На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Быстрая помощь студентам

 

Результат поиска


Наименование:


реферат Обоснование проектных решений при размещении производственных объектов

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 17.11.2012. Сдан: 2012. Страниц: 9. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Оглавление 

Глава 1. Очистка отходящих газовых выбросов химических предприятий……………………………………………………………………….3
      Методы очистки газовых выбросов от гетерогенных     примесей………….…………………………………...……………………..…….3
   1.2. Очистка газовых выбросов от гомогенных примесей……………..…..9
   1.3. Методы очистки отходящих газов от сероводорода и сероуглерода..13
Глава 2. Охрана окружающей среды и задачи восстановления природных    ресурсов……………………..………………………………………………..…..18
   2.1. Концепция устойчивого развития……………………………….……..18
   2.2. Социально-этические проблемы охраны окружающей среды…….…20
   2.3. Международное сотрудничество и природоохранное законодательство………………………………………………………...………23
Список  использованной литературы………………………………….…….29 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Очистка отходящих газовых выбросов
химических  предприятий 

   В большинстве промышленных стран  проблемы предотвращения загрязнения воздуха относятся к разряду важнейших и контролируются государством.
   В серии мер, направленных на снижение уровня загрязнения воздуха, наиболее действенными являются технические методы. Все они направлены на минимизацию выбросов.
   Здесь остановимся на методах очистки  газов.
   В состав загрязняющих компонентов газа могут входить гетерогенные (твердые и жидкие частицы) и гомогенные примеси.
   1.1. Методы очистки газовых выбросов от гетерогенных примесей
   Твердые загрязняющие вещества образуются в результате природных явлений и техногенной деятельности человека. К природным загрязнителям относят космическую и метеоритную пыль; неорганическую (геологическую пыль, а также пыль, образующуюся при вулканической деятельности, природных пожарах, песчаных бурях и т.д.) и органическую (пыльца растений, планктон, семена растений и т.д.) пыль.
   Источниками промышленной пыли служат крупные производства, например топливная промышленность. Получение тепловой, электрической энергии и пара базируется на сжигании твердых, жидких и газообразных топлив. В результате процессов горения в воздух поступает наибольшее количество твердых и газообразных выбросов. В газовую фазу выделяются частицы негорючих (минеральных) составляющих топлива или не полностью сгоревшие частицы органических компонентов в виде сажи или кокса.
   Основными источниками твердых выбросов в  металлургической промышленности (производство черных и цветных металлов и литье полупродуктов) является производство сырого чугуна (агломерация и доменные печи), производства стали (кислородные конверторы и тандем-печи), литейные производства, получение ферросплавов и вспомогательные процессы, такие, как коксование.
   В промышленности цветных металлов большое  количество пыли образуется при производстве алюминия (в зависимости от способа производства получают отходящие газы с температурой от 100 до 250 "С и содержанием пыли от 15 до 80 г/м3).
   В машиностроительных производствах твердые выбросы, переходящие в газовую фазу, образуются на всех стадиях обработки металлов.
   Еще один источник твердых загрязняющих материалов — предприятия строительной промышленности (производство цемента, кирпича и других строительных материалов). Самые крупные поставщики пыли в атмосферу — цементные заводы, известковые печи, установки по производству магнезита.
   Жидкие  загрязнения (туман, капли) образуются при конденсации паров, распылении или разливе жидкостей, в результате вторичных химических или фотохимических реакций.
   Пары  могут конденсироваться в результате охлаждения их в смеси с воздухом или другим неконденсирующимся газом. В зависимости от точки плавления конденсирующихся веществ образуются жидкие или твердые частицы, методы удаления которых во многом основаны на аналогичных принципах. Поэтому далее они будут рассмотрены совместно.
   Различают четыре основные группы методов очистки  промышленных газов от взвешенных частец: сухая механическая газоочистка; мокрая газоочистка — промывка газа жидкостью, которая поглощает взвешенные в газе частицы; фильтрация газа; электрическая очистка газа.
   Механические  методы очистки. Основаны на использовании в аппаратах силы тяжести или сил инерции.
   Сухие механические сепараторы используют в своей работе действие силы тяжести. При небольшой скорости движения газового потока твердые частицы под действием силы тяжести будут оседать на дно аппаратов.
   Простейшим  сепаратором является осадительная емкость, где для удаления твердых частиц из газового потока используются силы гравитации.
   Различные конструкции пылеосадительных аппаратов  показаны на рис. 1.1.
   

Рис. 1.1. Пылеосадительные камеры — полая; б— с горизонтальными полками; в, г — с вертикальными перегородками):
   1—  корпус; 2— бункер; 3— штуцер для удаления пыли; 4— полки; 5— перегородки
   Инерционные пылеуловители. Если в пылеосадительных камерах устанавливают перегородки, то на взвешенные частицы при изменении направления движения газов наряду с силой тяжести действуют и силы инерции. Пыль, стремясь сохранить направление движения после изменения траектории движения потока газов, осаждается в бункере. При таком методе очистки частицы пыли крупнее 25—30 мкм улавливаются на 65 — 85%.
   Циклонные сепараторы являются наиболее часто применяемыми аппаратами и характеризуются разнообразием конструкций. Запыленный газ вводится со значительной скоростью в цилиндрическую часть циклона через патрубок по касательной или по спирали к внутренней поверхности корпуса. В аппарате газ совершает вращательно-поступательное движение и движется по спирали вниз вдоль корпуса аппарата. Под действием центробежной силы, возникающей при вращательном движении газа, частицы пыли отбрасываются к периферии и образуют на стенке циклона пылевой слой, который вместе с частью газа движется вниз и попадает в бункер. Отделение частиц пыли происходит в бункере под действием сил инерции при перемене направления движения газового потока на 180°. Освободившись от пыли, газ образует вторичный поток и выходит из циклона через выходную трубу.
   Мокрые  механические скрубберы  предусматривают промывку газов водой. Они были разработаны на основе сухих скрубберов для повышения эффективности аппарата при работе с тонкодисперсной пылью. Мокрые пылеуловители имеют ряд преимуществ: небольшая стоимость, высокая эффективность улавливания пыли, возможность применения для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм и работ при высокой температуре и со взрывоопасными газами. Однако они имеют и ряд недостатков: улавливаемый продукт выделяется в виде шлама, следовательно, необходимо обрабатывать дополнительно сточные воды; в случае очистки агрессивных газов аппаратуру и коммуникации необходимо защищать антикоррозионными материалами.
   

Рис. 4.9. Различные типы скрубберов Вентури  с мокрой системой очистки:
   а— с инжектором; 6— Иматра—Вентури; в— SF Вентури с дополнительным потоком; г— Бег—Вентури 

   В полых газопромывателях запыленные газы пропускают через завесу распыляемой  жидкости.
   Частицы пыли захватываются каплями промывной  жидкости и осаждаются в промывателе, а очищенные газы удаляются из аппарата.
   На  рис. 1.2. представлены различные типы мокрых скрубберов Вентури. Их применяют для очистки газов от тонкодисперсной пыли.
   Скруббер  Вентури представляет собой трубу  с плавным сужением на входе газа (конфузор) и плавным расширением на выходе (диффузор).Узкая часть трубы Вентури получила название горловины. Принцип действия этих аппаратов основан на интенсивном дроблении газовым потоком, движущимся с высокой скоростью, орошающей его жидкостью. Аппараты характеризуются высокой степенью очистки, большими гидравлическими потерями и необходимостью установки каплеуловителя.
   Метод фильтрации. Основан на прохождении запыленных газов через различные фильтрующие материалы. В процессе фильтрации газа частицы пыли приближаются к поверхности зерен материала, сталкиваются с ними и осаждаются на них в результате действия сил диффузии и инерции. Твердые примеси, содержащиеся в газе, задерживаются на фильтрах, а газ проходит сквозь них и таким образом очищается. Со временем пыль, собранная в порах фильтра, накапливается. Образуется пылевой слой, который сам становится частью фильтрующей среды. Возрастает гидравлическое сопротивление, снижается скорость фильтрации и возникает необходимость в регенерации фильтра. Таким образом процесс фильтрации состоит из двух стадий: стадии очистки газов и стадии регенерации или очистки фильтра. В некоторых случаях отработанный фильтрующий материал не регенерируют, а заменяют на новый.
   Преимущество  метода фильтрации заключается в высокой эффективности очистки газов и сравнительно низкой стоимости оборудования. Недостаток метода состоит в высоком сопротивлении и быстром забивании фильтрующего материала пылью.
   Текстильные материалы для фильтров могут  быть ткаными, вязаными, слоистыми или прессованными; очень гладкими (из длинных, прямых синтетических волокон или стекловолокон); гладкими (хлопок, шерсть или синтетические волокна); мало и сильно ворсистыми.
   В настоящее время применяют различные  типы материалов. Современные шерстяные или хлопковые волокна заменяют более термостойкими синтетическими (полиэфирными и др.) материалами или гибким стекловолокном.
   При выборе материала фильтра учитывают  его износо-, термо- и ударостойкость, а также адсорбирующую способность. Важными характеристиками является собирающая способность и падение рабочего сопротивления при работе. Ворсистые материалы по сравнению с гладкими материалами имеют большую поверхность сбора пыли, но гладкие материалы легче очистить от пыли.
   Электростатические методы очистки. Очистка газов на электрофильтрах является универсальным и высокоэффективным средством очищения газов от твердых и жидких примесей. Электрофильтры применяются в различных отраслях промышленности для очистки технологических газов от любых аэрозолей, включая туманы кислот и другие агрессивные жидкости. Преимуществом этого вида очистки являются:
   - возможность улавливать твердые  и жидкие частицы размером  от 0,01 мкм (вирусы, табачный дым)  до десятков микрометров;
   - возможность работы при высокой температуре газов — до -40 °С;
   - высокая эффективность процесса  очистки — от 98,0 до 99,9 %;
   - широкий диапазон производительности  — от сотен до миллионов м3/ч;
   - низкое гидравлическое сопротивление  — 0,2 кПа. 
   Основные  недостатки метода состоят в потребности больших пространств и высоких капитальных затратах на установку электрофильтров и их эксплуатацию. Вследствие этого они применяются там, где высоки требования к пылеудалению, требуется высокая пропуская способность, и основные производства в качестве техногенных выбросов образуют тонкодисперсную пыль. Расход электроэнергии составляет 0,1—0,5 кВт на 1 000 м3 газа.
   Электрофильтр состоит из осадительной камеры с  электродами и источника напряжения. Основные элементы электрофильтра —  коронирующие и осадительные электроды, к которым подводится высокое напряжение от 30 до 150 кВ. В пространстве между электродами формируется сильно неоднородное электрическое поле, напряженность которого уменьшается по мере удаления от коронирующего электрода. У поверхности коронирующего электрода (электрод с большой кривизной поверхности, например, острие или проволока) возникает коронный разряд, в зоне которой происходит ионизация молекул. Отрицательные ионы, сталкиваясь с гетерогенными частицами, содержащимися в газе, осаждаются на них, и сообщают частицам заряд. Время зарядки аэрозольных частиц невелико и измеряется долями секунды. Гетерогенные частицы приобретают заряд и направленное движение к осадительному электроду. На электроде частицы теряют заряд, осаждаются и укрупняются. Эффективность очистки зависит от физико-химических параметров пылегазового потока и времени пребывания газа в электрофильтре [4, с.113].
   По  объему очищаемого газа электрофильтры подразделяют на фильтры высокой  производительности (более 10 000 м3/ч) и малогабаритные электрофильтры (1 — 2 м3/ч).
   1.2. Очистка газовых выбросов от гомогенных примесей
   Рассмотрим  наиболее часто применяемые методы очистки газов от гомогенных примесей.
   Метод абсорбции. Абсорбция — это один из видов сорбционных процессов, который заключается в выделении одного из компонентов газообразных веществ из общего потока смеси путем поглощения его жидкостью.
   Абсорбент должен быть высокоселективным по отношению  к отделяемому компоненту и инертным по отношению к остальным составляющим газовой смеси. При увеличении давления и снижении температуры скорость абсорбции увеличивается.
   Для увеличения движущей силы и скорости процесса абсорбцию желательно вести в режиме противотока.
   Обратный  процесс выделения поглощенного газа из раствора абсорбента называется десорбцией. При изменении условий, например при снижении давления или повышения температуры, процесс становится обратимым и происходит выделение газового компонента из раствора. Таким образом, можно осуществить циклический процесс абсорбции - десорбции для концентрирования и утилизации отделяемого компонента, который нельзя было использовать при начальной его концентрации в очищаемом газе. Для проведения абсорбции используется разнообразное оборудование. Безнасадочные абсорбционные колонны представляют собой цилиндрические емкости, с противонаправленным движением газов и жидкости. Скорость движения газов в противоточном скруббере составляет 0,6—1,2 м/с.
   Преимущество  безнасадочных колонн состоит в  малом сопротивлении потоку газа, простоте конструкции и малых помехах, которые вызывает присутствие твердых частиц; недостаток — в невысокой эффективности процессов диффузии и массообмена. Такие абсорберы используют при абсорбции, протекающей при высоких скоростях, или в тех случаях, когда не требуется тщательной очистки газа.
   Насадочные  колонны широко применяют на практике. Часто в качестве насадок применяют кольца Рашига, которые регулярно уложены в аппарате или свободно насыпаны слоем высотой 1 — 3 м. Эффективность работы насадочных колонн зависит от площади поверхности насадки и однородности орошения. Преимущество абсорберов с насадкой — высокая эффективность процесса и возможность работать при большой скорости подачи газа.
   Метод адсорбции. Адсорбция — это поглощение газового компонента поверхностью твердого тела. Если между молекулами адсорбированного вещества и адсорбента не происходит никаких химических реакций и не образуется химических связей, то такой процесс называют физической адсорбцией. Физическая адсорбция протекает очень быстро и с выделением теплоты, в 1,5 — 2 раза превышающей теплоту конденсации. Адсорбированное на твердой поверхности вещество можно полностью удалить при обратном процессе — десорбции путем изменения условий, например, при повышении температуры или понижении давления. Адсорбент применяют повторно в циклическом процессе, а отделенное вещество используют по назначению. Химическая адсорбция, или хемосорбция, представляет такой процесс, при котором между адсорбированным веществом и поверхностью адсорбента происходит химическая реакция. При этом выделяется теплота, значительно превосходящая теплоту физической адсорбции. Связывание вещества на поверхности бывает настолько сильным, что вернуть хемосорбированное вещество вновь в газовую фазу иногда не представляется возможным.
   Метод конденсации. Конденсация — переход вещества из газообразного состояния в твердое или жидкое — применяется для удаления некоторых выбросов, образующихся в технологических процессах. В этих случаях значительная часть пара удаляется за счет охлаждения до температуры ниже точки росы.
   Процесс осуществляется либо в поверхностных  конденсаторах, таких как спиральные или трубчатые теплообменники, с  использованием жидкой охлаждающей среды, либо в инжекторных конденсаторах, где охлаждающая жидкость впрыскивается в корпус конденсатора и смешивается с очищаемым газом, отбирая теплоту от его паров. Поверхностные конденсаторы применяют для отделения веществ, смешивающихся с охлаждающейся жидкостью; инжекторные — веществ, которые не смешиваются между собой (в этом случае жидкости разделяют после охлаждения в сепараторе).
   Реагентные  методы очистки. Включают процессы химического окисления и восстановления, термоокисление и каталитическое окисление.
   Химическое  окисление или восстановление применяется в тех случаях, когда загрязняющее вещество с помощью этих реакций можно перевести в безвредное соединение, или получить промежуточный продукт, более пригодный для дальнейшей переработки. В процессе окисления чаще всего используют атмосферный кислород.
   Процессы  окисления или восстановления при  нормальных условиях могут протекать недостаточно быстро. По этой причине часто используют повышенные температуру и давление или катализаторы. Различают две разновидности процесса — термоокисление и каталитическое окисление.
   Термоокисление  применяют особенно часто в нефтехимических производствах. Выбросы этих предприятий содержат органические вещества, которые могут быть сожжены с образованием диоксида углерода, воды и других нетоксичных веществ. Сгорание должно быть полным и это зависит от температуры, при которой оно происходит. Газы и пары полностью сгорают при температуре выше 800 °С. В процессе горения для предотвращения образования сажи необходим 2 —3%-й избыток воздуха.
   Если  теплотворной способности газовой смеси достаточно для образования стабильного пламени, то газы с самовоспламеняющимися веществами можно сжигать в факеле. Такой способ применим на нефтеперегонных и нефтеперерабатывающих предприятиях. Сжигание осуществляется на высоте около 100 м. Сжигание в замкнутом пространстве используется при реализации длительных непрерывных процессов с возможностью утилизации теплоты сгорания.
   Каталитическое  окисление применяют в тех случаях, когда концентрация горючих веществ в газе невелика или когда требуется предварительный нагрев до 800 °С. Катализаторы гарантируют весьма быстрое и полное протекание реакции горения даже при относительно низких температурах. Горение на поверхности катализатора протекает без образования пламени и не зависит от температуры зажигания. Современные катализаторы позволяют осуществлять обыкновенное сжигание при 250 °С. При 300 °С достигается 90%-я эффективность процесса, а при 350—400 °С— 99%-я.
   Катализаторы  представляют собой либо металлы  в элементарном состоянии, либо оксиды или соли, нанесенные на инертные носители. Чаще всего применяют платину, другие металлы платиновой группы, а также железо, хром, кобальт, никель, ванадий, медь, молибден. Катализаторы чувствительны к присутствию в сжигаемых газах некоторых веществ, которые действуют как каталитические яды. Наиболее разрушительными ядами являются галогены, которые образуют летучие галогениды металлов, что приводит к образованию каталитически неактивных соединений.
   Особенность процессов каталитической очистки газов состоит в том, что они протекают при малых концентрациях удаляемых примесей. Основным достоинством метода является высокая степень очистки. Каталитическое окисление используют для удаления диоксида серы из дымовых газов, а каталитическое восстановление — для обезвреживания газов от оксидов азота. Методы каталитической очистки широко применяют для удаления органических примесей.
1.3. Методы очистки отходящих газов от сероводорода и сероуглерода
   Для выделения сероводорода из отходящих газов при производстве кокса и очистке природного газа применяют методы, которые можно разделить на две группы:
   1) гидросульфит абсорбируют из  газовой смеси веществом, которое  затем регенерируют в процессе  десорбции;
   2) гидросульфид одновременно адсорбируют и окисляют до конечного продукта — серы.
   Методы  абсорбции. При проведении процессов очистки методом абсорбции в качестве абсорбентов используют растворы фенолята натрия, моно- и диэтаноламина, карбонатов щелочных металлов.
   Этаноламиновый  процесс очистки (процесс Джирботол). В этом процессе в качестве абсорбента применяют моноэтаноламин или диэтаноламин.
   Моноэтаноламин  используют в виде раствора концентрацией 15 —20 %. Процесс абсорбции осуществляют в тарельчатой колонне. Эффективность процесса очень высока, и остаточная концентрация сероводорода в очищенном газе менее 1 ppm. Отработанный раствор моноэтаноламина вместе с поглощенным сероводородом подают в колонну десорбции, где H2S десорбируют паром. При этом получают концентрированный гидросульфид, который может быть переработан на элементарную серу.
   Аналогичный процесс разработан с использованием диэтаноламина. Преимущество этого варианта заключается в применении абсорбирующего вещества с большей концентрацией и при более высоком давлении. Высокая эффективность очистки достигается при использовании меньшего количества поглотителя.
   Данный  метод применяют для очистки  природного газа.
   Абсорбция сероводорода растворами солей. Разработано несколько вариантов такого процесса.
   В процессе Сиборд используют разбавленный раствор карбоната калия или натрия. Применяют двухстадийную схему очистки, так как за один проход поглощается только 85 — 92% сероводорода. После насыщения абсорбционный раствор регенерируют сжатым воздухом.
   В модифицированном варианте этого способа на стадии регенерации применяют пар низкого давления. Это уменьшает количество раствора, используемого на стадии абсорбции.
   Еще один вариант — горячий карбонатный  процесс, называемый также горячим поташным процессом. В качестве поглотителя используют растворы карбоната натрия или калия. Применение высокой температуры позволяет повысить концентрацию раствора карбоната до 40 %. Процесс отличается высокой эффективностью.
   Фосфатный процесс аналогичен горячему карбонатному процессу, и в нем сероводород абсорбируется раствором, содержащим 30 —32 % фосфата калия.
   Окислительные методы очистки газов  от сероводорода. Эти процессы совмещают очистку газов от сероводорода с одновременным окислением его до элементарной серы. Есть несколько разновидностей таких процессов.
   Феррокс-процесс. По этому способу сероводород абсорбируется суспензией 3%-го карбоната натрия и 0,4%-го оксида железа(III). Первоначально сероводород конвертируется в бисульфид натрия под действием карбоната натрия. Затем он реагирует с оксидом железа с образованием сульфида железа. Раствор обрабатывают кислородом воздуха, в результате выделяется элементарная сера, а регенерированный оксид железа возвращается в абсорбер. Процесс осложнен протеканием побочных реакций образования тиоцианатов и тиосульфатов металлов. Остаточное содержание сероводорода составляет около 5 ppm.
   Тилокс-процесс. Этот метод применяют при очистке газов с высоким содержанием сероводорода. Поглощение осуществляют нейтральным раствором тиоарсената натрия. Насыщенный абсорбционный раствор регенерируют барботажем воздуха. В результате образуется мелкодисперсная сера, которая удаляется с поверхности раствора. Процесс отличает высокая эффективность. Недостаток заключается в загрязнении серы соединениями мышьяка.
   Стретфорд-процесс. Сероводород выделяют из смеси газов посредством поглощения его раствором, содержащим щелочной органический реагент и ванадат аммония, с одновременным поучением высококачественной серы. Процесс непрерывный. Гидросульфид окисляется с образованием серы, выделяющейся в виде тонкодисперсной суспензии. Суспензию концентрируют, а затем серу отфильтровывают и очищают промывкой. Процесс можно применять для очистки отходящих газов многих производств — получения вискозного волокна, коксового и природного газов.
   Клаус-процесс. Этот процесс применяется для переработки газов с высоким содержанием сероводорода. Оборудование включает цилиндрический реактор диаметром 10 м и высотой 5 — 6 м, в котором на решетку помещен катализатор (боксит) слоем толщиной 2 м. Очищаемый газ проходит сверху вниз. При этом сероводород окисляется кислородом в соответствии с реакцией:
   2H2S + 02 20 + 2S                                                                                  (1)
   Усовершенствованная система процесса предусматривает  сжигание части сероводорода до оксида серы (IV) в начале процесса перед подачей газа в печь Клауса. Остаточное количество сероводорода окисляется оксидом серы (IV) до элементарной серы. Процесс контролируют таким образом, чтобы состав смеси соответствовал стехиометрии реакций
   2H2S + 302 20 + 2S02                                                                             (2)
   S02 + 2H2S 2H20 + 3S                                                                                (3)
   Контактная  масса состоит из смеси оксида кремния(1У), гид-роксида алюминия и  оксида железа(Ш). Получаемая в печи сера разливается по формам и застывает. Степень выделения сероводорода из газовой смеси составляет 95 %.
   Совместная  очистка газов  от сероводорода и  сероуглерода. Отличительной особенностью производства вискозного волокна является совместное образование сероводорода и сероуглерода. Поэтому методы, которые используют на практике, предусматривают одновременную очистку от двух газов.
   Большинство методов очистки газов, получаемых при производстве волокон, основано на адсорбции активированным углем совместно двух газов. После проведения адсорбции дисульфид углерода CS2
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.