2005 г., с. 89. 3. Володин Н.И., Панков А.Н., Чудновцев А.В., Пискуно в О. М . Очистка газовых потоков от мелкодисперсной пыли. / Экология и промышленност ь России, № 9, 2001 г., с. 278 . 4. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Пылеулавливание и очистка газов – М.: Металлургия, 1968 г., с. 436. 5. Денисов С.И. Улавливание и утилизация пылей и газов – М.: Металлургия, 1991 г., с. 120. 6. Друцкий А.В., Смольский М.В.. Система двухэтапной очистки газовых пылевых выбросов. / Экология и промышленност ь России, № 3, 2003 г., с. 87 . 7. Дубальская Э.Н. Очистка отходящих газов – М.,1991 г., с. 159. 8. Контроль содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны: Метод, указания. — М.: Минздрав СССР, 1985 г., с. 148. 9. Коузов П.А., Малыгин А.Д., Скрябин Г.М. Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности – Л.: Химия, - Ленинградское отделение. 1982 г., с. 428. 10. Коузов П.А., Малыгин А.Д., Скрябин Г.М. Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности. Л.: Химия, 1982, с. 9-13, с. 2 83. 11. Красовицкий Ю.В. , Малинов А.В., Дуров В.В. Обеспыливание промышленных газов в фаянсовом производстве – М.: Химия, 1994 г., с. 175. 12. Криксунов Е.А. Экология. М.: Дрофа, 1995 г., с. 160 . 13. Кузнецов Д.А. Общая химическая технология. М. : Высшая школа, 1965 г., с. 320. 14. Лаптев А.А., Приемов С.И., Родичкин И.Д., Шемшученко Ю.С. Охрана и оптимизация окружающей среды – Киев.: Либедь, 1990 г., с. 98. 15. Лившиц М.Н. «Электронно-ионная очистка воздуха от пыли в промышленности строительных материалов». М.: Стройиздат, 1968. г., с. 148 . 16. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология. М. : Высшая школа, 2001 г., с. 162 . 17. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. М.: АО МДС, Юнисам, 1995. г., с. 359. 18. Муравьева С. И., Прохорова Е. К. Справочник по контролю вред ных веществ в воздухе. — М.: Химия, 1988 г., с. 135 . 19. Мухутдинова А.А. Основы и менеджмент промышленной экологии. Казань: Магариф, 1998 г., с. 344 . 20. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха – 2-е изд., испр. и доп. – М.:Стройиздат,1981 г., с. 105 21. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха – М.: Стройиздат, 1974 г., с. 256. 22. Родзевич Н.Н., Пашканг К.В. Охрана и преобразование прир оды. – М.: Просвещение, 1986 г., с. 288 . 23. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды – М.: Химия, 1989 г., с. 259. 24. Снакин В. В. Экология и охрана природы: Словарь-справочник. — М.: Академия, 2000 г., с. 329. 25. Справочник по пыле- и золоулавливанию – М.: Энергия, 1975 г., с. 485. 26. Старк С.Б. Газоочистительные аппараты и установки в металлургическом производстве – М.: Металлургия,1990 г., с. 281 . 27. Штокман Е.А. Очистка воздуха – М.: Изд. АСВ, 1999 г., с. 59. 28. www . sko . kz