CC BY
7УДК 504.3.054
Н.В. Костылева1, А.Ю. Лукин2
'Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15 2 Федеральное государственное бюджетное учреждение «Уральский научно-исследовательский институт региональных экологических проблем»614039, г. Пермь, Комсомольский проспект, 61а
e-mail: nkost@ecology.perm.ru
N.V. Kostyleva, A.U. Lukin
Perm State National Research University, 614990, Perm, Bukireva srteet, 15
Federal State Budgetary Institution «Ural Scientific Research Institute of Regional Environmental Problems», 6014039, Perm, Komsomolskiy prospect, 61a
ДИСПЕРСНЫИ СОСТАВ ПЫЛИ ЛИТЕИНОГО ДВОРА В ДОМЕННОМ ЦЕХЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА
Представлены результаты исследования дисперсного состава пыли литейного двора доменного производства, подтверждающие низкую эффективность газоочистки от мелкодисперсной пыли. Ключевые термины: пыль, доменный цех, мелкодисперсная пыль, выброс в атмосферу.
DISPERSE COMPOSITION OF DUST OF THE FOUNDRY YARD IN THE DOMAIN SHOP OF IRON
AND STEEL WORKS
Abstract: the results of a research of disperse composition of dust of the foundry yard of domain production confirming low efficiency of gas purification from fine dust are presented. Keywords: dust, domain shop, fine dust, emission into the atmosphere
На состояние атмосферного воздуха городов оказывают большое влияние выбросы пыли в атмосферный воздух от предприятий, в особенности от предприятий, относящихся к металлургической промышленности. Пыль представляет собой мельчайшие взвешенные частицы обрабатываемого сырья или полупродуктов. В атмосферный воздух она попадает в потоке воздуха или выделяющихся в ходе технологического процесса газов, то есть входит в состав газопылевой аэрозольной системы или просто аэрозоля. Известно, что металлургическая пыль содержит в своем химическом составе оксиды железа, оксиды тяжелых металлов, а также частицы других менее вредных компонентов, и поэтому подлежит очистке.
При выборе пылегазоочистного оборудования металлургических, в частности, литейных (доменных)
цехов, важным показателем является не столько химический состав пыли, сколько дисперсный состав пыли (дисперсность). Дисперсность пыли характеризуется совокупностью размеров частиц, входящих в состав конкретной пыли. Как правило, пыль содержит частицы разных размеров, то есть бывает не монодисперсной (состоит из частиц одного размера или размера в узком интервале, которые называются монодимерными), а полидисперсной, то есть содержит частицы разных размеров. Дисперсность пыли характеризуется наличием фракций пыли (фракционным составом), то есть долями общей массы аэрозоля, размеры частиц которых лежат в определенных интервалах значений, принятых в качестве верхнего и нижнего пределов. В таблице 1 представлена классификация дисперсности пылей в зависимости от размеров частиц согласно [1].
Таблица 1
Классификация дисперсности пылей по Ветошкину [1]
№ п/п Виды пыли Размер, мкм
1 Очень крупнодисперсная >140
2 Крупнодисперсная 40 - 140
3 Среднедисперсная 10 - 40
4 Мелкодисперсная 1 - 10
5 Очень мелкодисперсная (ультрамикроскопическая) <1 (<0,25)
Фракционный состав пыли определяется влиянием различных факторов - кристаллической решеткой, твердостью, плотностью и другими физическими и химическими характеристиками пылящих материалов, а также протеканием технологических процессов.
Разнообразие дисперсного состава пыли, выделяющейся от литейных дворов доменного производства, является важной проблемой, которая сказывается не только на подборе правильного типа и конструкции газоочистного оборудования, но и на загрязнении атмосферного воздуха района и города в
целом. Так, крупнодисперсная пыль подлежит сухой или мокрой очистке, она обычно оседает на поверхность земли в пределах самой промплощадки или санитарно-защитной зоны, среднедисперсная или микроскопическая пыль очищается в циклонах и фильтрах, но может уноситься за пределы санитарно-защитной зоны, мелкодисперсная и
ультрамикроскопическая пыль обычно не
улавливается газоочисткой, уносится ветром за пределы промплощадки и санитарно-зашитной зоны предприятия и находится в состоянии витания в атмосфере городов.
В настоящее время на многих предприятиях металлургической промышленности
реконструируются старые и вводятся новые литейные мощности. При этом одним из основных направлений модернизации является оснащение доменного производства местной вытяжкой с целью сбора пыли, образующейся на литейном дворе, с последующим обеспыливанием (улавливанием пыли) на газоочистных установках.
В 2016 г. на примере газоочистки от литейного двора одного из уральских металлургических предприятий ФГБУ Урал НИИ «Экология» проведено сравнение дисперсного состава пыли, собранной с нижних стенок в воздуховодах от литейного двора, оснащенного системой вентиляции и газоочистки с установленными четырьмя циклонами ЦН-15 Ф-800 и блоком из девяти аппаратов аэродинамического
пылеулавливания с общей эффективностью 84,8%. Пробы пыли отбирались с нижней стенки четырех подводящих к циклонам воздуховодов (точки №№1-4) и с нижней стенки воздуховода за газоочистной установкой (точка № 5). В таблице 2 представлены объемы и скорости газовоздушной смеси на входах в циклоны (точки №№1-4) и на выходе из них (точка №5).
Анализ проб пыли проводился в лаборатории ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» при помощи лазерного анализатора размеров частиц Microtrac S3500 в лаборатории методов анализа наноматериалов и мелкодисперсных частиц. Результаты анализа пыли с учетом классификации пылей, приведенной в таблице 1, представлены в таблицах 3 и 4.
Таблица 2
Объемы и скорости газовоздушной смеси на входах в циклоны (точки №№ 1-4)
и на выходе из них (точка № 5).
№, п/п Номер точки Объем, м3/с Скорость, м/с Эффективность очистки, %
1 Точка 1 7,87 15,66 82,5
2 Точка 2 8,67 17,26 86,4
3 Точка 3 7,48 14,89 85,7
4 Точка 4 8,04 16,00 84,5
5 Точка 5 33,22 66,12 84,8 (общая эффективность)
Таблица 3
Массовое содержание частиц по фракциям пыли_
№ п/п Вид пыли Массовое содержание частиц пыли в точке, %
Точка №1 Точка №2 Точка №3 Точка №4 Точка №5
1 Очень мелкодисперсная 0,00 0,00 0,89 1,65 1,88
2 Мелкодисперсная 8,20 15,54 20,43 19,26 21,85
3 Среднедисперсная 74,86 35,20 47,24 44,58 67,77
4 Крупнодисперсная 16,94 49,26 31,44 26,14 8,50
5 Очень крупнодисперсная 0,00 0,00 0,00 8,37 0,00
Итого: 100 100 100 100 100
Ц 50,00 р
е
© 40,00 с
10,00 0,00
Массовое содержание частиц пыли в точках №№ 1, 2, 3, 4, 5 по видам пыли
2
3
4
5
И Очень мелкодисперсная ¡В Мелкодисперсная ■ Среднедисперсная
□ Крупнодисперсная
□ Очень крупнодисперсная
Номер точки
Рис. 1. Массовое содержание частиц пыли в точках №№ 1, 2, 3, 4, 5.
Анализ таблиц 2 и 3 показал следующее.
В точке №1 наиболее представлена среднедисперсная пыль - 74,86%., а наименее представлены очень мелкодисперсная и очень крупнодисперсная пыли - 0%. В точке №2 наиболее представлена крупнодисперсная пыль - 49,26%., а наименее представлены очень мелкодисперсная и очень крупнодисперсная пыли - 0%. В точке №3 наиболее представлена среднедисперсная пыль -47,24%., а наименее представлена очень крупнодисперсная пыль - 0%. В точке №4 наиболее представлена среднедисперсная пыль - 44,58%., наименее - очень мелко дисперсная пыль - 1,65%. В точке №5 наиболее представлена среднедисперсная
пыль - 67,77 %., а наименее представлена очень крупнодисперсная пыль - 0%. На рисунке 1 представлена диаграмма полученных результатов.
Результаты исследования подтвердили малую эффективность циклонов в очистке пыли литейных дворов от мелкодисперсной и очень мелкодисперсной пыли, которая загрязняет атмосферный воздух городов.
Библиографический список
Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты пылеочистки. Учебное пособие. Пензинский госуниверситет. Пенза: Пензинский госуниверситет, 2005. 210 с.
УДК 504.058
Е.С. Лекомцева E.S. Lekomtseva
Пермский государственный национальный Perm state national research university, исследовательский университет, 614990, Perm, street Bukireva, 15
614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15
e-mail: lekomchik.78@gmail.com ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ КАК ОБЪЕКТ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
В сообщении рассматриваются преимущества использования гидроэлектростанций, а так же экологические последствия их создания. Представлены меры по совершенствованию охраны окружающей среды при строительстве и эксплуатации гидроэлектростанций. Проведён анализ негативного воздействия гидроэлектростанций на окружающую среду на примере предприятия филиала ПАО «РусГидро» -«Воткинская ГЭС».
Ключевые термины: гидроэлектростанция; окружающая среда; воздействие; водохранилище, предприятие, гидроэнергетика.
HYDROELECTRIC POWER STATION AS AN OBJECT OF ENVIRONMENTAL IMPACT
The message discusses the advantages of using hydropower, and environmental implications of their creation. Presents measures to improve environmental protection during the construction and operation of hydroelectric power plants. The analysis of the negative impact of hydropower plants on the environment on the example of enterprises of the branch of JSC "RusHydro" - "Votkinsk hydroelectric power station". Keywords: hydroelectric power; environment; impact; reservoir, enterprise, hydropower.
При строительстве водохранилищ
гидроэлектростанций идёт капитальное
преобразование и подготовка специально отведённой для него местности. Строительство и дальнейшая эксплуатация сказывается на окружающей среде и, в основном, прилегающей местности. Существуют механизмы снижения негативного воздействия гидроэлектростанций и их водохранилищ на окружающую среду, но они не всегда достаточно систематизированы и применены на данных объектах.
Гидроэлектростанция - электростанция, которая использует в качестве источника энергии энергию водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. В состав её сооружений входит плотина, создающая напор воды, и здание гидроэлектростанции, где размещено основное оборудование и гидроагрегат. Получение энергии происходит путём преобразования потенциальной энергии воды в кинетическую. Далее вращательная энергия ротора превращается в электрическую энергию. Чаще всего гидроэлектростанции -
многофункциональны, отвечают не только за производство энергии, но и за водоснабжение, судоходство, ирригацию, рыборазведение и регуляцию стока. Гарантию постоянного запаса воды обеспечивают водохранилища [1].
Основными достоинствами использования гидроэлектростанций являются: возможность получения дешевой электрической энергии, использование вместо топлива возобновляемой энергии, отсутствие выбросов тепла и загрязняющих веществ от основного производства (производства электроэнергии), возможность быстрого выхода гидроэлектростанции на пик предельной мощности после ее запуска, что позволяет быстро удовлетворить запросы потребителей в электрической энергии. К тому же, строительство плотин улучшают судоходство, защищают от наводнений, создают необходимые условия для орошения сельскохозяйственных земель, влияют на увеличение рыбных запасов, способствуют развитию туризма [7].
