CC BY
48УДК 62
Ю.С. Назаренко
ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ СИСТЕМ ОЧИСТКИ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
В работе рассмотрены аспекты загрязнения атмосферного воздуха в регионах с усиленным антропогенным воздействием. Особенной гранью рассматривается очистка воздуха при работе предприятий металлургического комплекса, где в настоящее время могут использоваться как устаревшие системы газоочистки, так и модернизированные, оказывающие положительное влияние на состояние атмосферы.
Ключевые слова: атмосфера, металлургическое производство, газоочистительные аппараты, циклон, пылеуловители, электрофильтры.
Атмосфера является природным ресурсом, оказывающим определяющее влияние на состояние окружающей среды в целом и всех видов экосистем в частности. Оптимальное освоение этого ресурса требует анализа закономерностей, современного состояния и тенденций развития научно-технической деятельности [1, с 53].
При любом антропогенном воздействии окружающая среда реагирует причем ответная реакция выражается в трех формах: [2, с 151].
1) адаптационной (приспособлением) с локальным, статистическим смещением равновесия природных систем;
2) восстановительной (самовосстановительной), характер;
3) невосстанавливаемой, характеризуется обратным сдвигом экосистемы.
В настоящее время на территории Российской Федерации одной из значимых проблем в экологии, является загрязнение воздушной среды.
Охрана воздушной среды — это большая социальная ответственность.
Производственная деятельность человека негативно сказывается на состоянии атмосферного воздуха главным образом за счет нарушения химического равновесия, установившегося на планете в течение ее эволюции. Наряду с возрастающими масштабами сжигания кислорода, промышленность и транспорт являются источниками загрязнения атмосферы твердыми и газообразными примесями, зачастую отсутствующими ранее в планетарной атмосфере; номенклатура химических загрязнений ежегодно расширяется ввиду производства и переработки новых химических соединений [7, с 301].
Разработка атмосфероохранных мероприятий базируется на необходимости оптимизации взаимодействия общества с природной средой. Основные аспекты этой проблемы отражают теоретические вопросы эволюции атмосферы при антропогенном воздействии, анализа сведений об отрицательном воздействии (источники, номенклатуру, физико-химические свойства загрязнителей), выбор наиболее эффективных методов, способов и технических средств снижения или ликвидации загрязнений, оценку возможности и средств рекуперации уловленных загрязнителей.
Техническое обеспечение стратегии защиты атмосферы невозможно без правильного выбора, обоснования и технологического расчета аппаратов газоочистки.
Таким образом, наиболее активное внимание уделяется полному анализу и оптимизации действующих газоочистных установок при учете внедрения новых перспективных разработок и технологий во всех отраслях производства, включая металлургию [3, с 235].
Концентрация загрязняющих веществ в атмосфере в России во многих крупных городах и посёлках превышает предельно допустимые уровни.
Особую роль в загрязнении атмосферного воздуха, играют предприятия металлургической отрасли, к городам на территории Российской Федерации оказывающим большой эффект загрязнении атмосферы, можно отнести Норильск, Магнитогорск, Челябинск и ряд других промышленных городов страны.
Современное металлургическое производство в настоящий момент имеет ряд подразделений, которые оказывают влияние на атмосферу: [4, с 89].
© Назаренко Ю.С., 2019.
Научный руководитель: Петров Борис Германович - кандидат географических наук, профессор, Казанский государственный энергетический университет, Россия.
Вестник магистратуры. 2019. № 2-1(89)
ISSN 2223-4047
- производство окатышей и агломерата;
- коксохимическое производство;
- доменное производство;
- сталеплавильное производство;
- прокатное производство.
Вредное воздействие металлургических предприятий характеризуется так же следующими причинами: [5, с 431].
- фактор размещения городов и экологического влияния промышленных предприятий, в том числе и металлургических;
-использование на металлургических предприятиях не модернизированного технологического оборудования;
-недостаточная оснащенность технологических газоочистных установок.
Технологические процессы, на металлургическом предприятии в первую очередь сопровождаются образованием вредных газов, содержащих различные химические компоненты, загрязняющие атмосферу [1, с 112].
Предприятия металлургической отрасли на 15-20% загрязняют атмосферу, это более 10,3 млн. т вредных веществ в год, а в районах расположения металлургических комбинатов - до 50%.
Большой по объему процент загрязнений от металлургических предприятий в атмосфере занимают неорганические соединения, и тяжелые металлы с большой токсичностью.
В качестве газоочистительных аппаратов на предприятиях металлургической промышленности, в настоящее время, используются пылеосадочные камеры, циклоны, пылеуловители, фильтры, жалюзийные аппараты и другие [6, с 321].
Первоначальное использование пылеосадочных камер проводилось только как один из этапов предварительной очистки газов, в настоящее время их используют лишь в ограниченном варианте, в связи с определенными недостатками:
- большие размеры;
- наличие на камерах люков;
- низкая плотность стен камер.
Пыль из газового потока будет осаждаться довольно медленно, в соответствии с этим, размеры камеры, получаются большими.
В качестве модернизации на предприятиях металлургической отрасли в настоящее время на территории Российской Федерации планируется постановка современных циклонов [1, с 125].
В настоящее время методы очистки газов можно подразделить следующим образом:
1.Механические пылеуловители.
2.Пористые фильтры.
3.Электрофильтры.
4.«Мокрые» пылеулавливающие аппараты.
Качественные параметры работы газоочистительных установок будут зависеть от доли поглощаемого газа, и технологических данных установки [2, с 167].
Циклонные аппараты являются распространенными при работе в сфере газоочистки в металлургической промышленности. В металлургической отрасли они делятся на высокоэффективные и высокопроизводительные.
В зависимости от назначения, а также количественного параметра входной и выходной концентрации фильтры, которые используются на металлургических предприятиях подразделяются на: фильтры тонкой очистки, воздушные фильтры и промышленные фильтры [3, с 201].
При выборе аппаратов для очистки газа необходимо учесть технико-экономические показатели их работы, с учетом таких факторов как степень очистки газа, гидравлическое сопротивление аппарата, расход электроэнергии, стоимость аппарата и стоимость очистки газа [4, с 77].
Циклоны и батарейные циклоны применяются для очистки газов с относительно высоким содержанием пыли.
Рукавные фильтры применяются только для тонкой очистки газов от пыли, размеры частиц которой превышают 1 мкм. Для полной очистки газов от мелкодисперсной пыли используют мокрые пылеуловители и электрофильтры. Электрофильтры являются очень дорогостоящими. Они мало пригодны для очистки газов [5, с 454].
При оценке эффективности работы пылеуловителей необходимо рассмотреть следующие параметры:
- общую эффективность обеспыливания;
- фракционную эффективность;
- остаточное содержание пыли в газе при выходе его из пылеуловителя;
- распределение остатка пыли в газе по размеру частиц.
Одним из важных факторов оценки эффективности пылеуловителей является расход энергии, а при подборе типа пылеуловителя - частота распределения дисперсности фракций [6, с 13].
Циклоны необходимы для предварительной очистки газов.
Циклоны для постановки на металлургическом предприятии выбирают в зависимости от: [7, с 395].
• объема воздуха, необходимого для аспирации,
• размера частиц,
• требуемой степени очистки,
• условий выгрузки осажденного продукта.
Преимущества пылеулавливающих агрегатов:
• эффективная очистка воздуха;
• экономия энергии;
• удаление отходов в бункер-накопитель.
Циклоны так же используют для предварительной очистки газов и устанавливают перед тканевыми фильтрами или электрофильтрами [3, с 315].
Таким образом, в заключение можно отметить, что для защиты загрязнения воздуха необходимо использовать улучшенное оборудование.
Актуальность решения данных задач на предприятиях характеризует обеспечение высокой эффективности очистки воздуха и защиту атмосферы.
Вследствие реализации технологических процессов на предприятиях для обеспечения производства реализуется сокращение вредных выбросов.
Библиографический список
1.Байтелова, А.И. Источники загрязнения среды обитания [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Байтелова А. И., Гарицкая М. Ю., Куксанов В. Ф. - Оренбург : ГОУ ОГУ, 2009. - 191 с
2.Бретшнайдер, Б. Охрана воздушного бассейна от загрязнений : Технология и контроль / Б. Бретшнайдер, И. Курфюрст; Пер. с англ. Н. Г. Вашкевича; Под ред. А. Ф. Туболкина. - Л. : Химия : Ленингр. отд-ние, 1989. - 287 с
3.Попов М.И. Инженерная защита окружающей среды : учебное пособие для студентов высших учебных заведений, по направлениям подготовки в области природообустройства / М. А. Попов ; М-во сельского хозяйства Российской Федерации, Федеральное гос. образовательное учреждение высш. проф. образования Московский гос. ун-т природообустройства. - Москва : МГУП, 2006. - 490 с.
4.Симонян Э. К Экологически чистая металлургия: курс лекций : учеб. пособие для студентов вузов. обучающихся по специальностям Металлургия черн. металлов и Металлургия техног. и вторич. ресурсов / Л. М. Симонян, А.И. Кочетов. - Москва : Учеба, 2005 (М. : Тип. изд-ва "Учеба" МИСиС). - 131 с.
5.Смола В.И. Диоксид серы в атмосфере: состояние, проблемы и решения / В. И. Смола. - Москва : Полиграф сервис, 2017-. - 21 см. Ч. 2. - 2017. - 602 с.
6.Ульянов В.Д. Экология литейных цехов и миниметаллургических заводов: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 22.03.02 - "Металлургия" / В. А. Ульянов, Л. И. Леушина ; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. образования "Нижегородский гос. технический ун-т им. Р. Е. Алексеева". - Нижний Новгород: Нижегородский гос. технический ун-т им. Р. Е. Алексеева, 2016
7.Эндюськин П.Н. Промышленная экология : учебное пособие / П. Н. Эндюськин, П. М. Лукин, В. П. Эндюсь-кин ; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное агентство по образованию, Федеральное гос. образовательное учреждение высш. профессионального образования "Чувашский гос. ун-т им. И. Н. Ульянова". -Чебоксары : Изд-во Чувашского гос. ун-та, 2006. - 527 с
НАЗАРЕНКО ЮЛИЯ СЕРГЕЕВНА - магистрант кафедры Инженерной экологии и рационального природопользования Института электроэнергетики и электроники, Казанский государственный энергетический университет, Россия.
