Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Активные методы и средства защиты атмосферы от загрязнений

Методы и средства защиты атмосферы от хими­ческих примесей можно разделить на три группы:

1)мероприятия, направленные на сни­жение мощности выбросов, т.е. уменьшение количества выбра­сываемого вещества в единицу времени;

2)мероприятия, направленные на защиту атмосферы путем обра­ботки и нейтрализации вредных выбросов специальными системами очистки.

3)мероприятия по нор­мированию выбросов как на отдельных предприятиях и устройст­вах, так и в регионе в целом.

Для снижения мощности выбросов химических примесей в атмосферу наиболее широко используют:

- Замена видов топлива на более экологичные (применяют топливо с более низким баллом загрязнения атмосферы), замена токсичных отходов на нетоксичные, замена неутилизируемых отходов на утилизируемые.

- Сжигание топлива по специальной технологии. При сжигании различных топлив такие показатели, как зольность, количество диоксида серы и оксидов азота в выбросах, могут сильно различаться между собой, по­этому введен суммарный показатель загрязнения атмосферы в баллах, который отражает степень вредного воздействия на че­ловека. Сжигание топлива по особой технологии осуществ­ляется либо в кипящем (псевдосжиженном) слое, либо предвари­тельной их газификацией. Для уменьшения мощности выброса серы твердое, порошко­образное или жидкое топливо сжигают в кипящем слое, который формируется из твердых частиц золы, песка или других веществ (инертных или реакционно-способных). Твердые частицы вдува­ются в проходящие газы, интенсивно пере­мешиваются и образуют принудительно равновесный поток, ко­торый в целом обладает свойствами жидкости. Предварительной газификации подвергаются уголь и нефтя­ные топлива, однако на практике чаще всего применяют газифи­кацию угля. Поскольку в энергетических установках получаемый и отходящий газы могут быть эффективно очищены, то концен­трации диоксида серы и твердых частиц в их выбросах будут ми­нимальными.

- Создание замкнутых производственных циклов, которые сводят к минимуму выбрасываемые в атмосферу отходы, вторично используя их и потребляя, т. е. пре­вращая их в новые продукты. Наиболее активной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий является полной переход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам. Это требует решение целого комплекса сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научно - технических достижений. [5]

По агрегатному состоянию загрязнители воздуха подразделя­ются на пыли, туманы и газо-парообразные примеси. Промыш­ленные выбросы, содержащие взвешенные твердые или жидкие частицы, представляют собой двухфазные системы. Сплошной фазой в системе являются газы, а дисперсной – твердые частицы или капельки жидкости. Системы очистки воздуха от пыли (рис. 2) делятся на четыре основные группы: сухие и мокрые пылеуловители, а также элек­трофильтры и фильтры.

Рис. 3. Системы и методы очистки вредных выбросов

При повышенном содержании пыли в воздухе используют пылеуловители и электрофильтры. Фильтры применяют для тон­кой очистки воздуха с концентрацией примесей менее 100 мг/м3. Для очистки воздуха от туманов (например, кислот, щелочей, масел и др. жидкостей) используют системы фильтров, называе­мых туманоуловителями. Средства защиты воздуха от газопарообразных примесей зави­сят от выбранного метода очистки. По характеру протекания фи­зико-химических процессов выделяют метод абсорбции (про­мывка выбросов растворителями примеси), хемосорбции (про­мывка выбросов растворами реагентов, связывающих примеси химически), адсорбции (поглощение газообразных примесей за счет катализаторов) и термической нейтрализации. [4]

Все процессы извлечения из воздуха взвешенных частиц включают, как правило, две операции: осаждение частиц пыли или капель жидкости на сухих или смоченных поверхностях и удаление осадка с поверхностей осаждения. Основной операцией является осаждение, по ней собственно и классифицируются все пылеуловители. Однако вторая операция несмотря на кажущуюся простоту связана с преодолением ряда технических трудностей, часто оказывающих решающее влияние на эффективность очист­ки или применимость того или иного метода.

Выбор того или иного пылеулавливающего устройства, кото­рое представляет систему элементов, включающую пылеулови­тель, разгрузочный агрегат, регулирующее оборудование и вен­тилятор, предопределяется дисперсным составом улавливаемой частицы промышленной пыли (частицы имеют раз­нообразную форму). Для очистки выбросов от жидких и твердых примесей приме­няют различные конструкции улавливающих аппаратов, рабо­тающих по принципу:

а) инерционного осаждения путем резкого изменения направ­ления вектора скорости движения выброса, при этом твердые частицы под действием инерционных сил будут стремиться дви­гаться в прежнем направлении и попадать в приемный бункер;

б) осаждения под действием гравитационных сил из-за раз­личной кривизны траекторий движения составляющих выброса (газов и частиц), вектор скорости движения которого направлен горизонтально;

в) осаждения под действием центробежных сил путем прида­ния выбросу вращательного движения внутри циклона, при этом твердые частицы отбрасываются центробежной силой к сетке, так как центробежное ускорение в циклоне до тысячи раз больше ус­корения силы тяжести, это позволяет удалить из выброса даже весьма мелкие частицы;

г) механической фильтрации – фильтрации выброса через по­ристую перегородку (с волокнистым, гранулированным или по­ристым фильтрующим материалом), в процессе которой аэрозольные частицы задерживаются, а газовая составляющая полно­стью проходит через нее.

Процесс очистки от вредных примесей характеризуется тремя основными параметрами: общей эффективностью очистки, гид­равлическим сопротивлением, производительностью. Общая эф­фективность очистки показывает степень снижения вредных при­месей в применяемом средстве. Гидравлическое сопротивление определяется как разность давления на входе и выходе из системы. Производительность систем очистки показывает, какое коли­чество воздуха проходит через нее в единицу времени (м3/ч). [8]

Системы очистки на транспорте и передвижных энергоустановках – это глушители, сажеуловители, нейтрализаторы отработавших газов ДВС и т.д.

Нор­мирование выбросов – это соблюдение предельно-допустимой концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Контроль загрязнения атмосферы на территории России осуществляется почти в 350 городах. Система наблюдения включает 1200 станций и охватывает почти все города с населением более 100 000 жителей и города с крупными промышленными предприятиями. Средства защиты атмосферы должны ограничивать наличие вредных веществ в воздухе на уровне не выше ПДК. Для каждого проектируемого и действующего объекта, являющегося стационарным источником загрязнения воздушного бассейна, устанавливают нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферный воздух. ПДВ устанавливают из условия, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками не создают приземную концентрацию, превышающую ПДК за пределами санитарно-защищенной:

С + Сф < ПДК, (2)

где С – концентрация вещества в приземном слое от расчетного источника при сохранении нормативов ПДВ,

Сф – фоновая концентрация.

Соблюдение этого требования достигается локализацией вредных веществ в месте их образования, отводом из помещения и рассеиванием в атмосфере. Если при этом концентрация вредных веществ все же превышает ПДК, применяют очистку выбросов.

Понятие устойчивости функционирования объекта экономики в чрезвычайных ситуациях. Факторы, влияющие на устойчивость объекта. Организация исследования устойчивости функционирования основных элементов объекта

В современных условиях рост негативного влияния техногенных аварий и катастроф на природу и население земного шара определяет возросшие требования к безопасности и устойчивости функционирования народного хозяйства и объектов экономики. По данным статистики ежегодный прирост материальных потерь от чрезвычайных ситуаций составляет 10-30 %, а прирост валового национального продукта не в состоянии его компенсировать.

Объект экономики – это субъект хозяйственной деятельности, производящий экономический продукт (результат человеческого труда и хозяйственной деятельности) или выполняющий различного рода услуги. Экономический продукт может быть представлен в материально-вещественной или в информационной (интеллектуальной) форме. Подобные объекты экономики - промышленные, энергетические, транспортные, сельскохозяйственные предприятия; научно-исследовательские, проектно-конструкторские, социальные учреждения - проектируются с учетом обеспечения максимально высокой степени безопасности.

Существуют понятия устойчивости объекта экономики и устойчивости функционирования этого объекта.

Устойчивость современных сложных инженерно-экономических или иных комплексов – это способность всего инженерно-технического комплекса противостоять разрушающему действию поражающих факторов. Она находится в прямой зависимости от устойчивости составляющих элементов - производственного персонала, зданий и сооружений производственных цехов, элементов системы обеспечения (сырье, топливо, комплектующие изделия, электроэнергия, газ, тепло и т.п.), элементов системы управления производством; защитных сооружений для укрытия рабочих и служащих.

Устойчивость функционирования объекта экономики – это его способность удовлетворять основные жизненно важные интересы населения и общества, бесперебойно выпускать установленные виды и объёмы промышленной продукции, а так же способность этого объекта к восстановлению в случае повреждения.В большой степени она зависит от безопасности производственных процессов на предприятии, степени опасности перерабатываемых сырья и материалов, аварийности, то есть от состояния безопасности объекта (для промышленного объекта – от состояния промышленной безопасности).

Руководство разработкой и проведением мероприятий по повышению устойчивости функционирования объектов экономики, выделение для этих целей необходимых материальных и финансовых средств, организация работы по устойчивому функционированию объектов в чрезвычайных ситуациях, обеспечение жизнедеятельности населения возложено на комиссию Администрации города по повышению устойчивости функционирования экономики города, руководителей организаций и предприятий. Основные требования к устойчивому функционированию объектов экономики изложены в Нормах проектирования инженерно-технических мероприятий (ИТМ-ГО). Обязательному декларированию по безопасности промышленного объекта подлежат: особо опасные производства, на которых используют взрывоопасные вещества в количестве равном или превышающем пороговые значения; гидротехнические сооружения.

Основные факторы, определяющие устойчивость функционирования объектов экономики:

- надежная система защиты персонала от поражающих факторов;

- физическая устойчивость объекта (способность противостоять воздействию поражающих факторов);

- бесперебойность обеспечения производства средствами, необходимыми для выпуска продукции (сырьём, топливом, водой, газом и т.д.);

- возможность восстановления производства.

Реализация данных факторов происходит на стадии проектирования, строительства и ввода объекта экономики в эксплуатацию. Большое значение при этом имеют метеорологические и другие природные условия района расположения, характер застройки территории (структура, тип и плотность застройки), окружающие объект смежные и другие производства, транспортные коммуникации, внутренняя планировка. Не менее важны для устойчивого функционирования объекта уровень квалификации, подготовки персонала и специалистов по безопасности, технологической и производственной дисциплины, влияния руководителей и инженерно-технических работников на исполнителей работ. А также - совершенствование и обновление техники и технологий производства в результате внедрения новейших результатов научно-исследовательских и конструкторских разработок.

Исследование устойчивости функционирования объектов начинается разработчиками на стадии проектирования и соответствующими службами на стадии технических, экономических, экологических и других видов экспертиз. Это длительный динамичный процесс, требующий постоянного внимания со стороны руководства, инженерно-технического персонала, служб гражданской обороны.

Исследование (оценка) потенциальной устойчивости функционирования объекта экономики включает:

- анализ принципиальной схемы функционирования объекта экономики с обозначением элементов, влияющих на устойчивость его функционирования;
- оценка физической устойчивости зданий и сооружений, надежности систем управления, технологического оборудования, технических систем электроснабжения, топливного обеспечения и т.д.;

- прогнозирование возможных чрезвычайных ситуаций на самом объекте или в зоне его размещения;

- оценка вероятных параметров поражающих факторов возможных чрезвычайных ситуаций (интенсивность землетрясения, избыточное давление во фронте воздушной ударной волны, плотность теплового потока, высота гидроволны прорыва и ее максимальная скорость, площадь и длительность затопления, доза радиоактивного облучения, предельно допустимая концентрация опасных химических веществ и т.д.);

- оценка параметров возможных вторичных поражающих факторов, возникающих как следствие воздействия первичных поражающих факторов на вторичные источники опасности;

- прогнозирование зоны воздействия поражающих факторов;

- определение значений критического параметра (максимальная величина параметра поражающего фактора, при которой функционирование объекта не нарушается);

- определение значений критического радиуса (минимальное расстояние от центра формирования источника поражающих факторов, на котором функционирование объекта не нарушается);

- прогнозирование величин сохраняющихся после той или иной чрезвычайной ситуации производственных мощностей или величины другого показателя, характеризующего сохраняющиеся возможности объекта по выполнению своего назначения.

На первом этапе исследования промышленного объекта проводится анализ устойчивости его отдельных элементов в условиях чрезвычайной ситуации. На этом этапе анализируют:

- надёжность установок и технологических комплексов;

- последствия аварий отдельных систем производства;

- распространение ударной волны;

- распространение огня при пожарах;

- рассевание веществ;

- возможность вторичного образования токсичных, пожаро- и взрывоопасных смесей и т.п.

На втором этапе исследования разрабатывают мероприятия по повышению устойчивости и подготовке объекта к восстановлению после чрезвычайной ситуации.

4 Определить размеры зон разрушения и количество погибших в населенном пунктом с плотностью населения 2 тыс.чел/км² в результате случайного взрыва 10 т нитроглицерина при его транспортировке

Тротиловый эквивалент взрыва топливо – или пылевоздушной смеси (ТВС или ПВС, соответственно) G_ТВС (кг, г, т) определяется по формуле: , (4.1)

где α – коэффициент, представляющий собой долю прореагировавшей смеси; для взрывов горючих газов и пылей α принимается равным 0,5, для взрывов паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей – 0,3;

М_ТВС – масса смеси, кг, г, т;

Q_VТР и Q_VТВС – удельные теплоты взрыва тринитротолуола (см. табл. 5.) и смеси, соответственно, МДж/кг.

Q_VТР= 4,52 МДж/кг, Q _VТВС= 6,70 МДж/кг (для нитроглицерина)

G_ТВС = 6,70/4,52*10000*0,3=4447 (кг)=4,447 (т)

Радиусы зон разрушения R(м) зданий и сооружений при взрыве в населенном пункте можно оценить по формуле:

(4.2)

где Y - коэффициент, учитывающий степень разрушения зданий и со- оружений; Y принимается равным: для зоны полных разрушений 4,7; для зоны сильных разрушений 6,4; для зоны средних разрушений 8,2; для зоны слабых разрушений 13,5;

G – тротиловый эквивалент взрыва, кг.

Результаты расчета радиусов зон разрушений при взрыве представлены в таблице 4.1

Таблица 4.1

Результаты расчетов радиусов зон разрушений

Для ориентировочного определения безвозвратных потерь Nтвс (чел.) населения (персонала) вне зданий и убежищ можно ис­пользовать формулу:

(4.3)

где d – плотность населения, тыс.чел./км2;

G_ТВС – тротиловый эквивалент взрыва взрывчатого вещества или смеси, соответственно, т.

Nтвс = 3*2*³√4,447² = 16 (чел.)

Список литературы

1. Безопасность жизнедеятельности [Текст].: Учебник для вузов/под ред. С.В. Белова. - 6-е изд. испр. и доп. - М.: Высшая школа, 2006. - 616 с.

2. Девисилов В.А. Охрана труда [Текст].: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 400 с.

3. Русак О.Н., Малаян К.Р., Занько Н.Г. Безопасность жизнедеятельности [Текст].: Учеб. пособие. – 7-е изд., стереотип. – СПб.: Лань, 2004. – 448с.

4. Хван Т.А. Безопасность жизнедеятельности [Текст].: Учебное пособие. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2001. – 349с.

5. Цаубулин В.А. Безопасность в чрезвычайных ситуациях [Текст]. – СПб.: Нестор, 1999. – 123 с.

6. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение [Текст]. - М.: Химия, 1991.

7. ПБ 09-170-97. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств (приложение 1) [Текст].

8. Безопасность жизнедеятельности [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://novtex.ru/bjd/