Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1)Технологические процессы переработки сырья как источники воздействия на окружающую среду
На данном этапе жизненного цикла транспортных объектов основными источниками загрязнения окружающей среды и потребления природных ресурсов (энергоресурсов, руд, металлов, питьевой воды) являются технологические процессы производства черных и цветных металлов, резинотехнических изделий, моторных топлив и масел, дорожно-строительных материалов.
Производство черных металлов. Источниками выбросов вредных веществ при производстве черных металлов являются [21]: машины для обжига окатышей, охладители, грохоты, доменные печи, установки грануляции шлака, коксовые батареи, башни тушения кокса, вагоноопрокидыватели, мартеновские печи, конверторы, электропечи, вагранки, сушильные барабаны.
Загрязнение воздуха производится аэрозолями и вредными веществами с дымовыми газами. Коксовые печи, литейное производство, сталелитейные печи являются источниками выбросов углеводородов. В процессе агломерации мелкие частицы оксида железа спекаются в крупные куски для подачи в доменную печь с добавлением доломита и известняка.
В коксовой печи происходит разложение веществ без доступа кислорода с получением кокса для доменного, литейного производства и газа средней калорийности (360 мЗ/т угля). В процессе нагрева уголь теряет 30% массы за счет газификации и образования смолы.
Газы частично очищают и используют как топливо. По завершении цикла коксаобразования кокс выгружается в приемное устройство и охлаждается водой (1,9 м3/1 т кокса) в течение 90-120 с. Процесс сопровождается вьщелением водяного пара в объеме 960 мз на 1 т кокса.
В доменной печи для получения 1 т расплавленного металла необходимо
загрузить 1,55 т железной руды, 0,5 т кокса, 0,5-0,15 т известняка и доломита.
Выплавка стали кислородно-конверторным способом сопровождается выбросом аэрозолей: при переливании горячего металла - 98,7 кг/т стали, жидкой загрузке металла - 342 кг/т стали, выпуске плавки из конвертора- 507 кг/т стали, разливке стали- 39 кг/т, дутье: нижнем- 986,7 кг/т, верхнем- 506,7 кг/т.
Производство чугунного и стального литья включает плавку черных металлов в печах и разливку их в песчаные формы. После охлаждения литниковую систему и стояки срезают и передают в металлолом для переплавки. Выбросы возникают при переработке этого лома, покрытого песком. После удаления отливки из формы отработанную формовочную смесь повторно используют, добавляя воду и присадки. Получение чугунного литья в вагранках осуществляется из шихты литейного и передельного чугуна, металлолома, известняка, кокса и сопровождается выбросами СО - 77 кг/т расплавленного металла, аэрозолей - 24,8 кг/т.
Электролизеры - стальные ванны с угольными стенками (катодами). Расходуемые угольные аноды являются источниками выброса углерода, реагирующего с О2, высвобождающимся при электролизе. В электролизерах Содерберга используют цельный анод, полученный введением углеродной пасты, состоящей из смеси нефтяного и угольного пека, в оболочку анода.
Производство алюминия сопровождается выбросами аэрозолей (при размельчении, транспортировке, перевалке), токсичных веществ (процессы горения мазута для получения вторичных топливно-энергетических ресурсов и спекания анодов), фтористых соединений (1 кг/т металла). Запыление происходит от кальцинаторов глинозема и печей для обжига известняка. Задымленность воздуха первичной газоочистки аэрозолями в процессе Содерберга составляет 1-2 кг/т алюминия.
Для производства алюминиевого сырья требуется энергия углеводородного топлива [получение пара (сжигание в котлах), электроэнергии и сжатого воздуха], при сжигании которого выделяются токсичные и вредные вещества. Учитывая, что для получения алюминия требуются большие затраты энергии (табл. 3.2), его производство размещают вблизи гидроэлектростанций и тогда выбросы вредных веществ в атмосферный воздух значительно снижаются. Если вторичные энергетические ресурсы при получении цветных металлов производятся на тепловых электростанциях, работающих на мазуте с содержанием серы 2,3%, то содержание в дымовых газах вредных веществ составляет: SOz - 4000 мг/м3 , NOx - 760 мг/мЗ, аэрозолей- 75 мг/мз, СО- 500 мг/мз, бенз(а.)пирена-10 мкг/мз [22].
Значения выбросов вредных веществ и энергозатраты при производстве
алюминия приведены в табл. 3.2.
Технология производства меди, свинца также связана с обработкой и обогащением минерального сырья, плавкой в электропечах и разливкой в формы и сопровождается выбросами(%): S02- 1-12, СО- 15. Объем шлаков составляет 15-25 т/ч, расход электроэнергии - 320 - 400 кВт· ч!т. Выплавка свинца осуществляется в канальной индукционной печи из свинцового агломерата при содержании в уходящих газах so2 - 1% и со- 1%.
Производство резинотехнических изделий. При изготовлении резинотехнических изделий (РТ.И) используют 30 видов каучуков и 1 00 разных ингредиентов, растворителей и все технологические операции производства РТИ являются источниками выделений вредных веществ. Изготовление резиновых смесей сопровождается выбросом аэрозолей (С, S, ZnO); нагрев каучуков и резин- изопрена, СО, стирола. Процесс вулканизации сопровождают выбросы NOx, S02, СО, СхНу. В процессах производства РТИ потребляется тепловая энергия, получаемая преимущественно в котельных, в составе дымовых газов которых содержится (%): S02-66, СО- 24, NOx-8, зола- 2. Исходным продуктом для получения РТИ является сажа и синтетические каучуки. Сажа получается в процессе восстановления углерода при неполном сгорании нефти или в процессе термического разложения.
В распространенной технологической схеме производства РТИ используется метод неполного сгорания, выбросы в котором составляют (г/кг сажи): СО - 805-3005; аэрозоли -
2,04---4,04; углеводороды - 74- 104; S02 - 18; H2S - 5-13. В табл. 3.3 представлены значения удельных выбросов вредных веществ при производстве РТИ.
Производство моторных топлив и масел. Моторное топливо (бензин, дизтопливо ), масло получается в процессе переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) по технологии. Источники выбросов на НПЗ: процессы извлечения серы, регенерация катализаторов крекинга в псевдоожиженном слое, горение топлива в нагревателях и котельных установках, а также потери углеводородов в системах сброса давления, газовой арматуре. В составе выбросов легкие углеводороды СО, S02, NНз, альдегиды, цианиды, оксиды азота, коксовая пыль. Выбросы из регенератора
составляют (частей на миллион) NOx- 94-543; аммиак- 0-15; альдегиды- 0,19; СхНу- 0-46; цианиды- 0,2; S02- 14---841. Выделение аэрозолей- 0,012-0,3 г/м3.
На среднем НПЗ насчитывается до 1500 трубчатых печей, в которых сжигается 6--8% топлива от общего количества перерабатываемой нефти газамазутными горелками парового распыления, выброс вредных веществ которых составляет (г/кг уел. топл.): SOx -1,55-3,98; СО - 0,7-1,56; NOx - 0,002-0,007; СН4 - 0,003-0,621. Уровень энергозатрат на НПЗ зависит от состава перерабатываемой нефти, глубины переработки, числа и качества технологических установок, степени комбинирования процессов, географического расположения производства. Массовая доля масел составляет 1,6% объема переработки нефти, а выход светлых нефтепродуктов
порядка 38,7% в пропорции между бензином и дизельным топливом 1: 1 ,4.
Используемые на транспорте в качестве моторного топлива сжиженный
нефтяной (СНГ) и сжатый природный (СПГ) газы состоят из смеси индивидуальных углеводородов с примесями азота, серы, кислорода и т. д. Для получения газового моторного топлива заданного состава требуется очистка исходного сырья, введение одорантов, компримирование. Эти процессы связаны с утечками углеводородов, затратами энергоресурсов.
В табл. 3.6 приведены результаты оценки значений удельных выбросов основных загрязняющих веществ при производстве материалов, используемых в жизненных циклах объектов транспорта, полученные для типичных технологических процессов на предприятиях черной, цветной металлургии, нефтяной, газовой, нефтехимической промышленности. Максимальные значения выбросов аэрозолей, СО наблюдаются в процессах производства РТИ (5524 и 2471 г/кг) и стальных (чугунных) слитков (548,6 и 1542,8 г/кг); NOx- при производстве алюминиевых слитков и моторного масла (22,8 и 19,0 г/кг); СхНу- при производстве РТИ, пластмасс и моторного масла (152,0; 85, 7; 89,2 г/кг); S02-при производстве медных слитков и РТИ (1120,0 и 437,7 г/кг).
Выбросы соединений свинца происходят при производстве одноименного
материала в количестве 0,38 г/кг продукта. Объемы водопотребления при изготовлении материалов составляют, мз/т готовой продукции:
- металлургия: агломераты для черной металлургии - 8, сталь- 295, алюминий- 1500, медь- 5000;
- нефтехимия: бензин - 10, резина - 2400, пластмассы - 3000;
- энергетика: золоудаление ТЭС- 20-40, получение 1000 мВт энергии на АЭС- 320, сжигание угля- 1000.
Производство дорожно-строительных материалов. Возрастающие объемы и темпы строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог предопределяют развитие производства дорожно-строительных материалов на камнедробильных заводах, базах по приготовлению органических вяжущих, эмульсий, заводах по переработке гудрона в битум, асфальтобетонных (АБЗ) и цементобетонных (ЦБЗ) заводах, заводах железобетонных конструкций (ЖБК). Базы по приготовлению органических вяжущих используют для хранения и приготовления битумных вяжущих и поверхностно-активных веществ (ПАВ). При приготовлении этих материалов выделяются токсичные, в том числе канцерогенные вещества. АБЗ и ЦБЗ предназначены для приготовления асфальта- и цементобетонных смесей,
укладываемых в дорожные одежды. Наибольшие загрязнения атмосферного воздуха происходят на
АБЗ, где используются процессы горения углеводородных топлив (мазута, угля, природного газа). Объем выбросов вредных веществ зависит от состава, вида топлива и организации процесса сгорания. Атмосферу загрязняют неорганическая пыль, сажа, углеводороды, сернистый газ, оксид углерода, оксиды азота, фенол, смолистые вещества. Сжигание мазута в топках сушильных барабанов сопровождается выделением бенз(а.)пирена. Среднесуточная его концентрация в зоне АБЗ составляет 0,004-4,2 · мг/мЗ
(ПДК=О,ОО1 мг/мЗ). Основное вещество в составе выбросов АБЗSi02
(4~5% от общего количества пыли), объем которого зависит от типа перерабатываемой горной породы. (В кварцитах 57-92%, в песчаниках 30-75%, в гнейсах 27-74%, в гранитах 25-65%, в известняках 30-37%.)
В рабочей зоне битумаплавильной установки концентрации толуола и стирола могут превышать допустимые в связи с использованием в битуме кубовых остатков ректификации стирола. Наибольшее количество S02 образуется при сжигании высокосернистых мазутов. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу на 1 т асфальтобетонной смеси (по данным МАДИ-ТУ), составляет, кг/т: неорганическая пыль- 15,04; углеводороды- 0,14; диоксид серы- 0,01; оксид углерода- 0,0005; фенол- 0,0004; оксиды азота - 0,000045.
Причины чрезмерного выделения пыли - использование для производства смесей каменных материалов большой запыленности, что приводит к повышенному выносу пыли из сушильных барабанов, перегрузке систем очистки газов и быстрому износу пылеуловителей. Камнедробильные заводы предназначены для измельчения и сортировки материалов, доставляемых с карьеров, получения фракционного материала, щебня необходимых размеров и являются источниками выделения пыли, шума.
Расход энергии на производство некоторых строительных материалов составляет, в МДж/т (1МДж=О,О341 кг условного топлива): строительный песок- 15; щебень природный- 100; товарный бетон класса В25-800; железобетон класса В25-2000 (данные МАДИ-ТУ).
2. Расскажите о некоторых технологиях осветления жидкости
|
4. Осветление |
Полное изъятие твердой фазы из жидкости |
Способы достижения технических целей
Седимента́ция (осаждение) — оседание частиц дисперсной фазы в жидкости или газе под действием гравитационного поля или центробежных сил.
Скорость седиментации зависит от массы, размера, формы и плотности вещества частицы, вязкости и плотности среды, а также от ускорения, силы тяжести и действующих на частицы центробежных сил.
В поле гравитационных сил седиментируют частицы грубодисперсных систем; в поле центробежных сил возможна седиментация коллоидных частиц и макромолекул (см. центрифугирование).
Седиментацию используют в промышленности при обогащении полезных ископаемых, различных продуктов химической и нефтехимической технологии, при водоочистке и др.
Седиментация в центрифугах и ультрацентрифугах, а также в гравитационном поле лежит в основе седиментационного анализа.
Фильтрование (от лат. filtrum — войлок, англ. filtration, фр. filtration) — процесс разделения неоднородных систем (например, суспензия, аэрозоль) при помощи пористых перегородок, пропускающих дисперсионную среду и задерживающих дисперсную твёрдую фазу.
Техника фильтрования
Фильтрование жидкостей в лаборатории проводят с помощью воронок, в которые вкладывается специальная фильтровальная бумага.
Фильтрование осуществляется либо в режиме постоянной разности давлений (например, вакуум-фильтры), либо в режиме постоянной скорости (например, рамный фильтр-пресс).
Все современные способы очистки можно разделить укрупнённо на две группы: механические фильтры, являющиеся перфорированной перегородкой той или иной конструкции, и очистители в силовых полях (гравитационные, центробежные, магнитные, электростатические). Недостатком первых является малая грязеёмкость, увеличение перепада давления по мере забивания отверстий или пор в перегородке, наличие байпасного клапана, перепускающего без очистки часть жидкости из линии загрязнённой жидкости в линию очищенной жидкости, ограничения по степени загрязнённости, подаваемой на очистку жидкостей, большие габаритные размеры, увеличивающиеся по мере увеличения пропускной способности или тонкости очистки, и др. Всё это приводит к необходимости периодической замены или регенерации фильтрующего элемента, встройки сигнальных устройств и т. п. Следует попутно отметить, что запылённость окружающей среды зачастую настолько велика, что простая замена фильтроэлементов в гидросистемах вносит загрязнений больше, чем изнашивание за всё время эксплуатации.
3) Оценка состояния водных ресурсов РК.
Основным потребителем водных ресурсов является орошаемое земледелие, потребности в воде которого приходятся на теплую часть года. Часть воды после орошения возвращается в реки и используется неоднократно при нарастающем ухудшении ее качества от насыщения солями, находящимися в почве, и пестицидами. Это сказывается на здоровье людей, потребляющих воду в низовьях рек. На части территорий с недостаточным дренажем возникает вторичное засоление почв и их подтопление, что приводит к большим потерям земельных ресурсов.
При современном низком уровне орошения, водные ресурсы используются почти полностью, что является важнейшим неблагоприятным фактором дальнейшего социального и экономического развития нашей республики.
Основой водных ресурсов является речной сток, составляющий в среднем по водности в год более 100 куб. км., из которых 43% поступает с сопредельных территорий государств: Китая, Узбекистана, Кыргызстана и России.
Причинами дефицита водных ресурсов является как природные условия (90% стока рек приходится на весенний период) и формирование около половины стока на территории сопредельных государств, так и экстенсивное использование, чрезмерное безвозвратное водопотребление, связанное со структурой орошаемых площадей и потерей воды.
Дефицит водных ресурсов ощущается во всех бассейнах, кроме бассейна р.Иртыш. особенно критическое положение в бассейнах трансграничных ре Сырдарья, Урал, Или, Талас. Также важной проблемой является уменьшение количества и ухудшение состояния озерных систем. В Северном Казахстане за 10-15 лет площади озер сократились на 10-12%.
Наибольший удельный вес сброса «загрязненных» сточных вод от общего объема имеют предприятия, расположенные на территориях Восточно-казахстанской, Павлодарской и Карагандинской областей.
Качественное состояние водных объектов республики, несмотря на продолжающийся спад производства и уменьшения объемов отводимых сточных вод, остается неудовлетворительным. Основные загрязнители поступают в водные объекты со сбросными водами предприятий химической, нефтеперерабатывающей, машиностроительной промышленности и цветной металлургии.
Особую тревогу вызывает состояние р.Иртыш. Она обеспечивает водой ВКО и Павлодарские области, где сосредоточено более 900 водопользователей-предприятий цветной металлургии, химической промышленности, машиностроения, нефтеперерабатывающей, пищевой и др. видов народного хозяйства.
Антропогенная деятельность сх производства принесла в р.Сырдарья значительную массу остаточных концентраций пестицидов и минеральных удобрений.
Река Или и ее притоки, в основном , используются для сх целей. В реку производится сброс вод с Акдалинского массива орошения.
Аральское море- за последние 40 лет сток в Аральское море сократился в 5 раз, уровень воды снизился в 1,5 раза, в зоне Приаралья происходит дальнейшая деградация экосистем из-за нехватки водных ресурсов
Каспийское море- происходит загрязнение прибрежных вод в связи с нефтепромыслами. Наиболее загрязненным участком является бухта Бертис.
По водообеспеченности РК занимает последнее место в СНГ. Основными причинами дефицита питьевой воды является нерациональное использование, отсутствие зон санитарной охраны.