CC BY
16
Висновки
Для зменшення похибки, що виникае при повiрцi термоперетворюва-чiв, необхщно, виходячи з рiвнянь (3-6) збшьшити значення коефiцiента у1 i зменшити значення функци fi та коефщента у}. Коефiцiент у1 визначаеться в основному впливом температурного поля тчки, в якiй проводиться повiр-ка, а також шструментальною похибкою апаратури, що фiксуе температуру зразкового термоперетворювача. Тому збiльшення однорщност температурного поля i зменшення шструментально! похибки вимiрювальних приладiв призводить до збшьшення коефiцiента у1.
Значення функци fi i коефщента yi визначаються стороннiми тепло-вими впливами. Тому для 1х зменшення необхщно забезпечити мiнiмальну теплопередачу зпдно з (1) вздовж термоперетворювача i збiльшити електрич-ний опiр iзоляцil (для зменшення похибки за рахунок шунтування вимiрю-вального кола).
Зменшення випадкових похибок досягаеться збшьшенням кiлькостi вимiрювань, особливо при повiрцi в нижнiй частит температурного дiапазо-ну, де рiвень корисного сигналу невеликий, а також збшьшуеться вплив сто-роннiх факторiв - електромагнiтних наводок, iмпульсних завад, тощо.
Лiтература
1. Еращенко О.А. и др. Температурные измерения: Справочник. - К.: Советский теплотехник, 1984. - 496 с.
2. Ярышев Н.А. Теоретические основы измерения нестационарных температур. - Л.: Нева, 1987. - 364 с.
3. Гордов А.Н. Основы пирометрии. - М.: Наука, 1971. - 365 с.
4. Фединець В.О. Вплив конструкци 1 способу монтажу первинних термоперетворюва-ч1в на похибку вим1рювання температури енергоносив в трубопроводах// Транспортування, контроль якосп та облш енергоносив. - Льв1в: Сяйво, 1998. - 236 с.
5. Основы метрологии и электрические измерения/ Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк, Е.М. Душин и др.; Под ред. Е.М. Душина. - Л.: Нева, 1987. - 264 с.
6. Цветков Э.И. Основы теории статистических измерений. - Л.: Нева, 1986. - 268 с.
УДК 504.064.4:625.07 Acnip. С.Я. Хруник - НУ "Rbeiecbm полтехмка ";
ст. викл. О. Т. Мазурак, канд. техн. наук; доц. A.B. Мазурак, канд. техн. наук; ст викл. С.В. Зубик, канд. техн. наук - nbeiecbrnü ДАУ
ПРОБЛЕМИ ВИКОРИСТАННЯ ТА БЕЗПЕКИ АЛЬТЕРНАТИВНИХ ВИД1В ПАЛИВА П1Д ЧАС ВИГОТОВЛЕННЯ ПРОДУКЦП З М1НЕРАЛЬНО1 СИРОВИНИ
Дослщжено проблему використання альтернативних видiв палива, зокрема спа-лювання вiдходiв у цементних печах i пов'язаш з цим викиди канцерогешв - дiоксинiв i фурашв у довкiлля, проаналiзовано основнi джерела ix утворення у Львiвськiй облас-тi й пiдраxовано рiчну емiсiю вiд виготовлення продукци з мiнеральноi сировини.
Ключов1 слова: утилiзацiя вiдxодiв, емiсiя, канцерогени, дiоксини, фурани, клшкер, цементний пил печi.
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
Post-graduateS.Ya. Khrunyk-NU "Lvivs'kapolitekhnika"; senior teacher O.T. Mazurak; assist. prof. A.V. Mazurak; senior teacher S.V. Zubyk - L'viv state agrarian university
Problems of the use and safety of alternative types of fuel are in the production of goods from mineral raw material
Our research focused on the problem of waste incineration in cement industry and dioxins and furans emission in the environment. The main sources of dioxins and furans emission in Lviv region were investigated and the annual emission of dioxins and furans from productions of mineral products was calculated.
Keywords: waste incineration, emission, kancer abilities, dioxins, furans, clinker, cement kiln.
Постановка проблеми. Сощально opieHTOBaHa стратепя розвитку суспшьства - стратепя сталого розвитку спрямовуе на збереження навко-лишнього природного середовища, формування умов для вщновлення бюс-фери та 11 локальних екосистем при opieнтaцil на зниження piвня антропогенного впливу на довкшля й гармошзацда розвитку людини i природи. Нама-гання Украши прямувати цим шляхом, вимагае дотримання положень Мiж-народних пакпв та угод з охорони довкшля та рацюнального використання природних ресурЫв та використання позитивного дocвiду кра1н зapубiжжя.
Вщтворення мшеральних природних ресуршв i розширення област 1х використання, введення у виробничий процес нових, альтернативних видiв си-ровини та палива допоможе розв'язати не тiльки сировинну, але i загальну еко-лoгiчну проблему через еколопзацш cуcпiльнoгo виробництва. Мoжливocтi oптимiзaцil використання pеcуpciв на ocнoвi уташзаци вiдхoдiв в УкраАт над-звичайно висою, однак цей напрямок практично не використовуеться. Пос-тiйне зростання щн на ocнoвнi енергоноси веде до розроблення шляхiв впрова-дження альтернативних видiв палива, зокрема в такш енеpгoeмнiй гaлузi (близько 50 % кошта - паливо i електpoенеpгiя), як цементна пpoмиcлoвicть.
Як показуе досвщ екoнoмiчнo розвинутих кра1н, поряд з зазначеними перевагами доцшьност та еколопчно1 paцioнaльнocтi процесу уташзаци вщ-хoдiв icнують певнi проблеми, що пoв,язaнi з емicieю у довкшля викидiв га-зiв, важких метaлiв та хлopoвуглевoднiв, у тому чи^ таких менш дослщже-них речовин з канцерогенними властивостями, як дюксини та фурани. Для безпечного використання вiдхoдiв як альтернативного палива необхщш комплексы детaльнi дослщження хiмiзму, умов та нacлiдкiв !х утилiзaцil.
Аналiз останнiх дослiджень i публiкацiй. В Gвpoпi цементна про-миcлoвicть вживае 6 млн. т альтернативного палива з вiдхoдiв, що вщповщае зaмiнi 17 % потреби теплово! енерги. Свропейською acoцiaцieю цементу (CEMBUREAU) визначено такий пеpелiк видiв вiдхoдiв, якi можна викорис-товувати як альтернативне паливо в цементних печах: вживаш шини, вщ-працьоваш мастила та розчинники, гума, вщходи деревини, пластики, папе-poвi вщходи, осади з виробництва паперу та станих вод, тваринна 1жа [1, 2].
Дослщження, пpoведенi у США [5], показали шдвищеш емюи дюкси-нiв i фуpaнiв для деяких цементних печей, де спалювали небезпечш вiдхoди. Бiльш дoклaднi дocлiдження дали змогу припустити, що основними факторами утворення дюксишв i фурашв е температура у cиcтемi очищення гaзiв
поблизу пиловловлювача, високий piBeHb оргашчного MaTepiany у сировинi, а також мокрий споЫб виготовлення цементу. Свропейськими дослщженнями (в основному, у Нiмeччинi й Швейцари), де використовувався сухий процес виготовлення цементу, зафжсовано нижчi значення емюи даних викидiв та !х вiдсyтнiсть для печей з eлeктpофiльтpaми. Для руйнування дiоксинiв i фурашв необхщне виконання таких умов у процес спалювання вiдxодiв: температура спалювання в межах 850-1100 °С, час перебування спалюваного матерь алу при тaкiй тeмпepaтypi не менше 2 с, вмiст кисню 10-11 %, а також ретель-не пepeмiшyвaння мaтepiaлy [3, 4].
Дюксини i фурани (загальна назва полixлоpовaниx дiбeнзо-пapa-дiок-синiв - ПХДД i полixлоpовaниx дiбeнзофypaнiв - ПХДФ) з червня 1997 року визнаш Мiжнapодною Агенщею з Вивчення Раку (IARC) в Лiонi за канцероген типу А. Дюксини е тотальними стiйкими ультратоксинами, оскiльки ви-являють свою токсичну дiю на оргашзми з piзним piвнeм оргашзаци (вiд бак-тepiй до людини) при надзвичайно малих концeнтpaцiяx (ГДКтхдд - найток-сичнiшого з дюксишв у питнiй водi становить 0,05 пг/дм3, в атмосферному повiтpi - 0,04 пг/м , а летальна доза для людини - 70 мкг/кг ваги тша). Перюд нaпiвpозпaдy 2,3,7,8-етрахлордибензо-пара дiоксинy у rpyrni становить близько 10 pокiв, у водi i донних вiдклaдax - 2 роки, а в оpгaнiзмi людини за-лишаеться протягом 30 роюв [5, 6].
Постановка завдання. Нечисленшсть i фpaгмeнтapнiсть шформаци щодо властивостей, нормування та умов утворення дюксишв i фypaнiв вик-ликае необхщшсть у пpовeдeннi дослiджeнь у цьому напрямку.
Метою дано! роботи було вивчення особливостей утворення та ощнка сepeдньоpiчноi емюи кaнцepогeнiв - дюксишв i фypaнiв у цементному вироб-ництвi та виробництвах продукци з мшерально! сировини для вЫх компонен-тiв середовища Львiвськоi область
Виклад основного матерiалу. Використовуючи фактори емюи (див. табл. 1), статистичш дaнi Державного Kомiтeтy Статистики Украши [7], а також даш про виробничу дiяльнiсть окремих шдприемств i оpгaнiзaцiй Львiвськоi облaстi ми отримали piчнy eмiсiю дiоксинiв i фypaнiв у Львiвськiй облaстi за 2003-05 pp. Львiвськa область мае надзвичайно багату мшерально-сировинну базу, на основi яко! працюють регюнальш шдприемства-виробни-ки продукци з мшерально! сировини. Основною пpодyкцiею з мшерально! сировини у Львiвськiй облaстi е цемент i цегла, а вапна, скла, кepaмiки та ас-фальтних сyмiшeй виробляеться значно менше. Основш дослiджeння прово-дилися на бaзi ВАТ "Миколaiвцeмeнт,\
У дослiджeнняx використана розрахункова методика "Standardized toolkit" [5]. Зпдно з piвнянням, щоpiчнa eмiсiя дiоксинiв i фypaнiв:
Е = EfxAr, [г ТЕ/piк], де: E - piчнa eмiсiя джерела дюксишв i фypaнiв; EF - фактор емюи (викиди дiоксинiв i фypaнiв вiдносно одиницi завантажувано! для переробки сировини або виробленого продукту); AR - продуктившсть джерела (кшьюсть пере-роблювано! сировини або виробленого продукту за рш).
Фактори емюи визнaчeнi у peзyльтaтi численних наукових дослщжень [2, 4, 5] i е сepeднiм узагальненим коефщентом для визначення емюи при ви-
Нащональний лкотехшчний ушверситет УкраТни
користаннi рiзних продуктивних циклiв. Розрахунок емюп у повпря дюкси-нiв i фурашв, спiввiдносяться до одиницi продукци i залежать вiд концентра-ци дiоксинiв i фуранiв у димовому газi й вiд кiлькостi газiв, що утворяться на одиницю продукци.
Для первинно1 оцiнки надходження дiоксинiв i фуранiв у пил цемен-тно! печi (ПЦП) взята середня продуктившсть - 0,4 млн. т ПЦП на 13,5 млн. т виробництва клшкеру/цементу, тобто приблизно 30 кг ПЦП на тонну клшке-ра (0,3 % вщ виробництва клшкеру). Очжуеться, що концентраци дiоксинiв i фуранiв у ПЦП будуть вардавати. Для проведення точно1 оцiнки рiвня дюк-синiв i фуранiв для вЫх випалювальних печей таких даних недостатньо. Тому для проведення первинно1 оцшки запропоновано застосовувати три класи факторiв емюи, якi представленi в табл. 1.
Табл. 1. Фактори емш'1 для виготовлення цементу
Класифшащя Фактори емюп мкг, ТЕ/т цементу
пов1тря залишок*
1. Випалювальт печ1, що працюють за мокрим процесом, електрофшьтри, Т > 300 °С 5,0 1,0
2. Випалювальт печ1, що працюють за мокрим процесом, електрофшьтри, тканинт фшьтри, Т = 200-300 °С 0,6 0,1
3. Випалювальт печ1, що працюють за мокрим процесом, електрофшьтри, Т < 200 °С. Вс типи випалювальних печей, що працюють за сухим процесом, з контролем забруднення повиря 0,15 0,003
Примггка: основним залишком, що пщлягае видаленню, е пил цементних печей, який вловлюеться системами контролю забруднення
Вимiрювання, що показали шдвищеш емюи дюксишв i фуранiв, пояс-нюються або високою !х концентрацiею у сировинi й/або паливi, або умовами горшня нижче оптимальних, що пiдкреслюе важливють контролю матерiалу, який завантажуеться у тч, i пiдтримки стабшьно1 роботи печi [5].
Загальна емiсiя дюксишв i фуранiв вiд ще1 категори джерел дорiвнюе 0,538 гТЕ/рiк. Найвишд показники емюи дiоксинiв i фурашв у цш категори джерел спостер^аються вiд виробництва вапна та цегли (рис. 1), що пояс-нюеться поганими умовами контролю викидiв у повггря або його вщсутшс-тю. Досить низьк концентраци дiоксинiв i фуранiв у цементнiй промисловос-т з врахуванням И високо1 продуктивности можна пояснити встановленням високояюсно1 системи очистки газiв на найбiльшому шдприемствьвиробни-ку цементу ВАТ "Миколашцемент".
Висновки. Дюксини i фурани можуть поступати iз вiдходами, утво-рюватися у процес горiння або охолодження димових газiв. Пiдвищенi емюи дiоксинiв i фуранiв пов,язанi з умовами горiння (завантаження вiдходiв парть ями, високий вмют СО та iн.) i роботою пиловловлювачiв, якi функцiонують при шдвищених температурах.
Отже, цементна промисловють при виконаннi усiх вищезазначених умов е найбезпечшшою альтернативою смiгтеспалювальним заводам, здатна позбави-ти довкшля вщ бiльшостi вiдходiв, зменшити вживання викопного палива i зни-зити викиди парникових газiв i токсичних хлорооргашчних сполук в атмосферу.
Виробництво Виробництво Виробництво Виробництво Виробництво Приготування цементу вапна цегли скпа керамики асфальтних
сумшей
Рис. 1. Залежшсть umbuocmî продукци з мтеральног сировини та eMiciï дюксишв i фуратв eid типу виробництва у Львiвськiй o6nacmi
Лггература
1. Environmental Benefits of Using Alternative Fuels in Cement Production. - Brussels: Cembureau - The European Cement Association. - 1999. - 25 p.
2. Grochowalski A. Nowoczesne metody termiczne jako jedyny, skuteczny sposob utylizacji odpadow niebiezpiecznych w tym weterynwryjnych i szpitalnych/ Mat. VI Konf. Nauk. "Dioksyny w przemysle i srodowisku" (Krakow - Tomaszowice 26-27.09.2002). - Krakow: Wydawnictwo Naukowe Politechniki Krakowskiej. - 2002. - S. 1-13.
3. "Best Available Techniques" For The Cement Industry. - Brussels: Cembureau - The European Cement Association. - 1999. - P. 204-212.
4. Inwentaryzacja emisji do powietrza SO2, NO2, NH3, CO, pylu zawieszonego, metali ciçzkich, niemetanowych lotnych zwi^zkôw organicznych i trwalych zanieczyszczen organicznych w Polsce za rok 2000. - Warszawa: Instytut Ochrony srodowiska. - 2002.
5. UNEP. 2001. Standardized toolkit for identification of dioxin and furan releases. UNEP Chemicals, Geneva - 210 p.
6. Willem van Loo. Dioxin/Furan formation and release in the Cement Industry/ Proc. IV PCB Workshop "Recent Advances in the Environmental Toxicology and Health Effects of PCBs" (Zakopane, Poland 6-10.09.2006). - Katowice: Uniwersytet Slaski. - 2006.
7. Промисловкть Льв1вщини. Статистичний зб. - Л.: В-во ДК Статистики Украши. -2003. - 182 с.
УДК 630.36 Астр. 1.В. Бичинюк1 - НЛТУ Украти, м. Львiв
ДИНАМ1ЧНА СТ1ЙК1СТЬ ШТУЧНИХ ПРОМ1ЖНИХ ОПОР КАНАТНИХ Л1СОТРАНСПОРТНИХ СИСТЕМ
Отримано залежносп для визначення внутршшх силових факторiв у стояках штучних промiжних опор з врахуванням динамiчних навантажень. Обгрунтовано ос-новнi параметри опори, а саме форма i розмiри поперечного перерiзу стiйки, п висо-та залежно вiд параметрiв установки, якi забезпечують мiнiмальну величину дина-мiчних навантажень.
1 Наук. KepÎBHHK: проф. М.П. Мартинцiв, д-р. техн. наук - НЛТУ Украши.
