Контрольная работа по экологии

По продолжительности  программы защиты атмосферы подразделяются на долговременные, средней продолжительности и кратковременные; методы подготовки планов по защите атмосферы базируются на обычных методах планирования и координируются так, чтобы удовлетворять долговременные требования в этой области (табл. 1/4).

Неотъемлемой частью кратковременного и средней продолжительности планирования являются незамедлительные меры по предотвращению дальнейшего загрязнения наиболее неблагополучных в этом отношении районов путем установки оборудования, конструированного специально для снижения выбросов от существующих источников загрязнений. Если предложения по долгосрочным мерам для защиты атмосферы представлены в виде просто рекомендаций, то они, как правило, не реализуются, поскольку требования, предъявляемые промышленности часто не совпадают с ее интересами и планами развития.

Важнейший фактор в формировании прогнозов по защите атмосферы - количественная оценка будущих выбросов. На основании анализа источников выбросов в отдельных промышленных районах, особенно в результате процессов сгорания, за­ведена общенациональная оценка основных источников твер­дых и газообразных выбросов за последние 10—14 лет. Затем сделан прогноз о возможном уровне выбросов на предстоящие 10—15 лет. При этом были учтены два направления развития национальной экономики: 1) пессимистическая оценка—допущение о сохранении существующего уровня технологии и ограничений по выбросам, а также о сохранении существующих методов контроля загрязнений на действующих источниках и о применении современных высокоэффективных сепараторов только на новых источниках выбросов; 2) оптимистическая оценка—допущение о максимальном развитии и использовании новой технологии с ограниченным количеством отходов и применении методов, снижающих твердые и газообразные выбросы как от существующих, так и от новых источников. Таким образом, оптимистическая оценка становится целью при уменьшении выбросов.

Составление прогноза включает: определение основных мер, необходимых в данной технико-экономической ситуации; установление альтернативных путей промышленного развития (особенно для топливных и других энергетических источников);

оценку комплексных  капиталовложений, требуемых для  реализации всего стратегического  плана; сопоставление этих затрат с  ущербом от загрязнения атмосферы. Соотношение капитало­вложений на защиту атмосферы (включая оборудование для ограничения выбросов от существующих и вновь вводимых источников) и суммарного ущерба от загрязнения атмосферы составляет примерно 3 : 10.

Вполне справедливо  будет включить стоимость оборудования для ограничения выбросов в себестоимость продукции, а не в затраты на защиту атмосферы, тогда указанное соотношение капиталовложений и ущерба от загрязнений составит 1 : 10.

Отдельные области  исследований по защите атмосферы часто группируются в список в соответствии с рангом процессов, приводящие к ее загрязнению.

1. Источники  выбросов (местоположение источников, применяемое сырье и методы  его переработки, а также технологические  процессы).

 

2. Сбор и накопление загрязняющих веществ (твердых, жидких и газообразных).

3. Определение  и контроль за выбросами (методы, приборы, технологии).

4. Атмосферные  процессы (расстояние от дымовых труб, пе­ренос на дальние расстояния, химические превращения загряз­няющих веществ в атмосфере, расчет ожидаемого загрязнения и составление прогнозов, оптимизация высоты дымовых труб).

5. Фиксация выбросов (методы, приборы, стационарные и  мобильные замеры, точки замеров, сетки замеров).

6. Воздействие  загрязненной атмосферы на людей,  животных, растения, строения, материалы и т. д.

7. Комплексная  защита атмосферы в сочетании  с защитой окружающей среди.

При этом необходимо учитывать различные точки зрения, основными из которых являются:

— законодательная (административные меры);

— организационная  и контролирующая;

— прогностическая  с созданием проектов, программ и  планов;

— экономическая с получением дополнительных экономических эффектов;

— научная, проведение исследований и разработок;

— испытания н измерения;

— реализация, включая производство продукция и создание установок;

— практическое применение и эксплуатация;

— стандартизация и унификация.

 

 

 

 

 

3. Мероприятия по защите атмосферы от вредных примесей

 

 

К сожалению, нынешний уровень  развития экологизации технологических  процессов, внедрения замкнутых  технологических циклов и т. д. недостаточен для полного предотвращения выбросов токсичных веществ в атмосферу. Поэтому на предприятиях повсеместно  используются различные методы очистки отходящих газов от аэрозолей (пыли, золы, сажи) и токсичных газо- и парообразных примесей (NO, NO2, SO2, SO3 и др.).

Для очистки выбросов от аэрозолей применяют различные  типы устройств в зависимости  от степени запыленности воздуха, размеров твердых частиц и требуемого уровня очистки.

Сухие пылеуловители (циклоны, пылеосадительные камеры) предназначены  для грубой механической очистки  выбросов от крупной и тяжелой  пыли. Принцип работы - оседание частиц под действием центробежных сил и сил тяжести. Пылегазовый поток вводится в циклон через патрубок, далее он совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса; частицы пыли отбрасываются к стенкам циклона и затем падают вниз в сборник пыли (бункер), откуда периодически удаляются. Для повышения эффективности работы применяют групповые (батарейные) циклоны.

Мокрые пылеуловители (скрубберы, турбулентные, газопромыватели  и др.) требуют подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием  сил инерции и броуновского движения. Наибольшее практическое применение получили скрубберы Вентури, которые обеспечивают 99% очистки от частиц размером более 2 мкм и как все мокрые пылеуловители незаменимы при очистке от пыли взрывоопасных и горючих газов.

Фильтры (тканевые, зернистые) способны задерживать мелкодисперсные частицы пыли до 0,05 мкм. Особенно эффективны рукавные фильтры с тканями С) типа°из синтетических волокон повышенной термостойкости (250-300  С), а также°«сульфон-Т», фильтровальные металлические ткани (до 800  фильтры из тканей типа ФПП и ФПА, дающие высокую степень очистки (99,9%).

Электрофильтры - наиболее совершенный способ очистки газов  от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм при высокой  эффективности очистки газов (99,0-99,5%). Принцип работы всех типов электрофильтров основан на ионизации пылегазового потока у поверхности коронирующих электродов. Приобретая отрицательный заряд, пылинки движутся к осадительному электроду, имеющему знак, обратный заряду коронирующего электрода. При встряхивании электродов осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли. Электроды требуют большого расхода электроэнергии - это их основной недостаток.

Наиболее эффективны комбинированные методы очистки  от пыли. Например, отличные результаты дает очистка агломерационных газов в батарейных циклонах с последующей доочисткой в скрубберах Вентури, а также в электрофильтрах.

Способы очистки выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей (NO, NO2, SO2 и др.) подразделяют на три основные группы:

1) поглощение примесей  путем применения каталитического  превращения; 

2) промывка выбросов  растворителями примеси (абсорбционный  метод) и

3) поглощение газообразных  примесей твердыми телами с  ультрамикроскопической структурой (адсорбционный метод).

С помощью каталитического  метода превращают токсичные компоненты промышленных выбросов в вещества безвредные или менее вредные для окружающей среды путем введения в систему  дополнительных веществ, называемых катализаторами. Широко применяют палладийсодержащие и ванадиевые катализаторы. С их помощью происходит каталитическое досжигание оксида углерода до диоксида и диоксида серы до оксида. Возможно также восстановление оксидов азота аммиаком до элементарного азота.

Одна из разновидностей этого метода - дожигание вредных примесей с помощью газовых горелок (факельное сжигание) широко используется на нефтеперерабатывающих заводах.

Абсорбционный метод  основан на поглощении вредных газообразных примесей жидким поглотителем (абсорбентом). В качестве абсорбента используют воду, растворы щелочей (соды), аммиака и др. Газообразные цианистые соединения абсорбируют, например, 5%-ным раствором железного купороса. Устройство, в котором осуществляют процесс абсорбции, называют абсорбером.

Адсорбционный метод позволяет извлекать вредные компоненты из промышленных выбросов с помощью адсорбентов - твердых тел с ультрамикроскопической структурой (активированный уголь и глинозем, силикагель, цеолиты, сланцевая зола и другие вещества). Например, на АЭС широко применяется метод очистки технологических газов путем сорбции радиоактивных продуктов на угольных фильтрах - адсорбентах, которые позволяют надежно предотвратить загрязнение атмосферы при всех режимах работы АЭС.

Рассеивание газовых  примесей в атмосфере. Используют для снижения их опасных концентраций. Как показывает опыт в приземном слое атмосферы вблизи крупных энергетических установок (ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС) и других предприятий, концентрация вредных веществ в отходящих газах может превышать предельно допустимые нормы, несмотря на все применяемые меры по очистке газов и экологизацию технологических процессов.

С помощью снижения опасных  концентраций примесей до уровня, соответствующего ПДК, применяют рассеивание пылегазовых  выбросов с помощью высоких дымовых  труб. Чем выше труба, тем больше ее рассеивающий эффект. На ряде предприятий высота дымовых труб достигает более 300 м. Так, на медно-никелевом комбинате в г. Садбери (Канада) высота трубы 407 м. Значительную высоту (не менее 100 м) имеют вентиляционные (выбросные) трубы на АЭС для рассеивания радиоактивных выбросов. Следует признать, что рассеивание газовых примесей в атмосфере - это далеко не самое лучшее решение проблемы, связанной с загрязнением воздушного бассейна. По мнению Э. Гора, «применение высоких дымовых труб хотя и помогло уменьшить локальное дымовое загрязнение, осложнило в то же время региональные проблемы выпадения кислотных дождей. Чем выше от поверхности земли происходит выброс загрязняющих газов, тем дальше от своего источника они распространяются. То, что было когда-то дымной мглой над Питтсбургом, становилось кислотным снегопадом в Лабрадоре. Примеси, досаждающие лондонцам в виде смога, губят листву в лесах Скандинавии». Рассеивание вредных веществ в атмосфере - это временное, вынужденное мероприятие, которое осуществляется при отсутствии надежных методов очистки для того или иного вещества, а также вследствие того, что существующие очистные устройства не обеспечивают полной очистки выбросов от вредных веществ.

Защита атмосферного воздуха от вредных выбросов предприятий в значительной степени связана с устройством санитарно-защитных зон и архитектурно-планировочными мероприятиями.

Санитарно-защитная зона - это полоса, отделяющая источники  промышленного загрязнения от жилых  или общественных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производства (выбросы пыли и иные виды загрязнения среды).

 

 

 

 

 

4. Понятия "Рекуперация", "Регенерация", "Утилизация". Привести примеры

 

Рекуперация (от лат. recuperatio — обратное получение, возвращение), возвращение части материала или энергии, расходуемых при проведении того или иного технологического процесса, для повторного использования в том же процессе. Так, ценные растворители в химической технологии извлекаются из отработанных смесей с газами, инертными к данным растворителям (например, с воздухом), путём прямой конденсации или иными способами. Р. тепла применяется в различных теплотехнических установках (рекуператорах), когда конечный продукт обладает высокой температурой и перед выпуском из установки нуждается в охлаждении. Например, при разделении смесей перегонкой охлаждение выделяемого компонента производится самой перегоняемой смесью, которая при этом нагревается перед поступлением в перегонный аппарат.

У нас есть приточно-вытяжная вентиляция. Приточный воздух зимой  очищается воздушными фильтрами  и нагревается калориферами. Он попадает в помещение, согревает его и разбавляет вредные газы, пыль и прочие выделения. Затем он попадает в вытяжную вентиляцию и выбрасывается на улицу…  Отсюда мысль… Почему бы нам не нагревать холодный приточный воздух воздухом выбрасываемым. Ведь мы по сути выбрасываем деньги на ветер.

Итак, у нас есть выбрасываемый  воздух с температурой 21 С и приточный, который до калорифера имеет температуру -10 С. Мы устанавливаем, к примеру, рекуператор  с пластинчатым теплообменником. Чтобы  понять принцип действия рекуператора с пластинчатым теплообменником представьте себе квадрат, в котором вытяжной воздух проходит снизу-вверх, а приточный слева-направо. Причем эти потоки не смешиваются друг с другом засчет использования специальных теплопроводящих пластин, разделяющих эти два потока.

 

В итоге выбрасываемый  воздух отдает приточному до 70% тепла  и на выходе из рекуператора имеет  температуру 2-6 С, а приточный воздух, в свою очередь, имеет температуру  на выходе из рекуператора 12-16 С. Следовательно  калорифер будет нагревать воздух не -10 С, а +12 С и это позволит нам значительно сэкономить на электро- или тепловой энергии, затрачиваемой на обогрев приточного воздуха.