Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Охрана воздушного бассейна. Конспект лекций
.pdf
Загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу, оказывают
различное негативное воздействие на организм человека (канцерогенное, мутагенное, в виде запаха и др.) Именно это обстоятельство
обуславливает необходимость устанавливать для загрязняющих веществ санитарно-гигиенические нормативы, основной функцией
которых является ограничение концентрации веществ [2-8].
Для каждого загрязняющего вещества в воздушном бассейне
устанавливают два нормативных значения: предельно допустимую
концентрацию в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.) и предельно допустимую концентрацию в атмосферном воздухе населенных мест
(ПДКа.в.).
Обычно:
ПДКр.з. > ПДКа.в. (1)
Для воздуха населенных пунктов установлены два вида ПДК:
− максимально разовая ПДКм.р.
− среднесуточная ПДКс.с.
ПДКр.з > ПДКм.р. > ПДКс.с. (2)
Уровень опасности загрязнения атмосферы определяется наибольшим значением приземной концентрации, рассчитанным при
неблагоприятных метеорологических условиях, в том числе направлении и скорости ветра [9].
Наибольшая концентрация С любого вредного вещества в приземном слое воздуха за пределами санитарно-защитной зоны СЗЗ
31
предприятия не должна превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации:
(3)
Если в атмосферном воздухе одновременно присутствуют несколько веществ, обладающих эффектом суммации (совмещенного
действия), то сумма их безразмерных концентраций не должна превышать единицы:
, (4)
где С1, С2, .-. ,Сn – фактические концентрации вредных веществ
в атмосферном воздухе; ПДК1 ПДК2, ..., ПДКn – предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе
Группы суммации создают, например, следующие сочетания загрязняющих веществ: аммиак и сероводород; ацетон и фенол; азота диоксид, серы диоксид, углерода оксид и фенол; серы диоксид
и сероводород; формальдегид и углерода оксид; серы диоксид
и фенол и т.д.
В случае устройства предприятия в районе, в котором имеются
действующие предприятия, атмосферный воздух уже загрязнен выбросами этих предприятий, поэтому при нормировании выбросов
проектируемого объекта необходимо учитывать уже присутствующие в воздухе вещества. Содержание уже присутствующих веществ считается фоновой концентрацией Сф. В случае нескольких
источников выбросов загрязняющих веществ требования к качеству атмосферы определяются следующим образом:
- на территории предприятия:
- на территории населенного пункта:
32
(5)
(6)
При наличии в атмосферном воздухе выбросов нескольких веществ, обладающих эффектом суммации, следует перейти к безразмерным концентрациям. Условия санитарных норм выполняются, если:
при . (7)
Степень загрязнения атмосферы зависит от количественного
и качественного состава выбросов загрязняющих веществ, от высоты, на которой осуществляются выбросы, от метеорологических
условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ.
Концентрация загрязняющих веществ в атмосфере зависит от
массы выбросов промышленными предприятиями загрязняющих
веществ. Поэтому для каждого источника выбросов устанавливают
предельно допустимый выброс загрязняющих веществ в атмосферу таким образом, чтобы количество выбрасываемых веществ данным источником или совокупностью источников других промышленных предприятий и рассеяния веществ в атмосфере не создали приземную концентрацию, превышающую санитарные нормы
[10, 12, 14, 16].
При истечении нагретой газовоздушной смеси из одиночного
источника с круглым устьем при фоновой концентрации Сф рассматриваемой примеси и неблагоприятных условиях предельно допустимый выброс определяется по формуле[9]:
, (8)
где Н – высота источника выброса над уровнем земли, м;
V1 – объем выбрасываемой газовоздушной смеси, м3/с; DТ – раз-
ность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси
Тух и температурой окружающего воздуха Тв; А – коэффициент, за-
висящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания
атмосферных примесей; F – коэффициент, учитывающий скорость
33
оседания вредных примесей в атмосфере; m, n – коэффициенты,
учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья трубы; r – коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности на
рассеивание примеси.
Предельно допустимый выброс холодной газовоздушной смеси
из одиночного источника определяется по формуле:
, (9)
где D — диаметр устья, м.
Предельно допустимая масса сжигаемого топлива при выбросе
продуктов его сгорания рассчитывается по формуле:
, (10)
где М
ру при сжигании топлива, г/кг, V
– количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосфе-
т
– объем газов, выделяющихся
т
при сжигании топлива, м3/кг.
Предельно допустимая масса сжигаемого топлива рассчитывается по каждому продукту, образующемуся в результате сгорания
топлива.
Контрольные вопросы
1. Оценка степени загрязнения атмосферы.
2. Проведение инвентаризации источников загрязнения атмосферы.
3. Определение предельно допустимого выброса.
4. Определение предельно допустимой массы сжигаемого топлива.
5. Период действия устанавливаемых нормативов.
6. Учет фонового загрязнения атмосферы при оценке уровня
загрязнения атмосферы.
34
При проектировании и эксплуатации пылегазоочистного оборудования необходимо ориентироваться на основные параметры газовых потоков и физико-химических свойств пылей, которые определяют эффективность и надежность систем пылегазоочистки [9].
Дисперсность и плотность пылей и аэрозолей. Наиболее важной характеристикой аэрозольных систем является их плотность,
кг/м3 или г/см3. Обычно принято учитывать истинную, насыпную
и кажущуюся плотности.
Дисперсность пыли влияет на правильный выбор пылеулавли-
вающего аппарата. Для определения дисперсного состава пылей
используют различные приборы (например, импакторы или оптические счетчики частиц). По дисперсности пыли классифицированы на 5 групп.
Адгезия частиц. Это свойство частиц характеризует их способность слипаться. При высокой адгезии частиц пыли может наблюдаться частичное или полное забивание пылеуловителя. По слипаемости пыли делятся на 4 группы.
Абразивность частиц. Абразивные свойства пыли влияют на
скорость износа металла воздуховодов и очистных аппаратов. На
абразивность влияют плотность, форма, размер и твердость частиц.
При расчетах пылеочистных устройств, а именно выборе скорости
газа, толщины стенок и материалов, из которых изготавливается
аппарат, необходимо учитывать абразивность частиц пыли.
Смачиваемость частиц. Эффективность мокрых пылеуловителей, особенно при наличии рециркуляции, зависит от смачиваемости частиц водой. Частицы с шероховатой поверхностью смачиваются хуже, чем гладкие частицы, так как при неровной поверхности имеется абсорбированная газовая пленка, затрудняющая их
увлажнение. По смачиваемости твердые частицы подразделяются
на три группы.
35
Гигроскопичность частиц. Химический состав, размер, форма
и степень шероховатости поверхности частиц влияет на их способность впитывать влагу. Особенно важно свойство гигроскопичности при улавливании частиц в мокрых пылеуловителях.
Электрическая проводимость пыли. Такие характеристики ча-
стиц пыли, как поверхностная и внутренняя электропроводность,
форма и размер, а также параметры газового потока и структура слоя
пыли влияют на удельное электрическое сопротивление слоя пыли
ρ
, являющееся основным показателем электрической проводимости
сл
пыли, который определяет работу электрофильтров. По удельному
электрическому сопротивлению пыли подразделяют на три группы.
Электрическая заряженность части. Химический состав
пыли, способ образования и свойства вещества, с которым частицы
пыли соприкасаются, определяют знак заряда частиц. Эффективность пылеулавливания в газоочистных аппаратах (мокрых пылеуловителях, фильтрах и др.), взрывоопасность и адгезионные свойства частиц также тесно связаны с заряженностью частиц.
Способность пыли к образованию взрывоопасных смесей с воздухом и самовозгоранию. Некоторые пыли, имеющие поверхность
2
контакта частиц с кислородом воздуха около 1 м
/г способны к самовозгоранию и образованию взрывоопасных смесей с воздухом.
На эту способность пыли влияют ее концентрация в воздухе, химические и термические свойства, размер и форма отдельных частиц,
влагосодержание и состав газов, содержание инертных компонентов, размеры и температура источника воспламенения.
Степень пылеулавливания. Эффективность очистки (коэффициент полезного действия) определяется отношением количества
уловленного пылегазоочистительным устройством материала
к количеству поступившего с газовым потоком материала.
Эффективность пылеулавливания также определяется коэффициентом проскока частиц (степени неполноты улавливания), равным отношению концентрации пыли за аппаратом к ее концентрации перед ним. Данный коэффициент удобен для определения конечной запыленности или сравнения запыленности газов на выходе
из различных пылеуловителей.
36
Контрольные вопросы
1. Охарактеризовать плотность и дисперсность пылей и аэрозолей.
2. Определение основных характеристик пыли и их значимость для процесса пылеулавливания.
3. Понятие эффективности пылеулавливания.
37
Метод отделения твердых и жидких частиц от газовой фазы
определяет разделение пылегазоулавливающего оборудования на
два основных класса:
• устройства, основанные на сухом пылеулавливании, к ним
относятся пылеосадительные камеры, циклоны, вихревые
пылеуловители, жалюзийные и ротационные пылеуловители, фильтры, электрофильтры;
• устройства, в которых улавливание пыли осуществляется
с использованием жидкости, к ним относятся скрубберы Вентури, форсуночные скрубберы, барботажные аппараты и др.
Очистка воздуха от твердых и жидких аэрозолей, удаляемого
местными системами вентиляции, осуществляется с использованием пылеуловителей пяти классов.
Пылеуловители, основанные на сухом способе очистки
К сухим механическим аппаратам (рис. 20-22) относятся пылеуловители, принцип работы которых основан на различных механизмах осаждения частиц: гравитационный (пылеосадительная
камера; осаждение пыли осуществляется за счет силы тяжести),
инерционный (пылеуловители, оседание пыли происходит в результате изменения направления движения потока газа или расположения на его пути препятствия) и центробежный (циклоны, динамические и вихревые пылеуловители; основной действующей силой
является центробежная). Данные устройства просты в изготовлении и эксплуатации, широко используются в промышленности. Но
степень пылеулавливания данных устройств невысока, особенно
при мелких частицах пыли, в связи с чем их используют в качестве
аппаратов предварительной очистки газов.
38
Рис. 20. Пылеосадительная камера
Рис. 21. Инерционные пылеуловители
39
Рис. 22. Циклон
Очистка пылегазовоздушных потоков на фильтрах
Фильтрация – это метод очистки газовоздушных потоков от
аэрозольных частиц с помощью пористых преград (рисунок 23).
Движущиеся в пылегазовом потоке частицы аэрозолей осаждаются
на поверхности или в объеме пористых перегородок за счет эффекта зацепления, броуновской диффузии, инерционных, гравитационных и электростатических сил.
Структура фильтрующих перегородок может быть различной,
наиболее распространенными являются волокнистые или зернистые составляющие.
По назначению и величинам начальной и конечной концентраций фильтры условно подразделяются на три группы:
• фильтры тонкой очистки;
• воздушные фильтры;
• промышленные фильтры.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]