Неорганизованные выбросы цехов горячей прокатки

Вредные неорганизованные выбросы в отделениях нагре­вательных колодцев выделяются из ячеек (во время откры­вания крышек колодцев) и шлаковых коридоров (во время удаления шлака).

На основании натурных замеров, выполненных в цехах блюминга и слябинга работниками Московского институ­та «Сантехпроект», было установлено, что при недостаточ­ной тяге в прорывающихся отходящих газах нагреватель­ных колодцев содержится окись углерода в количестве до 150 г/т проката. Удельные выбросы пыли в прокатных цехах блюминга и слябинга составляют 50 г/т, через вы­тяжные фонари выбрасывается 15% этого количества, т.е. примерно 11 г/т проката, при этом на долю отделения нагревательных колодцев приходится 7 г/т, а на отделение стана 4,г/т.

В шлаковых коридорах нагревательных колодцев реку­перативного типа загазованность незначительная, запылен­ность также невелика – в среднем 2-8 мг/м³. Однако при спуске шлака запыленность возле ковшей повышается до 15-20 мг/м.

Неорганизованные выбросы листопрокатных и крупно­сортных цехов содержат окись углерода и пыль.

Технологические выбросы в отделениях огневой зачистки металла

Общее удельное количество окиси углерода, выделяю­щейся из печного отделения при несовершенной конструк­ции горелочных устройств и недостаточной тяге (выбивание газов из рабочего пространства), составляет до 200 г/т проката. Удельное количество пыли, выделяющейся че­рез фонари, составляет в среднем до 16 г/т проката и до 0,27 г/м² прокатываемого листа.

Общее удельное количество пыли, выделяющееся при прокатке металла, составляет 100 г/т, или 1,8 г/м² .

Для удаления поверхностных дефектов с прокатных за­готовок применяют огневую зачистку на специальных ма­шинах огневой зачистки (MOЗ).

Удельный объем газов, отсасываемых от МОЗ слябинга, в среднем составляет 35 м³/м² поверхности сляба, а от блюминга 45 м³/м² поверхности блюма (при глубине зачи­щаемого слоя 2-3 мм). Эти объемы соответствуют 5-6-крат­ному разбавлению воздухом, подсасываемым через газозаборное устройство, и могут быть уменьшены в результате улучшения конструкции вытяжного зонта.

Удельные величины вредных веществ, выбрасываемых с продуктами сгорания от МОЗ, отнесенные к 1 м² зачищае­мой поверхности заготовки при глубине зачистки 1 мм, при объеме отсасываемых газов 13 м³ (м³*мм) и расходе кислорода в период зачистки 3,3 м³/(м²- мм) составляют, г: пыли 40; СО 0,8; S0₂ 0,4; NO 0,5.

Процесс травления заключается в удалении окалины с поверхности металла путем обработки ее растворами. При травлении, кроме окислов, растворяются и металлы. При этом образуется водород, который, удаляясь из ванны в виде пузырьков, увлекает с собой некоторое количество тра­вильного раствора, что определяет состав вредных выбросов.

Неорганизованные выбросы в цехах горячей прокатки выделяются при открывании нагревательных колодцев (не­сгоревшие продукты сгорания), через неплотности (забиваются газы из печи), при прокатке металла (образуется пыль). Неорганизованные выбросы окиси углерода в режиме нагревательных колодцев составляют до 150 г/т проката, а с выбивающимися газами нагревательных печей (при недо­статочной тяге) до 200 г/т.

На многих предприятиях проблему обеспыливания пытались решить, применяя гидрообеспыливание, осуществляемое с по­мощью форсунок с тонким распылением воды, механическим и пневматическим, равномерным орошением мест пылевыделения через дырчатые трубы и т. п. Однако такие способы не дали по­ложительных результатов.

Существующие мощности ОАО «Алтай-кокс» способны обеспечить годовой выпуск 3,5-4 млн. тонн кокса и сопутствующих ему продуктов коксования: коксового газа, каменноугольной смолы, сырого бензола и пр.

Для снижения негативного влияния проектируемой установки на воздушный бассейн предложены следующие мероприятия:

- организация процесса по непрерывному циклу;

- применение герметизированной системы по всей технологической цепочке;

- с целью управления процессом горения в печи устанавливаются анализаторы на содержание СО и О2 в дымовых газах;

- рассеивание продуктов горения в атмосферу через высокие трубы;

- организованный сбор возможных проливов с отбортованных площадок в заглубленную емкость;

- контроль и автоматизация технологических процессов для предупреждения аварийных ситуаций.

Все технологические процессы проводятся в закрытых аппаратах, хранение промежуточных и целевых продуктов осуществляется в герметичных емкостях под слоем инертного газа. Вырабатываемые технологические газы сжигаются в печах установки.

Использование тепла горячих потоков для нагрева сырья и продуктов ведет к снижению потребления топлива в технологических печах, что в свою очередь влечет за собой снижение выбросов продуктов сгорания в атмосферу.

С целью оценки воздействия проектируемой установки на состояние атмосферного воздуха выявлены основные источники выделения загрязняющих веществ: установка гидрогенизационной переработки сырого

бензола, товарный парк, насосная при парках, узел управления при парках, промежуточный парк, факельное хозяйство и градирни.

Основными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу будут дымовые трубы печей (ист. 0001 и 0002), венттрубы компрессорной (ист. 0003-0007), неорганизованные выбросы от неплотностей обо-рудования установки и насосной (ист. 6008 и 6009), факельный ствол (ист. 0010), неорганизованные выбросы от неплотностей оборудования факельного хозяйства (ист. 6010), градирни (ист. 0011,0012), аварийные выбросы от предохранительных клапанов.

Загрязняющими веществами, выделяющимися от комплекса проектируемой установки являются: оксиды азота и углерода, углеводороды С1-С5, диоксид серы, сероводород, сероуглерод, сажа, метан, бензол, толуол, ксилол, нафталин и тетралин.

Только некоторые из вышеприведенных загрязняющих веществ УГП (сероуглерод, метан и тетралин) отсутствуют в выбросах существующих источников ОАО «Алтай-Кокс», остальные примеси выделяются от источников действующего предприятия.

Валовый выброс загрязняющих веществ при эксплуатации комплекса УГП равен 102,063 т/год, что составляет 0,27% от выбросов существующего ОАО «Алтай - Кокс» (37275,979 т/год).

С целью оценки уровня загрязнения, создаваемого выбросами проектируемого комплекса, нами проведен расчет рассеивания выбросов в атмосфере с помощью программного комплекса «Атмосфера»,реализующего положения нормативного документа ОНД-86.

Расчет приземных концентраций для каждого вредного вещества, выбрасываемого источниками установки и для веществ, обладающих эффектом суммарного воздействия, произведен в расчетном прямоугольнике зоны влияния, контрольных точках жилой зоны, на границе СЗЗ, а также в точке стационарного поста города.

Расчет рассеивания выбросов показал, что максимальные приземные концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы от проектируемого комплекса на границе СЗЗ ни по одному из ингредиентов не

превышают установленные нормативы ПДК и составляют:

для нафталина – менее 0,1 ПДК; для диоксида азота, сажи, диоксида се-

ры, сероводорода, сероуглерода, смеси углеводородов, бензола, толуола, ксилола, тетралина и групп суммаций – менее 0,05 ПДК.

3. Влияние коксохимического предприятия на здоровье человека

   Медицинские работники утверждают, что экологически обусловленные заболевания примерно на 70% зависят от загрязнения атмосферы, 10% дает вода, затем продукты питания и условия жизни.  За 1999 год по России валовый выброс загрязняющих веществ в промышленности сократился на 1,6% - до 14704,44 млн. т., в 2000 году наблюдался рост выбросов и сбросов. Черная металлургия выбрасывает 12% выбросов относительно всех остальных отраслей промышленности. Это одно из самых вредных производств, так как выбрасываются большие объемы загрязняющих веществ. Большую опасность представляют объекты цветной металлургии и нефтехимии, они выбрасывают небольшие объемы, но веществ высшей степени опасности.  Улицы и поселки, расположенные в черте города и находящиеся за пределами санитарно-защитной зоны входят в зону сильного или даже очень сильного техногенного давления. Именно здесь следует ожидать наиболее опасную ситуацию для здоровья населения.   Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха оценивается по двум основным классам веществ – канцерогенным веществам, которые способны вызывать злокачественные новообразования, и неканцерогенным веществам. Ряд канцерогенных веществ влияет и на наследственность, индуцируя генетические эффекты – увеличение частоты ряда генетически обусловленных заболеваний. Канцерогенные и генетические эффекты тесно взаимосвязаны и сопоставимы по величине. Вместе они образуют класс схоластических эффектов.  Неканцерогенные вещества вызывают широкий спектр нарушений состояния здоровья человека, которые можно рассматривать как разные формы токсических эффектов, регистрируемых на молекулярном, клеточном, тканевом, организменном и популяционном уровнях. Последние эффекты наблюдаются в виде повышенной заболеваемости и/или смертности.  Основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми предприятиями металлургии, автотранспортом и другими объектами являются диоксид и оксид азота (Noх), диоксид и оксид углерода (Сох), диоксид серы (SO2) (сернистый газ), пыль, бенз(а)пирен, фторид водорода, фенолы, молекулярный водород, бензол, цианиды.  Загрязнение воздуха бенз(а)пиреном определяет высокую канцерогенную опасность атмосферного воздуха.  Диоксид азота обладает раздражающим действием на слизистые оболочки и органы дыхания. При очень высоких концентрациях, которые наблюдаются лишь при серьезных авариях на промышленных предприятиях, воздействие диоксида азота может привести к незамедлительному и тяжелому поражению легких. При воздействии диоксида азота в концентрациях до 70 мкг/м3 на население, будет наблюдаться, как минимум, 20%-ое увеличение частоты заболеваний нижних дыхательных путей и 11%-ое увеличение появления симптомов со стороны верхних дыхательных путей у детей. При воздействии на население наиболее высоких уровней диоксида азота до 120 мкг/м3, аналогичные неблагоприятные эффекты могут возрастать соответственно более чем на 50% и 30%. Поступление диоксида азота от стационарных источников сокращается, но возрастает влияние автомобильного транспорта.  Диоксид серы обладает выраженным раздражающим действием, сочетающимся с резким неприятным запахом. Поражает в первую очередь органы дыхания, глаза, центральную нервную систему, кожу, угнетает окислительные процессы. Всасывание диоксида серы начинается сразу после контакта этого вещества со слизистыми полости носа и глотки. Вторичный продукт присутствия этого вещества в воздухе – серная кислота оказывает влияние, в основном, на органы дыхания. Воздействие диоксида серы (до 3-х дней) приводит к возрастанию показателей смертности на 0,6% при увеличении его среднесуточной концентрации на 10 мкг/м3. Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и заболеваний органов дыхания возрастает до 0,9% на каждые 10 мкг/м3 диоксида серы. На 0,5% на каждые 10 мкг/м3 диоксида серы возрастает госпитализация или обращаемость за скорой медицинской помощью по поводу респираторных заболеваний лиц в возрасте от 65 лет и старше. В городах, где содержание диоксида серы в атмосферном воздухе превышает фоновые значения можно ожидать увеличение дополнительных случаев смертности над фоном до 2-3%.  Действие высоких концентраций оксида углерода приводит к острому отравлению, при хроническом воздействии наблюдается увеличение содержания в крови карбоксигемоглобина, изменение психомоторных реакций у детей, и в последнее время появились сведения о негативном воздействии этого вещества на репродуктивное здоровье женщин. Хроническое воздействие оксида углерода ведет к увеличению частоты госпитализаций и/или обращаемости по поводу заболеваний сердца лицами старше 65 лет и учащению приступов стенокардии у некурящих больных. Избыток фосфора нарушает в организме всасывание Mg и Fe, что служит причиной заболеваний, как и избыток калия.  При повышенном содержании свинца в организме животных и человека развиваются малокровие, общая слабость, туберкулез, происходит перерождение тканей, печени и почек.  Избыток меди вызывает острый панкреатит, язву двенадцатиперстной кишки и бронхиальную астму.  При длительном воздействии соединений марганца на организм человека появляются резкие его изменения, особенно в половой сфере (нарушение менструального цикла и развития плода у беременных; снижение подвижности сперматозоидов у мужчин). При хроническом отравлении марганцем поражается нервная система, возникают марганцевая пневмония, цирроз печени. Нарушение соотношения марганца с азотом, калием и кальцием может привести к раку пищевода и желудка.  Большая часть выбрасываемых в атмосферу веществ имеет канцерогенный характер, поэтому у населения повышается риск появления злокачественных новообразований.  В крупнейшем многоотраслевом городе наблюдается такая тенденция зависимости заболеваемости населения от загрязнения окружающей среды: иммунологическая реактивность организма составляет 33-60%, функциональные отклонения (дыхания, сердечно-сосудистой системы) – 5-29%, суммарная заболеваемость детского населения – 5-25%, заболеваемость органов дыхания – 10-40%, нарушение детородной функции – 2-9% средневзвешенных показателей по городу.  Оздоровление воздушного бассейна промышленных объектов осуществляется внедрением в производство более совершенного оборудования и технологии, применением в технологических процессах нетоксичных или малотоксичных материалов, герметизацией технологических агрегатов и коммуникаций, обеспечением промышленных предприятий аппаратурой и установками для газоочистки и рекуперации выбросов. Дополнительным, средством является увеличение высоты дымовых труб (до 300 м) для отвода на большее расстояние выбрасываемых в атмосферу вредных газов и более эффективного рассеивания их в зоне приближения к поверхности земли. При определении всех мероприятий по борьбе с загрязнением воздушного бассейна (технологические мероприятия, очистные установки и их эффективность, высота выведения выбросов, ширина санитарно-защитной зоны и др.) исходят из того, чтобы содержание вредных веществ в воздухе насел, мест находилось на уровне, не превышающем установленных предельно допустимых концентраций. Для обеспечения этих требований органами государственного санитарного надзора созданы специальные станции по контролю за состоянием воздушного бассейна на территории городов.

Основные технологические процессы в коксохимическом производстве: обработка и обогащение угля, коксование, сортировка кокса, улавливание летучих продуктов коксования, смолоперегонка, получение кумароновых смол и переработка гранулированного пека. В углеподготовительном цехе с углеобогащением основными профессиональными вредностями являются высокая влажность воздуха и пыль; у коксовых печей — высокая температура воздуха и интенсивное лучистое тепло. Кроме того, в воздух могут выделяться компоненты коксового газа (окись углерода, аммиак, сероводород, бензол, циан и др.) и пыль. На коксосортировке — пыль, газы, окись углерода, сернистый газ, аммиак, высокая температура и повышенная влажность воздуха. В цехах химического блока при улавливании летучих продуктов переработки кокса в воздух могут выделяться аммиак, бензол, сероводород и цианистые соединения; при ректификации бензола — бензол, его гомологи и сероуглерод; при сероочистке — сероводород и ангидриды серной кислоты или сероводород и цианистые соединения (в случае получения элементарной серы); при смолоперегонке, кроме бензольных углеводородов,— нафталин, фенол, пиридин, антрацен; при получении кумароновых смол — углеводороды и пыль готового продукта; от нагретых поверхностей контактных аппаратов повышается температура воздуха. Пары, газы и пыль коксохимического производства могут оказывать общерезорбтивное и местное действие. У рабочих смолоперегонных и пекококсовых цехов могут возникать профессиональные изменения кожи (гиперкератозы,телеангиэктазии, пигментации); имеют место специфические изменения в системе белой крови; у работающих в углеподготовительных цехах отмечаются атрофические фарингиты, бронхиты и эмфизема легких. Оздоровительные мероприятия по борьбе с газами, пылью и теплом должны быть направлены на совершенствование технологического процесса: замена периодических процессов непрерывными, ведение процессов при небольшом вакууме, бездымная загрузка печей и сухое тушение кокса, механизация открывания дверок печей, механическая чистка печей и рам печей, герметизация оборудования, уплотнение сальников насосов, фланцев и др. Для борьбы с пылью оборудование и транспортерные устройства должны быть укрыты и иметь механическую аспирацию из укрытий. Эффективными мероприятиями по борьбе с лучистым теплом являются: теплоизоляция свода печей, крышек люков, футеровка и экранирование газоотводящих стояков. Избытки тепла устраняются аэрацией. Для предупреждения поражений кожи рекомендуется применение индифферентных паст для смазывания открытых частей тела и спецодежда, защищающая от воздействия каменноугольных смол, кислот, бензола, а также лучистого тепла.

Законодательство предусматривает предварительные при поступлении на работу и периодические медосмотры рабочих коксохимического производства, ограничение труда женщин и подростков; указания по осуществлению предупредительного санитарного надзора при проектировании, строительстве и приеме коксохимических заводов.

Суммарное экологическое воздействие зависит от размещения источника выбросов и распределения плотности населения. Распределение населения России введено в базу данных Геоинформационной системы (ГИС) «Карта 2008» на основе данных переписи 2002 г. В новой версии программы «ОптиМет» реализовано подключение карты России для любого региона, при этом результаты расчета рассеивания вредных выбросов , численности населения и воздействия на здоровье людей (рис. 3) отображаются на карте ГИС.

Рисунок 3- Распределение случаев хронической смертности

от мелкодисперсной пыли PM10

Происходящий в настоящее время рост заболеваемости злокачественными новообразованиями ученые связывают с повышением уровня загрязнения внешней среды различными химическими и физическими агентами, обладающими канцерогенными свойствами. Исследования в области эпидемиологии рака показали, что до 90% всех случаев рака обусловлено воздействием канцерогенов окружающей среды. В России предприятия угледобывающей и углеперерабатывающей промышленности сосредоточены преимущественно в Западной Сибири. Являясь градообразующими центрами, они в значительной степени определяют неблагоприятную экологическую ситуацию и, в частности, онкологический риск населения. Одним из основных источников загрязнения окружающей среды канцерогенными факторами является ОАО «Алтай Кокс». В настоящее время коксохимическое производство признано Международным агентством по изучению рака (МАИР) и генетическими нормами ГН 1.1.725—98 Минздравсоцразвития России одним из ведущих производственных процессов, канцерогенных для человека. Коксохимическое предприятие в процессе эксплуатации выделяет канцерогенные вещества не только в воздух рабочей зоны, но и в окружающую среду далеко за ее пределами.

Выводы:

• Совершенствование технологических процессов с доведением их до безотходного или малоотходного производства;

• Применение нового оборудования позволяет повысить эффективность системы очистки загрязненных вод, которые используются человеком в личных нуждах;

• При попадании отходов в почву происходит их разрушение и выщелачивание питательных элементов и увеличения их кислотности ;

• Увеличение частоты ряда генетически обусловленных заболеваний

• Неканцерогенные вещества вызывают широкий спектр нарушений состояний человека, что приводит к повышению заболеваемости, получение злокачественных новообразований или смертности

• Проведение периодических медосмотров для рабочих и близживущих жителей.

Заключение

В ходе написания курсовой работы, с использованием научной литературы были рассмотрены и хорошо изучены различные влияния коксохимического предприятия на окружающую среду и здоровье человека.

Список литературы

1. Лейбович Р.Е., Яковлева Е.И., Филатов А.Б. Технология коксохимического производства.- М.:Металлургия ,1982.- 75 с.

2. Коцубинский А.О. Проблемы производства. - М.:Наука, 2001.

3. Комягин В.М. Экология и промышленность. - М., Наука, 2004 – 79 с.

4. Болбас М.М. Основы промышленной экологии. Москва: Высшая школа, 1993.

5. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат ,1991

6. Глушков А.Н., Магарилл Ю.А., Зинчук С.Ф. Гигиена и санитария. М.: Наука,2003.- 11-13с.

7. Лужников Е.А.Клиническая токсикология.- изд. Медицина, 1999.

8. http://libsib.ru/ekologiya/biosfera-i-chelovek/normirovanie-kachestva-okruzhaiuschey-sredi .

9. Состояние и охрана окружающей среды Алтайского края в 2000 г.: Справочно-информационные материалы / Муниципальное управление по экологии и природопользованию. Барнаул, 2001.

10. Мониторинг качества атмосферного воздуха для оценки воздействия на здоровье человека. Региональные публикации ВОЗ, Европейская серия, № 85, 2001.

29