Предприятие – источник загрязнения окружающей среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный

технический университет»

Факультет ФЭХТ

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

По дисциплине «Экология»

Предприятие - источник загрязнения окружающей среды

Студент группы 2ХТб-1 З.Г.Курмазова

Преподаватель Г.Е.Никифорова

2012

Содержание

Введение

Вариант № 0. Технологический процесс: Плазменная резка

Раздел 1. Технология плазменной резки

Раздел 2. Характеристика загрязняющих веществ

Раздел 3. Определение валового (годового) выброса вредных веществ

Раздел 4. Мероприятия по сокращению загрязнения окружающей среды

Введение

плазменная резка загрязнение

Одной из самых важных проблем, стоящих перед мировым сообществом, является проблема защиты окружающей природной среды и устойчивого развития человеческой цивилизации.

Возрастание энерговооруженности человека, увеличение количества добываемого сырья, рост промышленного и сельскохозяйственного производства, развитие транспорта с неизбежностью приводят к усилению воздействия человека на природу, к нарушению естественного экологического равновесия. Увеличение промышленных выбросов стало причиной не только загрязнения природной среды веществами, которые не вписываются в естественные кругообороты, но и серьезных нарушений в протекании природных циклических процессов. Поэтому проблема сохранения и улучшения природы, частью которой являемся и мы, люди, требует внимательного отношения, продуманных, а в ряде случаев - и неотложных решений.

Вариант№0

Технологический процесс: Плазменная резка

Раздел 1. Технология плазменной резки

Плазма представляет собой ионизированный газ с высокой температурой, способный проводить электрический ток. Плазменная дуга получается из обычного, в специальном устройстве - плазмотроне - в результате ее сжатия и вдувания в нее плазмообразующего газа. Различают две схемы: плазменно-дуговая резка и резка плазменной струей (Рисунок 1)

При плазменно-дуговой резке дуга горит между неплавящимся электродом и разрезаемым металлом (дуга прямого действия). Столб дуги совмещен с высокоскоростной плазменной струей, которая образуется из поступающего газа за счет его нагрева и ионизации под действием дуги. Для разрезания используется энергия одного из при электродных пятен дуги, плазмы столба и вытекающего из него факела.

При резке плазменной струей дуга горит между электродом и формирующим наконечником плазмотрона, а обрабатываемый объект не включен в электрическую цепь (дуга косвенного действия). Часть плазмы столба дуги выносится из плазмотрона в виде высокоскоростной плазменной струи, энергия которой и используется для разрезания.

Плазменно-дуговая резка более эффективна и широко применяется для обработки металлов. Резка плазменной струей используется реже и преимущественно для обработки неметаллических материалов, поскольку они не обязательно должны быть электропроводными.

Столб дуги заполняет формирующий канал. В дуговую камеру подается плазмообразующий газ. Он нагревается дугой, ионизируется и за счет теплового расширения увеличивается в объеме в 50-100 раз, что заставляет его истекать из сопла плазмотрона со скоростью до 2-3 км/c и больше. Температура в плазменной дуге может достигать 25000-30000°С.

Непосредственное влияние на все технологические параметры плазменной струи оказывает плазмообразующая среда. В качестве плазмообразующих сред применяются аргон, гелий, азот, воздух, водород и их смеси, механизм образования плазмы которых, различен. Азот по сравнению с аргоном имеет лучшие энергетические и экономические показатели, но при нагреве до высоких температур оказывает вредное влияние на окружающую среду.

Источники опасных и вредных производственных факторов при выполнении плазменной резки:

- несоответствие технологических процессов резки правилам и нормам требований безопасности;

- конструктивные недостатки оборудования, оснастки, приспособлений для резки;

- неисправное состояние технологического оборудования, оснастки, приспособлений;

- отсутствие местной вытяжной вентиляции при выполнении плазменной резки;

- нарушение правил электробезопасности и пожарной безопасности персоналом, участвующим в выполнении основных и вспомогательных работ по плазменной резке.

Раздел 2. Характеристика загрязняющих веществ

Постоянное развитие получают технологические процессы, связанные с обработкой металлов. Так в последние 10-15 лет широкое распространение стали получать процессы плазменной резки, которые обеспечивают автоматизацию и высокую точность производства металлических заготовок. Такие процессы сопровождаются значительным выделением мелкодисперсных аэрозолей с размером частиц от десятых долей микрон до 3-5 микрон. Так при резке легированной стали толщиной 20 мм выделяется 1600г/ч. При среднем количестве воздуха, удаляемого вытяжными устройствами от таких установок 6-8 тысяч м3/ч.

Плазменная резка металлов сопровождается выделением пыли и токсичных газов, таких как: аэрозоль, содержащий пыль оксиды марганца, никеля, меди, кремния, хрома, железа. А так же трехокиси алюминия, вольфрама и его соединений, окись углерода, оксиды азота, озон.

Выбрасывающаяся целая гамма таких веществ, с разной степенью интенсивности отрицательно влияет на здоровье человека:

Диоксид азота( NO2)

Является потенциальным раздражителем, вызывает хронические легочные заболевания. У детей в возрасте 2 -3 года наблюдается некоторый рост заболеваний бронхитом.

Оксид углерода (СO2)

Большая концентрация в воздухе вызывает удушье. Вызывает гипоксию (длительностью до нескольких суток), головные боли, головокружение, тошноту. При конц. выше 61% теряется работоспособность, появляется сонливость, ослабление дыхания, сердечной деятельности, возникает опасность для жизни.

? СО2 поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления

Озон (О3)

В воздухе допустимы лишь очень малые концентрации т.к. озон чрезвычайно ядовит (более чем угарный газ СО).

Хлор

Раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. К первичным воспалительным процессам обычно присоединяется вторичная инфекция. Острые отравления развиваются почти немедленно. При вдыхании средних и низких концентраций отмечаются стеснение и боль в груди, учащенное дыхание, резь в глазах, слезотечение, повышенное содержание лейкоцитов в крови, температуры тела. Возможны бронхопневмония, отек легких, депрессивное состояние, судороги и т.п.

Эти опасные и вредные вещества превышают допустимые нормы.(Таблица2.1).

Таблица 2.1 - Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ по видам производств в атмосферном воздухе

Раздел 3. Определение валового (годового) выброса вредных веществ

Валовые выбросы при плазменной резке металлов определим по формуле [1]

Bi= Kix Т x Д,

где Bi- валовые выбросы i-го загрязняющего вещества, т/год;

Ki-удельный показатель выделения i-го загрязняющего вещества времени работы оборудования, г/ч.

Т - время работы оборудования в день, час;

Д - количество рабочих дней в году (Д = 250 д/год).

Валовые выбросы зависят и от толщины разрезаемых листов. Для расчета мы выбрали высокомарганцовистую сталь.

Толщина разрезаемых листов =10мм

Т=3ч

Д=250д/год= 6000 ч /год

Валовые выбросы марганца ( т/год)

Ki= 12,0 г /ч

Подставляем значения в формулу [1]:

B(марганца)=3ч х12,0 г/ч х 6000 ч/год= 216000(г/год) = 0,216т/год

Валовые выбросы оксида кремния (т/год)

Ki= 1,0 г /ч

B(оксида кремния)=3чх1,0 г/ч х 6000ч/год = 18 000 (г/год)= 0,018 т/год

Валовые выбросы оксида железа (т/год)

Ki= 752,0 г /ч

B(оксида железа)=3чх752,0 г/ч х 6000ч/год = 13536000г/год=13,536 т/год

Валовые выбросы оксида углерода(т/год)

Ki= 264,0 г /ч

B(оксида углерода)=3чх264,0 х 6000ч/год = 4572000г/год=4,572т/год

Валовые выбросы диоксида азота(т/год)

Ki= 1320,0 г /ч

B(диоксида азота)= 3чх1320,0 г/ч х 6000ч/год=23760000г/год=23,76 т/год

Раздел 4. Мероприятия по сокращению загрязнения окружающей среды

Вытяжной воздух, удаляемый от установок плазменной резки должен подвергаться очистке с целью выполнения требований ПДВ (предельно допустимого выброса). Следует отметить, что это техническое решение находит все большее распространение в связи с тем, что она позволяет экономить энергоресурсы во время отопительного сезона, который на большей части территории России продолжается 7-8 месяцев.

Для решения задачи очистки удаляемого воздуха от установок плазменной резки металлов предпринимались попытки использования аппаратов мокрой чистки. Однако, такая система не получила широкого распространения в связи с тем, что эффективность такой чистки не превышала 80% из-за мелкодисперстности образующихся аэрозолей, а так же возникла задача последующей очистки воды, от уловленных окислов металлов.

Прорывом в решении этой непростой задачи явилось создание новых высокоэффективных фильтрующих материалов.

НА основе этих материалов были разработаны патронные (картриджные) фильтрующие элементы(рисунок 4.1). Конструктивно такие элементы представляют собой мини-плиссированный пакет фильтрующего материала, размещенного так называемой «звездой» в цилиндрическом корпусе. Обеспечение надежной герметизации элементов патронных фильтров достигает соединением концевых дисков и мини плиссированного фильтрующего пакета с помощью специальных герметиков.

Схема патронного фильтрующего элемента

1 - опорная сетка; 2 - металлический концевой диск; 3 - мениплиссированный фильтрующий пакет; 4 - бандажный пояс; 5 - концевое кольцо

С использованием патронных фильтрующих элементов были разработаны патронные фильтр с импульсной регенерацией сжатым воздухом(ФПИ) (рисунок 4.2)Фильтры ФПИ выпускают производительностью от 2 до 32 тысяч м3/ч и позволяют эффективно решать задачи очистки воздуха, выбрасываемого в атмосферу от аэрозолей автоматизированных установок резки металлов, обеспечивая выполнения требований ПДВ.

Для решения задачи рециркуляции очищенного воздуха от установок резки металлов с последующей его рециркуляцией разработаны и выпускаются специальные патронные элементы ФЭП(рисунок 4.3) с применением сверхэффективных материалов, покрытых мембранами. Такие мембранные покрытия могут наноситься на основу из синтетических и целлюлозных волокнистых структур.

Патронный фильтр типа Фильтрующий

ФПИ патронный элемент типа ФЭП

Эффективность элементов типа ФЭП, оснащенных такими материалами в отношении частиц 0,3 - 0,5 мкм составляет более 99%.

Применение мембранных покрытий в фильтрующих материалах ФЭП не позволяет мелкодисперсным аэрозолям глубоко проникать внутрь материала, обеспечивая, таким образом, поверхностную фильтрацию, что в дальнейшем позволяет эффективно проводить регенерацию ФЭП импульсаи сжатого воздуха.

Заключение

Работа над данным расчетным заданием помогло нам ознакомиться с проблемами взаимодействия предприятия по плазменной резке на окружающую природную среду, в частности ознакомиться с конкретным технологическим процессом и оборудованиями используемые для очистки выбрасываемых в окружающую среду вредных загрязняющих веществ. Произведя расчеты, мы ясно убедились в том, что промышленные эти выбросы попадают в атмосферу в большом количестве.

Помимо того определили источники химического загрязнения атмосферы и ознакомились с химическими веществами, загрязняющие окружающую среду и определили как они влияют на здоровье человека.

А так же рассчитали валовый (годовой) выброс вредных веществ при изготовлении единицы продукции при плазменной резке. Мы определили, что самый низкий показатель выбросов при данной промышленности у оксида кремния (0,018 т/годт/год), а самый высокий показатель у диоксида азота(23,76 т/год).

После проделанной расчетной работы мы ознакомились и предложили методы снижения выбросов вредных веществ для сокращения загрязнения окружающей среды.

Список использованных источников

1 Очистка воздуха при плазменной, лазерной резке и сварке металлов URL: http://www.folter.ru/images/file/ochistka%20vozduxa%20pri%20plazm%20rezke.pdf (31. 10.2012).

2ГОСТ 22-1498-82-1982. ССБТ.Плазменная резка металловтребования безопасности - Введ. 1982-09-09. - : Министерство строительного дорожного и коммунального машиностроения /Е.Е,Трач, Г.И.Будянская - 1982

Размещено на Allbest.ru