Проектирование экологической системы судна – утилизация выхлопных газов главного двигателя судна

 

В соответствии с таблицей 3 можно подвести общий итог о том, что при эксплуатации судна атмосферный воздух загрязняется такими веществами, как сажа, диоксид серы и диоксид азота. Значит далее разработаем природоохранные мероприятия, с помощью которых будет производиться максимальная очистка от этих веществ, а затраты будут минимальными.

 

Глава 5 Принципиальная схема очистки. Физико-химические основы очистки отработанных газов от токсичных компонентов

Принцип действия предлагаемой установки заключается в следующем. Загрязненный воздух после двигателя внутреннего сгорания 1 поступает в фильтр 3, который предназначен для очистки воздуха двигателей внутреннего сгорания. Он содержит прикрепленный к двигателю корпус с крышкой и установленный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в виде концентрично расположенных внешнего и внутреннего перфорированных цилиндров, между которыми помещена многолучевая бумажная штора, верхней и нижней эластичных крышек, жестко установленных на торцах перфорированных цилиндров и фильтровального материала, размещенного по наружной поверхности внешнего цилиндра.

Фильтровальный  материал выполнен из трикотажного полотна, закрепленного верхней и нижней эластичными крышками. Трикотажное  полотно выполнено из полимерных нерастяжимых и эластомерных нитей, в структуре которого эластомерная нить расположена между петлями из нерастяжимых нитей в виде футера с чередованием через одну петлю и провязана в петли с нерастяжимой нитью с чередованием: через 4 - 8 петель по петельному столбику и через 3 - 5 рядов - по петельному ряду, причем модуль петель из нерастяжимой нити больше модуля петли из эластомерной нити в 3,4 раза. Техническим результатом является увеличение качества очистки воздуха при работе двигателей внутреннего сгорания за счет создания фильтровальной поверхности повышенной плотности и увеличение срока эксплуатации за счет получения фильтровального трикотажного полотна с переменной проницаемостью. Эффективность очистки от сажи достигает 98 - 99% .

Следующая стадия очистки протекает в каталитическом нейтрализаторе 5, катализатором 4 в  котором является известняк СаСО3. Очистка происходит по следующим  реакциям:

 

СaCO3 + NO2 + NO + H2O Ca(NO3)2 + H2CO3 + O2

CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 ;(HCO3)2 + SO2 + H2O CaSO3 H2O + 2CO2 ;

CaSO3 H2O + 1/2 О2 CaSO4 H2O

 

Степень очистки  в катализаторе равна 90-95% . Помимо очистки от оксидов азота и серы происходит очистка от частиц сажи с эффективностью 20% и других веществ.

Данная схема  позволяет очистить отработанные газы от всех загрязняющих компонентов, то есть довести их концентрации до ПДК  и ниже, следовательно, снизить негативное воздействие на окружающую среду.

Рисунок 1 - Промышленная установка по очистки отработавших газов: 1-двигатель внутреннего сгорания, 2 - запорный вентиль, 3 - фильтр, 4 - известковый  катализатор, 5 - каталитический нейтрализатор

 

Заключение

 

Речные и  морские суда в настоящее время  являются достаточно активными источниками  загрязнения воздушного бассейна сажей, окисью углерода, сернистым ангидридом, окислами азота, фенолами, альдегидами  и другими вредными веществами.

Выбросы указанных компонентов представляют угрозу окружающей среде, поскольку приводят к возникновению «парникового эффекта», деградации озонового слоя и образованию «кислотных» дождей. Очистка отработавших газов от токсикантов представляет сложную химико-технологическую задачу, требует привлечения дополнительных капитальных вложений, материально-сырьевых и энергетических ресурсов.

Выбросы вредных  компонентов в окружающую среду  имеют неблагоприятный характер, поскольку меняются нагрузки, качество минерального топлива и условия сжигания топлива. Это в свою очередь усложняет эксплуатацию очистных сооружений. Поэтому требуется жёсткий контроль за нормированием выбросов вредных компонентов в окружающую среду как по предельно-допустимым выбросам (ПДВ), так и по предельно-допустимым концентрациям (ПДК). Эти положения декларируются в законе об атмосферном воздухе Российской Федерации.

Целью данной курсовой работы была разработка природоохранного мероприятия, которое позволило  бы снизить концентрации загрязняющих веществ до минимальных, не наносящих вреда окружающей среде и здоровью человека. Цель достигнута предложенным очистным устройством , которое позволяет очистить отработанные газы до ПДК от всех загрязняющих веществ, снизить их концентрации не только в приземном слое атмосферы, но и в устье источника загрязнения.

 

Список литературы

 

1.Зубрилов С.П., Ищук Ю.Г., Косовский В.И. Охраны  окружающей среды при эксплуатации  судов. : учебное пособие - Л.: Судостроение, 1989.

2. О.Ю. Захотей.  Методические указания к выполнению  курсовой работы по дисциплине «Охрана атмосферы и водной поверхности» О.Ю. Захотей. Новосибирск:НГАВТ.2009.

3. Пат. 2173206 Российская  Федерация, МПК B01D45/00, B01D53/02. Пылегазоочистительная  установкаС.Я. Кащишин; Д. И.  Кофман; А. Д.Чарнецкий; В.К. Якубенко; заявитель и патентообладатель Совместное предприятие "Торговый дом "Турмалин" в форме Акционерного общества закрытого типа; заявл. 28.05.99; опубл.10.09.10.

4.  Пат. 2002104343 Российская Федерация, МПК7 F01N3/18. Способ очистки отработавших  газов дизельных двигателей от газообразных вредных веществ и твердых частиц / И.И. Кутыш; А.И. Кутыш; Д.И. Кутыш; заявитель и патентообладатель И.И. Кутыш; заявл. 20.02.02; опубл.20.10.03.

5.  Пат. 94014231 Российская Федерация, МПК6 B01D53/50, B01D53/14, C01B17/60. Способ очистки отходящих газов от диоксида серы / В.В. Тараторкин; А.П. Яковлев; Л.П. Лучина; А.М. Кампанщиков; Б.О. Дусебаев; заявитель и патентообладатель В.В. Тараторкин; опубл.10.04.1997.

6.  Белов С.В.  Безопасность жизнедеятельности  :учебное пособие для с вузов / С.В. Белов, Н.Н. Агафонова. - М.: Высшая школа, 2001. - 381с.

7. Демина Т.А.  Экология, природопользование, охрана  окружающей: учебное пособие для  вузов / Т.А. Демина, А.Б. Борисов. - М.: Аспект пресс, 1995. - 102 с.

8. Кузнецов И.Е.Оборудование для санитарной очистки газов: справочное пособие / И.Е. Кузнецов, К.И. Шмат, С.И. Кузнецов. - Киев: Техника. 1989. - 204 с.