Очистка от выбросов участка тепловой резки металлов (стр. 2 из 3)
2. ОБОСНОВАНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАТРАТ НА ОХРАНУ ПРИРОДЫ
Определение чистой экономической эффективности природоохранных мероприятий производится с целью технико-экономического обоснования выбора наилучших вариантов природоохранных мероприятий, различающихся между собой по воздействию на окружающую среду, а также по воздействию на производственные результаты предприятий, объединений, министерств, осуществляющих эти мероприятия. При этом имеет место обоснование экономически целесообразных масштабов и очередности вложений в природоохранные мероприятия при реконструкции и модернизации действующих предприятий; распределение капитальных вложений между одноцелевыми природоохранными мероприятиями, включая малоотходные технологические процессы; обоснование эффективности новых технологических решений в области борьбы с загрязнением. Производится также экономическая оценка фактически осуществленных природоохранных мероприятий.
Определение чистой экономической эффективности природоохранных мероприятий основывается на сопоставлении затрат на их осуществление с достигаемым благодаря этим мероприятиям экономическим результатом. Понятие «чистая экономическая эффективность» в отличие от «полной экономической эффективности» ориентирована на годовые хозрасчетные результаты деятельности предприятия, реализующего природоохранные мероприятия.
При наличии технической возможности предотвращения образования или утилизации отходов производства и потребления одноцелевые природоохранные мероприятия должны обязательно сравниваться по экономической эффективности с многоцелевыми мероприятиями, предусматривающими утилизацию ценных веществ. При этом для обеспечения полного соблюдения природоохранных требований о составе затрат по многоцелевым мероприятиям необходимо учитывать затраты на поддержание материально-технической базы для подготовки и обработки отходов, на эксплуатацию специализированных участков, цехов, предприятий и других производств по переработке отходов, на сооружения и оборудование мест складирования или захоронение неутилизированных отходов.
Показатели затрат и результатов природоохранных мероприятий определяются применительно к первому году после окончания планируемого (нормативного) срока освоения производственной мощи природоохранных объектов. Затраты, результаты и эффективность определяются в годовом исчислении.
Экономический результат природоохранных мероприятий выражается в величине предотвращаемого благодаря этим мероприятиям годового экономического загрязнения среды (для одноцелевых природоохранных мероприятий) или в сумме величин предотвращаемого годового прироста дохода (дополнительного дохода) от улучшения производственных результатов деятельности предприятия или групп предприятий (для многоцелевых природоохранных мероприятий).
3. АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА УЧАСТКЕ ТЕПЛОВОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛОВ
На рассматриваемом участке плазменной резки металлов отсутствует система очистки от диоксида азота, что способствует загрязнению рабочей зоны, а также окружающей среды в целом. Как было выше описано, это вещество негативно влияет на здоровье населения.
Рассмотрим и рассчитаем основные числовые характеристики, соответствующие данному процессу.
Массовая концентрация СNO2 = 2075 г/ч.
Зная массовую концентрацию, можем определить массовый выброс:
МNO2 = 2075 г/ч / 3600 = 0,576 г/с=18,2 т/г.
ПДКNO2 =3,2 т/г.
Определим степень требуемой очистки по формуле:
η = (М – ПДВ) / М.
ηNO2 = (0,576 – 0,1) / 0,576 = 0,826.
Имея вышеприведенные данные, можно рассчитать производимую предприятием плату за загрязнение атмосферного воздуха диоксидом азота.
Так как система очистки полностью отсутствует, то платежи рассчитываются по сверхлимитному показателю:
Пс/л i возд.= 5å Кинд * Сл i возд.(Мiвозд. – Мл i возд.),
при условии, что .Мiвозд. > Мл i возд., что в данном случае является верным неравенством.
Сл = Нбаз. л iвозд. * Кэ.с. =260 * 1,1 = 286,
где Нбаз. л iвозд – базовый норматив для лимита, Кэ.с. – коэффициент экологической ситуации (табличное значение), Кинд. – коэффициент индексации (табличное значение).
Пс/л i возд.= 5å1,8 * 286 * (18,2 – 3,2) = 38610 (руб./год)
4. ВЫБОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОЧИСТКИ ВЫБРОСОВ
Как было показано выше, в процессе плазменной резки выделяются различные газообразные вещества, из которых наиболее опасным является диоксид азота.
Известны и широко используются следующие способы очистки газовых выбросов, содержащих диоксид азота: адсорбционный, адсорбционно-окислительный, термокаталитический и абсорбционный.
Абсорбционные методы очистки газов основаны на способности жидкостей растворять газы. В процессе абсорбции участвуют две фазы – жидкая и газовая. При абсорбции происходит переход вещества из газовой в жидкую, а при десорбции, наоборот, - из жидкой в газовую фазу
К недостаткам абсорбционного метода можно отнести относительно высокую стоимость очистки. Однако абсорбционный метод, по сравнению с другими рассмотренными выше, имеет значительную ( до 97% ) степень очистки от диоксида азота. Кроме того, преимуществом данного метода является возможность утилизации шламов, образующихся в результате очистки.
Таким образом, именно абсорбционный метод может быть признан наиболее эффективным для осуществления нейтрализации NO
.Рассмотрим более подробно процесс абсорбции.
В технике очистки газовых выбросов процесс абсорбции часто называют скрубберным процессом. Очистка газовых выбросов методом абсорбции заключается в разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов (абсорбатов) этой смеси жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора.
Схемы абсорбционных установок отличаются, прежде всего, по типу основного применяемого аппарата – абсорбера. При абсорбционных процессах массообмен происходит на поверхности соприкосновения фаз, поэтому абсорбционные аппараты должны иметь развитую поверхность для контактирования газовой и жидкой фаз. Исходя из способа создания этой поверхности, абсорбционные аппараты подразделяют на четыре группы.
Для процессов плазменной резки лучше всего подходит абсорбер с подвижной насадкой (АПН). Если сравнить АПН с абсорберами других типов, то можно выделить следующие его преимущества: сравнительно высокие скорости газа по всей высоте аппарата (2,5 – 5,5), превышающие скорости газа в аппаратах других типов; возможность работы со средами, загрязненными твердыми частицами, выпадающими в осадок в процессе абсорбции; широкий диапазон устойчивой работы при изменении расходов жидкости и газа через аппарат.
Насадочный абсорбер выполнен в виде цилиндра, в нижней части которого установлена опорная решетка. На решетке располагают насадку. Орошающая жидкость подается на насадку сверху с помощью специальных оросительных устройств, в данном случае – с помощью перфорированного стакана.
Применяют абсорберы с "плавающей" (шаровой) насадкой. В качестве насадки используют, которые при достаточно высоких скоростях газа переходят во взвешенное состояние. В абсорберах с ''плавающей'' насадкой допустимы более высокие скорости газа, чем в абсорберах с неподвижной насадкой. Шары возьмем сплошные из резины.
Большое разнообразие источников выброса окислов азота в атмосферу, отличающихся по количеству отходящих газов, содержанию в них окислов азота и других примесей, по степени окисления NO2, температуре, давлению и т. д. требует разработки новых эффективных методов очистки газов.
Окислы азота обладают свойствами, которые определяют методы санитарной очистки газов от окислов азота:
способность окислов азота окисляться под действием жидких, твердых и газообразных окислителей;
способность окислов азота восстанавливаться до азота под действием высоких температур и в присутствии жидких, твердых и газообразных восстановителей и катализаторов;
способность окислов азота вступать в химические реакции с различными группами соединений, образуя различные соли и комплексные соединения, поддающиеся регенерации.
Для отделения нитрозных газов применяют водный раствор мочевины (карбамид). Этот процесс описывается простым уравнением:
NO2 + NO + CO (NH2)2 = 2N2 + CO2 +2H2O
Для абсорбции применяют 40%-ный раствор мочевины. Процесс осуществляется при температуре 80º С.
Карбамид не является ни токсичным, ни взрыво- ни пожароопасным веществом, имеет относительно невысокую стоимость и выпускается промышленностью в достаточных количествах.
Приведенный процесс очистки отходящих газов от оксидов азота обладает высокой эффективностью, селективностью, экологически безопасен.
Использование данного процесса позволяет максимально увеличить степень очистки газов от оксидов азота в промышленных условиях. Кроме того, исключается использование в качестве исходного восстановителя экологически опасного вещества – аммиака.
Наиболее доступной орошающей жидкостью является мочевина. На основе непродолжительных промышленных испытаний было выяснено, что эффективность процесса предполагается около 70%, причем отходы в результате оказываются практически бесцветными.
Принцип работы абсорбера с подвижной насадкой, относящийся к наиболее перспективным по очистке газа от окислов азота: обрабатываемый газ подается в аппарат под опорную решетку и делится на два потока (центральный и кольцевой). При прохождении кольцевой зоны поток газа сужается, увеличивает скорость движения, вступает в контакт с прижимаемыми к стенке элементами подвижной насадки и перемещает их от стенки в центральный поток. Насадка совершает пульсационное движение в центральном и прилегающем к стенке аппарата потоках, турбулизирует взаимодействующие фазы и обеспечивает высокую эффективность обработки газа жидкостью. В тех случаях, когда в результате процесса выпадает осадок, подвижная насадка удаляет его со стенок корпуса аппарата или опорной решетки.