Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оценка и методы снижения степени воздействия токсикантов на окружающую среду и здоровье человека. Учебное пособие.pdf
и коэффициентов избытка воздуха (значение концентраций СО, сажи,
бенз(а)пирена не превышают ПДК в атмосферном воздухе);
– достигнута работа котлов, оснащенных дожигательными устройства-
ми, без химического недожога при малых коэффициентах избытка воздуха.
Работа с такими избытками воздуха без дожигательных устройств обуслов-
ливала потери тепла от химической неполноты сгорания от 5 до 7 %.
Каталитическое обезвреживание оксида углерода, сажи, бенз(а)пирена
в продуктах сгорания следует применять в том случае, если не удается
установить дожигательное устройство в высокотемпературной зоне. Для
каталитической очистки продуктов сгорания от оксида углерода, сажи
и бенз(а)пирена применяются окислительные катализаторы, а именно ок-
сидные. Это обусловлено тем, что они имеют меньшую стоимость по
сравнению с металлическими; не отравляются сернистыми соединениями;
не боятся перегрева и не теряют активность при прокачивании кислород-
содержащих смесей (так как сами содержат кислород).
Рис. 20. Реактор каталитического окисления
121
Институтом катализа им. Г. М. Борескова Сибирского отделения Рос-
Тепловые электростанции
0,44
0,025
0,0060
сийской академии наук разработан реверс-процесс для каталитической
очистки слабоконцентрированных газовых выбросов от органических ве-
ществ и оксида углерода на оксидных катализаторах (рис. 20).
3. Способы очистки продуктов сгорания от золы.
Наибольшее количество золы выбрасывается энергетическими уста-
новками, использующими твердое топливо (табл. 17).
Таблица 17
Значения выброса в атмосферу твердых частиц
при сжигании органического топлива
Потребители теплоты
Уголь,
кг/ГДж
Промышленные котлы и печи 0,44 0,025 0,0075
Домовые котельные 0,44 0,036 0,0080
Жидкое топливо,
кг/ГДж
Природный газ,
кг/ГДж
Эффективность работы газоочистительных устройств в большей сте-
пени зависит от физико-химических свойств улавливаемой золы и посту-
пающих в золоуловитель газов.
На рис. 21 приведена наиболее распространенная схема очистки при-
менительно к промышленным котлам. Она включает золоулавливающее
оборудование в виде блока циклонов.
Использование сухих инерционных аппаратов данного типа предпо-
чтительно, если необходимая степень очистки не превышает 70–80 %.
Наиболее распространенными аппаратами для сухого золоулавлива-
ния являются циклоны НИИОГАЗ: ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15у, ЦН-24у (циф-
ры обозначают угол наклона крышки входного патрубка). Одиночные
циклоны работают эффективно лишь при относительно малых диаметрах
(200–500). Увеличение диаметра циклона приводит к резкому снижению
степени очистки ввиду уменьшения центробежных сил. Поэтому целесо-
122
образно в крупных котельных устанавливать вместо одиночных циклонов
группы циклонов меньшего диаметра для эффективной очистки продуктов
сгорания от твердых частиц.
Рис. 21. Схема сухой инерционной очистки продуктов сгорания от частиц золы:
1 – котел типа ДКВР; 2 – пневмомеханический забрасыватель
твердого топлива; 3 – экономайзер; 4 – блок циклонов; 5 – дымосос;
6 – дымовая труба; 7 – воздухозаборная шахта; 8 – вентилятор дутьевой
Наибольшее распространение из аппаратов мокрой очистки, приме-
нительно к котлам малой и средней мощности, получили центробежные
скрубберы и скрубберы Вентури. Центробежные скрубберы относятся
к жидкопленочным аппаратам газоочистки. Они работают более эффек-
тивно, чем циклоны. Твердые частицы, отброшенные к стенкам, захваты-
ваются пленкой воды и выводятся из газового потока. В большинстве слу-
чаев продукты сгорания вводят в нижнюю часть аппаратов и выводят
прямоточно через верхнюю их часть. Скрубберы в зависимости от движе-
ния газа выполняют левое и правое вращение.
Скорость газа по сечению цилиндрической части аппаратов рекомен-
дуют выбирать от 2,5 до 5,5 м/с. При большей скорости газа происходит
брызгоунос. Для производственно-отопительных котельных целесообраз-
но принимать центробежные скрубберы с диаметром корпуса до 2 м. Чем
больше размеры твердых частиц, чем меньше диаметр цилиндрической
123
части аппарата и больше скорость в его входном патрубке, тем лучше
очищаются продукты сгорания в центробежных аппаратах.
Скрубберы Вентури относятся к промывным аппаратам газоочистки.
Они имеют распыливающие элементы в виде орошаемых труб Вентури,
соединенные с каплеуловителями. Скорость потока начинает расти в кон-
фузоре и достигает в горловине 40–150 м/с, куда поступает промывочная
жидкость. Диспергируясь, жидкость вместе с потоком поступает в диффу-
зор. Однако приобретенная каплями скорость жидкости оказывается су-
щественно меньше скорости потока и частиц. Процесс осаждения пыли на
каплях становится сходным с процессом осаждения в зернистом фильтре
с подвижной насадкой. Из диффузора газовый поток выносит капли жид-
кости с осевшими на них частицами пыли в каплеуловитель, где происхо-
дит сепарация взвешенных частиц. Каплеуловитель представляет собой
малогабаритный прямоточный циклон с входным патрубком прямоуголь-
ного сечения и выходным патрубком круглого сечения.
Кроме того, в последние годы в Японии, США и России проводятся
исследования радиационно-химических методов очистки дымовых газов.
Эти методы основаны на получении в очищаемом газе небольшого коли-
чества активных компонентов (атомов и радикалов), которые образуются
при воздействии радиационного излучения. В наибольшей степени подго-
товлен к промышленному внедрению метод радиационной обработки
очищаемого газа электронным пучком. Этот метод позволяет очищать
дымовые газы одновременно от оксида азота и сернистого ангидрида. При
прохождении быстрых электронов через газ, содержащий азот, кислород
и водяные пары, образуются продукты радиолиза, которые после завер-
шения процесса нейтрализации образовавшихся ионов содержат атомы
азота в основном и возбужденном состоянии, а также радикалы ОН, НО2
и атомы О. Именно эти компоненты приводят к окислению NО до NО2,
который, в свою очередь, реагирует с ОН, в результате чего образуется
HNO3. При радиолизе СО2, количество которого в дымовых газах доста-
точно велико, образуются молекулы СО, которые также увеличивают сте-
пень разрушения молекул NО.
124
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите основные загрязнители электроэнергетической про-
мышленной отрасли.
2. Перечислите основные загрязнители отрасли черной металлургии.
3. Каковы основные загрязнители отрасли цветной металлургии?
4. Основные загрязнители нефтедобывающей и нефтеперерабатыва-
ющей отраслей промышленности.
5. Основные загрязнители химической и нефтехимической отраслей
промышленности.
6. Назовите основные загрязнители угольной отрасли промышленно-
сти.
7. Каковы основные загрязнители лесной, деревообрабатывающей
и целлюлозно-бумажной промышленности?
8. Назовите основные загрязнители микробиологической промыш-
ленности.
9. Основные загрязнители отрасли промышленности строительных
материалов.
10. Назовите основные загрязнители машиностроительной отрасли.
11. Назовите основные загрязнители отрасли пищевой промышлен-
ности.
12. Основные загрязнители отрасли легкой промышленности.
13. Основные загрязнители транспорта.
14. Основные загрязнители отрасли оборонной промышленности.
15. Каковы основные загрязнители в результате деятельности орга-
низаций жилищно-коммунального хозяйства?
16. Основные загрязнители отрасли сельского хозяйства.
17. Приведите формулу определения критерия оценки изменения ка-
чества окружающей среды.
18. Назовите аспекты проблемы воздействия на атмосферу.
19. Что характеризует показатель «потенциал загрязнения атмосферы»?
125
20. Что характеризует показатель «параметр потребления воздуха»?
21. Какова цель оценки количественных аспектов водных ресурсов?
22. Что такое комплексная оценка водных объектов?
23. Назовите прямые критерии оценки воздействия на литосферу.
24. Перечислите уровни класса состояния подземных вод.
25. Способы суммарной оценки состояния геологической среды и сте-
пени ее измененности.
26. Что включает перечень механических воздействий на почву?
27. Какие могут быть химические воздействия на почву?
28. Перечислите показатели вредности почв в зависимости от пути
миграции загрязняющих веществ в сопредельные среды.
29. Назовите прямые и косвенные воздействия на растительный по-
кров.
30. Каковы особенности оценки воздействия на животный мир?
31. Назовите условия возникновения для здоровья человека риска,
связанного с загрязнением окружающей среды.
32. Какие задачи решаются при анализе риска?
33. Перечислите этапы оценки экологического риска для здоровья
населения.
34. Перечислите этапы оценки риска, связанного с окружающей
средой.
35. Каковы критерии приоритетности загрязняющих веществ?
36. Принципы пассивной защиты окружающей среды и человека от
вредных воздействий.
37. Что собой представляет абсорбция как метод защиты окружаю-
щей среды и человека?
38. Что такое хемосорбция как метод защиты окружающей среды
и человека?
39. Адсорбция как метод защиты окружающей среды и человека.
40. Назовите пассивные средства очистки вентиляционных и техно-
логических выбросов в атмосферу.
126
41. Какие вы знаете методы защиты водных объектов?
42. Приведите пример использования активного метода защиты окру-
жающей среды.
43. Методы защиты в металлургической отрасли промышленности.
44. Методы защиты в машиностроительной отрасли промышленности.
45. Методы сокращения выбросов загрязняющих веществ от авто-
транспорта.
46. Назовите способы совершенствования рабочего процесса ДВС.
47. Какие вы знаете методы снижения износа шин?
48. Какие есть методы снижения износа тормозов?
49. Оптимизация режимов движения автотранспортных потоков как
один из способов снижения выбросов загрязняющих веществ от авто-
транспорта.
50. Назовите способы снижения загрязнения воздушного бассейна.
51. Какие вы знаете методы снижения образования оксида углерода,
сажи, бенз(а)пирена?
52. Приведите классификацию методов снижения выбросов серни-
стых соединений.
53. Какие методы используются для очистки продуктов сгорания на
энергетических установках?
127
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вопросы безопасности и сохранения окружающей среды в настоящее
время рассматриваются в качестве важнейших приоритетов. Организация
эффективных систем защиты окружающей среды является необходимым
условием для улучшения существующей экологической ситуации. Без вы-
полнения экологических требований при реализации проектов всех уров-
ней невозможно реализовать модель устойчивого развития общества.
Необходимость системной работы по защите окружающей среды от тех-
ногенных воздействий требует высокого профессионализма и комплекс-
ного подхода от специалистов.
Особую сложность представляют проблемы, связанные с эксплуата-
цией опасных производственных объектов, с ликвидацией накопленного
экологического ущерба прошлых лет, экологической реабилитацией тер-
риторий, выбором методов и средств снижения негативного влияния про-
изводственных объектов на окружающую среду. Важнейшим направлени-
ем деятельности является разработка экологических инноваций, безвред-
ных и безопасных технологий производства продукции и энергии.
Изучение представленного в издании материала позволит студентам
приобрести навыки системного подхода к решению экологических про-
блем и задач, развить риск-ориентированное мышление, приобрести
навыки управления рисками, получить опыт в оценке экологических ас-
пектов предприятия, определении целевых показателей развития, выборе
наиболее экологичных инженерных решений и разработке природоохран-
ных технологий.
128
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Нормативная документация
1. Об охране окружающей среды : Федер. закон от 10 янв. 2002 г.
№ 7-ФЗ (ред. от 09.03.2021) : [принят Государственной Думой 20 дек.
2001 г. : одобрен Советом Федерации 26 дек. 2001 г.] // КонсультантПлюс :
справ.-правовая система. – Режим доступа: по подписке.
2. Об охране атмосферного воздуха : Федер. закон от 4 мая 1999 г.
№ 96-ФЗ (ред. от 08.12.2020) : [принят Государственной Думой 2 апр.
1999 г. : одобрен Советом Федерации 22 апр. 1999 г.] // КонсультантПлюс :
справ.-правовая система. – Режим доступа: по подписке..
3. ГОСТ 17.1.1.01–77. Охрана природы. Гидросфера. Использование
и охрана вод. Основные термины и определения : утв. и введ. в действие
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Мини-
стров СССР от 16 сент. 1977 г. № 2237 : дата введ. 1978-07-01. – Москва :
Изд-во стандартов, 1977. – 9 с.
4. ГОСТ 17.2.3.02–78. Охрана природы. Атмосфера. Правила уста-
новления допустимых выбросов вредных веществ промышленными пред-
приятиями : утв. и введ. в действие Постановлением Государственного
комитета СССР по стандартам от 24 авг. 1978 г. № 2329 : дата введ. 1980-
01-01. – Москва : Изд-во стандартов, 1978. – 11 с.
5. ГОСТ 17.4.3.01–83. Охрана природы. Почвы. Общие требования
к отбору проб : утв. и введ. в действие Постановлением Государственного
комитета СССР по стандартам от 21 дек. 1983 г. № 6393 : дата введ. 1984-
07-01. – Москва : Изд-во стандартов, 1983. – 4 с.
6. ГОСТ 17.2.1.03–84. Охрана природы. Атмосфера. Термины и опре-
деления контроля загрязнения : утв. и введ. в действие Постановлением
Государственного комитета СССР по стандартам от 23 февр. 1984 г.
№ 587 : дата введ. 1985-07-01. – Москва : Изд-во стандартов, 1985. – 8 с.
129
7. ГОСТ 25199–82. Оборудование пылеулавливающее. Термины и
определения : утв. и введ. в действие Постановлением Государственного
комитета СССР по стандартам от 31 марта 1982 г. № 1388 : дата введ.
1982-07-01. – Москва : Изд-во стандартов, 1982. – 13 с.
8. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от
26.09.2001 г. № 24 (ред. от 28.06.2010 г.) «О введении в действие Санитар-
ных правил» (вместе с «СанПиН 2.1.4.1074–01. 2.1.4. Питьевая вода и водо-
снабжение населенных мест. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль
качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем
горячего водоснабжения. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы») (Зарегистрировано в Минюсте России 31.10.2001 г. № 3011) // КонсультантПлюс : справ.-правовая система. – Режим доступа: по подписке.
9. СанПиН 2.1.4.544–96. 2.1.4. Питьевая вода и водоснабжение насе-
ленных мест. Требования к качеству воды нецентрализованного водо-
снабжения. Санитарная охрана источников. Санитарные правила и нормы :
утв. Постановлением Госкомсанэпиднадзора Российской Федерации от
7 авг. 1996 г. № 18 : дата введ. 1996-08-07. – URL: http://www.consultant.ru/
cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=EXP&n=276038#05408241178831463
(дата обращения: 03.04.2021).
10. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ
от 25.11.2002 г. № 40 «О введении в действие санитарных правил «Гигиени-
ческие требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения.
Санитарная охрана источников. СанПиН 2.1.4.1175-02» (вместе с «СанПиН
2.1.4.1175–02. 2.1.4. Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Гиги-
енические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабже-
ния. Санитарная охрана источников. Санитарно-эпидемиологические прави-
ла и нормативы», утв. Главным государственным санитарным врачом РФ
130