Составление плана мероприятий по утилизации газовых выбросов промышленного предприятия

 

Рассчитать ПДВ вредных  веществ, что содержаться в выбросе, а также необходимую по санитарным нормам степень его очистки.

Решение:

1.Средняя скорость выхода газовоздушной смеси по формуле:

 

                                                  (1.1)

 

где V₁ – объем газовой смеси, 2,8 м³/с

D – диаметр источника выброса, 0,9 м

 

w = =4,4 м/с.

 

 

 

2.Определим параметры f; v_m ; v_m^’ и f_e по следующим формулам:

 

                                                    (1.2)

 

                                                             (1.3)

 

                                                       (1.4)

 

 

                                                       (1.5)

где H – высота источника выброса, 20 м;

ΔT – разность температур смеси и воздуха.

 

ƒ=10 * =0,29 ;

v =0,65* =1,794 ;

v =1,3* = 0,2574 ;

ƒ =800*(0,2574) =13,64.

 

 

 

 

Поскольку f < 100, то коэффициент m считается согласно формуле:

 

                                            (1.6)

 

где f – коэффициент, 0,29

m= =1,05 .

 

 

 

Коэффициент n при f < 100 и 0,5≤ v_m ≥ 2 определяется по формуле (1.7)

 

                                             (1.7)

n = 0,532*1,794 -2,13*1,794+3,13=1,02.

 

 

Коэффициент d при f < 100 и 0,5≤ v_m ≥ 2 определяется по формуле (1.8):

 

                                                (1.8)

 

d=4,95*1,794*(1+0,28* )=10,52.

 

Расстояние X_M от источника выброса, на котором приземная концентрация С при неблагоприятных условиях достигает максимального значения С_М определяется по формуле (1.9).

 

                                                      (1.9)

 

где  F – коэффициент, который необходимо принимать:

для газообразных вредных  веществ – 1;

для парообразных вредных веществ – 2;

для пыли и золы – 3.

d – безразмерный коэффициент;

H – высота источника выброса, 20 м.

Для ацетона, фталевого ангидрида,этанола F – 2;

Для пыли F – 3, тогда

Х =Х =Х = *10,52*20=157,8 ;

Х = *10,52*20=105,2.

 

 

Дальнейшие расчеты  выполняются по формулам для выбросов нагретой парогазовой смеси из высоких  источников.

Предельно допустимые выбросы  вредных веществ определяются по формуле (1.10) при условии, что С_фон = 0.

 

                                    (1.10)

 

где ПДК – максимально  разовая предельно допустимая концентрация веществ, мг/м³;

С_фон – фоновая концентрация вещества, мг/м³;

Н – высота источника  выброса над уровнем земли, м;

ΔT – разница между температурой газовоздушной смеси, T_Г, и температурой атмосферного воздуха, T_В, ˚С;

А – коэффициент, который  зависит от температуры стратификации  атмосферы, , для территории Украины – 160 ;

F – коэффициент, что учитывает скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

m, n – коэффициент, что учитывает условия выхода газовоздушной смеси из источника выброса;

η – коэффициент, что  учитывает влияние рельефа местности, м³/с

 

 

;

 

;

 

 

.

 

В случае одновременного совместного наличия в атмосферном воздухе нескольких веществ, вредное действие которых, согласно с перечнем, суммируется, значения их концентраций сводятся условно до значений концентраций одного из них.

В выбросе присутствуют вещества, которые суммируются – ацетон и фталевый ангидрид.

 

                                             (1.11)

 

где С₁ – концентрация вещества, к которой осуществляется сведение;

С₂ – концентрация вещетсва, что входят в группу суммации; 

ПДК₁, ПДК₂ – ПДК веществ, что входят в группу суммации.

 

  мг/м³;

 мг/м³.

 

Дальнейшие расчеты мощности выброса осуществляем при использовании наибольшего значения С_см.

Мощность выброса определяем по формуле (1.12),

;                                                 (1.12)

 

А также формула (1.13) если присутствует аффект суммации.

                                     

;                                               (1.13)

г/с;  

 

 г/с; 

 

  г/с;

 

Максимальное значение приземных концентраций вредных  веществ, что возникают при неблагоприятных  условиях, определяется по формуле (1.14)

 

                                        (1.14)

 

где М – мощность выброса.

 

00 мг/м³;       

 

мг/м³   

 

 мг/м³   

 

Необходимая по санитарным нормам эффективность очистки выбросов в атмосферу рассчитывается по формуле:

 

,                                         (1.15)

где С_м – максимальное значение  приземных концентраций вредных веществ.

 

;

 

;

 

;

 

.

 

 

 

4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ АЦЕТОНА, ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА, МЕТАНОЛА И ПЫЛИ

Загрязнённые газы содержат ацетон, фталевый ангидрид, метанол  и пыль.

В первую очередь газ очищают от пыли. Для этого газ необходимо сначала направить в циклон. Циклоны рекомендуется использовать для предварительной очистки газов. Эффективность улавливания пыли в циклонах повышается с уменьшением диаметра корпуса. Далее необходимо поставить более эффективный аппарат – фильтр или электрофильтр, в нашем случае электрофильтр. В них очищаемый воздух ионизируется в электрическом поле высокого напряжения (до 15000 В). Частички пыли, получившие заряд, притягиваются к электроду с противоположным знаком заряда. В результате, пройдя между двумя электродами, воздух очищается от пыли. Осевшая пыль стекает в бункер или удаляется встряхиванием. Электрофильтры обеспечивают высокую степень очистки .

Далее необходимо обезвредить  оставшиеся оргагические соединения – 

ацетон, фталевый ангидрид, метанол. Для этого эти соединения направляют в топку для предварительного подогрева повышая их температуру до 390-500°С. Нагретые газы направляют в каталитический реактор, где на паладийсодержащемся катализаторе проводят ступеньчатое контактирование и сжигают исходную смесь органических соединений. Этот процесс проводят при t=700-730°С и под Р=0,45-0,57 МПа.

 Из каталитического реактора газы направляют в турбину, где рекуперируют их энергию, получая на выходе расширенные газы при t=390-410°С. Эти газы далее подают в котёл-утилизатор, где получают нагретый пар с t=230°С и Р=1,3 МПа. Далее температуру газов снижают до 185°С и после этого выбрасывают в атмосферу через дымовую трубу.

 

 

 

ВЫВОД

Подводя итог всему вышесказанному, можно сказать, что, несмотря на длительность изучения настоящей проблемы, утилизация и  переработка  отходов  промышленности  по-прежнему не ведется на должном уровне.

Острота проблемы, несмотря на достаточное количество путей  решения, определяется увеличением  уровня образования и накопления промышленных отходов. Усилия зарубежных стран направлены, прежде всего, на предупреждение и минимизацию образования отходов, а затем на их рециркуляцию, вторичное использование и разработку эффективных методов окончательной переработки, обезвреживания и окончательного удаления, а захоронения только отходов, не загрязняющих окружающую среду. Все эти мероприятия, бесспорно, уменьшают уровень негативного воздействия отходов промышленности на природу, но не решают проблему прогрессирующего их накопления в окружающей среде и, следовательно, нарастающей опасности проникновения в биосферу вредных веществ под влиянием техногенных и природных процессов. Разнообразие продукции, которая при современном развитии науки и техники может быть безотходно получена и потреблена, весьма ограничено, достижимо лишь на ряде технологических цепей и только высокорентабельными отраслями и производственными объединениями.

Несмотря на длительную ориентацию промышленности нашей страны на ресурсосберегающие технологии, отображало это скорее экономические цели производства, нежели предотвращение вредного воздействия  на природу.

Ранее считавшееся перспективным способом снижения загрязнения окружающей среды сжигание токсичных бытовых и промышленных отходов, при котором исключение загрязнения окружающей среды высокотоксичными веществами, возможно только на крайне специальных дорогостоящих заводах, не окупающих в результате своей деятельности затраты на строительство и эксплуатацию. Движение к минимизации негативного воздействия промышленных отходов на окружающую среду следует осуществлять по двум магистральным направлениям:

• Технологическое – повышение экологической безопасности производства;
• Экозащитное – стабилизация и изоляция опасных отходов от природной среды.

Многостороннее и глубокое решение проблемы утилизации и переработки  промышленных отходов – длительный и кропотливый процесс, которым  предстоит заниматься ряду поколений ученых, инженеров, техников, экологов, экономистов, рабочих разного профиля и многих других специалистов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1.  Техника  защиты окружающей среды/ Родионов  А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С.  Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1989. - 512 с.: ил.

2. Оборудование, сооружения, основы проектирования  химико-технологических процессов  защиты биосферы от промышленных  выбросов/Родионов А.И., Кузнецов  Ю.П., Зенков В.В., Соловьев Г.С. Учебное пособие для вузов. - М., Химия, 1985. - 352 с., ил.

3. Поиск информации  в итернете.

4. Фролов К.И., Шайдуров В.С. Химическая и технологическая защиты окружающей среды. Л., ГИПХ, 1980.

5. Термические методы  обезвреживания отходов. Беспамятнов  Г.П., Ботушевская К.К., Зеленская Л.А. Л., Химия, 1975.