Защита воздушного бассейна при сжигании топлив

Охрана воздушного бассейна при сжигании углеводородного топлива. Нормативные требования к чистоте воздуха, ПДК, ВСВ, ПДВ

Охрана воздушного бассейна при сжигании природного газа.

Широкое использование природного газа в промышленности и в агропромышленном комплексе ставит вопрос не только о его рациональном и эффективном применении, но в равной степени и об оздоровлении окружающей человека среды.

Данные об увеличивающемся загрязнении атмосферы про­мышленных центров и вредном влиянии его на здоровье лю­дей убеждают в том, что защита воздушного бассейна от за­грязнений — одна из важнейших научно-технических проблем современности.

Основные вещества, выбрасываемые в воздушный бассейн при сжигании газообразного топлива, — продукты полного сгорания (углекислый газ, азот, водяные пары), а также окись углерода, углеводороды, окислы азота. При сжигании неочи­щенных сероводородсодержащих газов (Оренбургское, Астра­ханское и другие месторождения) в атмосферу поступают сер­ный и сернистый ангидриды, несгоревший сероводород. Из них вредными для здоровья людей веществами являются со­единения серы, окись углерода, окислы азота, углеводороды (в том числе канцерогенный бензпирен).

Важное достоинство природного газа — чистота продуктов сгорания, которые практически не содержат твердых частиц и сернистых соединений. Использование природного газа улуч­шает состояние воздушного бассейна городов и крупных про­мышленных центров.Сложившаяся в последние годы структура топливного ба­ланса РФ, характеризующаяся увеличением добычи и исполь­зования природного газа, оказывает положительное влияние на состояние воздушного бассейна, так как увеличение доли сжигаемого природного газа способствует уменьшению выбро­сов в атмосферу продуктов неполного сгорания, твердых час­тиц и сернистых соединений. В то же время изучение путей дальнейшего сокращения загрязнения воздуха продуктами сгорания позволило выявить дополнительные преимущества природного газа [22]. Так, глубокое использование теплоты продуктов сгорания природного газа, выбрасываемых из высо котемпературных установок, позволяет значительно повысить суммарный тепловой КПД и тем самым снизить расход топли­ва на выработку теплоты. Снижение расхода сжигаемого газа сокращает объем выбрасываемых продуктов сгорания, следо­вательно, приводит к уменьшению загрязнения воздушного бассейна.

Процесс сжигания природного газа может быть организо­ван таким образом, чтобы содержание окиси углерода, углево­дородов, сажи в продуктах сгорания было незначительным или вовсе отсутствовало. Такие продукты сгорания используются, например, в качестве углекислотной подкормки сельскохозяй­ственных культур в тепличных хозяйствах.

Кроме того, установки, предназначенные для сжигания га­зообразного топлива, могут быть использованы для термиче­ского обезвреживания промышленных газовых выбросов, со­держащих горючие компоненты, путем использования их вме­сто дутьевого воздуха, поступающего в топку.

При сжигании природного газа наряду с образованием не­которого количества продуктов неполного сгорания протекает реакция высокотемпературного окисления молекулярного азо­та с образованием окислов азота. Количество окислов азота, образующихся при сжигании газа, сопоставимо с содержани­ем их в продуктах сгорания мазута, причем максимальное об­разование окислов азота соответствует режиму наиболее эффе­ктивного сгорания топлива. С учетом этой особенности разра­ботаны методы уменьшения выбросов окислов азота путем по­давления их образования в процессе горения природного газа и путем очистки от них продуктов сгорания.

Охрана воздушного бассейна при сжигании углеводородного топлива. Нормативные требования к чистоте воздуха, ПДК, ВСВ, ПДВ

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН
ОБ ОХРАНЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Статья 12. Нормативы выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на атмосферный воздух.

Предельно допустимые выбросы устанавливаются территориальными органами федерального органа исполнительной власти в области охраны окружающей среды для конкретного стационарного источника выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и их совокупности (организации в целом)

В случае невозможности соблюдения юридическими лицами, имеющими источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух , предельно допустимых выбросов территориальные органы федерального органа исполнительной власти в области охраны окружающей среды могут устанавливать для таких источников временно согласованные выбросы (ВСВ) по согласованию с территориальными органами других федеральных органов исполнительной власти

• Временно согласованные выбросы устанавливаются на период поэтапного достижения предельно допустимых выбросов при условиях соблюдения технических нормативов выбросов и наличия плана уменьшения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух.

предельно допустимый выброс — норматив предельно допустимого выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха при условии непревышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы, других экологических нормативов;

временно согласованный выброс — временный лимит выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для действующих стационарных источников выбросов с учетом качества атмосферного воздуха и социально-экономических условий развития соответствующей территории в целях поэтапного достижения установленного предельно допустимого выброса;

Предельно допустимая концентрация (ПДК) — утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Под ПДК понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Источник

Рациональное сжигание газа и защита воздушного бассейна

Защита воздушного бассейна от загрязнений — одна из важнейших проблем современности. Промышленность и транспорт приводят к загрязнению атмосферы газом, дымом, диоксидом углерода, парами хлора, пылью металлургических и других промышленных предприятий. Выхлопные газы автомобилей выделяют в атмосферу свинец и оксид углерода. Так, в одном литре этилированного бензина содержится 200-500 мг свинца.

Перевод в крупных городах автомобилей на сжиженный газ во многом способствует очищению воздушного бассейна.

Другой источник загрязнения воздушного бассейна — все возрастающие темпы потребления различного топлива. С ростом его потребления увеличивается количество выбрасываемых в атмосферу токсичных и канцерогенных веществ. Известно, что при сжигании топлива образуются вредные для здоровья человека вещества: сажа, зола, оксид углерода, оксиды азота и др.

Токсичным веществом является оксид азота NO, один из наиболее опасных загрязнителей воздушного бассейна. Оксид азота образуется в пламени, в зоне высоких температур, путем соединения азота с кислородом. При температурах 1500-1800 °С наблюдается наибольшая концентрация NO. Выбрасываемые в атмосферу горячие газы охлаждаются, и оксид азота превращается в диоксид азота NO₂. Они, попадая в организм человека, поглощаются кровью и оказывают вредное действие на органы дыхания. В нашей стране установлены предельно допустимые нормы концентрации оксидов азота в атмосфере населенных пунктов (0,085 мг/м 3 ). Продукты сгорания должны удаляться через дымовые трубы.

При сжигании твердого и жидкого топлива могут образоваться канцерогенные вещества, которые способствуют возникновению раковых заболеваний. Особенно опасна тонкая пыль, адсорбирующая химические вещества воздуха и переносящая их в легкие человека.

Сажа, образующаяся в процессе горения и несущая мельчайшие частицы угля, может быть носителем ароматических веществ, вызывающих различные тяжелые заболевания. В связи с этим перед человечеством стоит важнейшая проблема борьбы с загрязнением воздушного бассейна.

Одно из наиболее эффективных средств борьбы — замена твердого и жидкого топлива природным газом. С каждым годом тысячи промышленных и коммунальных предприятий переводят на газовое топливо.

С целью сокращения выбросов вредных веществ в окружающую среду и улучшения очистки отходящих газов от вредных примесей повсеместно совершенствуют технологические процессы и транспортные средства, увеличивают выпуск высокоэффективных газопылеулавливающих аппаратов, водоочистного оборудования, а также приборов и автоматических станций контроля состояния окружающей среды.

Охрана окружающей среды должна стать одной из важнейших задач любого предприятия. Отечественная и зарубежная практика охраны окружающей среды показывает, что основным направлением этой деятельности является не только контроль, но и предотвращение нанесения вреда и загрязнения природы в процессе производственной деятельности.

В должностную инструкцию ответственного за газовое хозяйство предприятия (или другого ответственного лица) должны включаться материалы по природоохранительной деятельности, в toM числе:

• мониторинг и регулирование выбросов продуктов сгорания газа;
• соблюдение установленных нормативов воздействия на окружающую среду, лимитов использования газа, нормативов качества окружающей среды в зоне влияния предприятия;
• повышение эффективности использования газового топлива;
• предупреждение экологических аварий и аварийных ситуаций;
• экологическая информация и профессиональное обучение персонала.

Эти и другие мероприятия должны отражаться в отчете предприятия об охране атмосферного воздуха.

Источник

Повышение эффективности защиты воздушного бассейна при сжигании газообразного и жидкого топлива Шкаровский, Александр Леонидович

480 руб. | 150 грн. | 7,5 долл. ‘, MOUSEOFF, FGCOLOR, ‘#FFFFCC’,BGCOLOR, ‘#393939’);» onMouseOut=»return nd();»> Диссертация, — 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат — бесплатно , доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

Шкаровский, Александр Леонидович. Повышение эффективности защиты воздушного бассейна при сжигании газообразного и жидкого топлива : диссертация . доктора технических наук : 05.23.03.- Санкт-Петербург, 1997.- 409 с.: ил. РГБ ОД, 71 99-5/1-7

Введение к работе

Актуальность проблемы. На пороге XXI века неблагоприятное воздействие на окружающую среду приблизилось к такому уровню, что оно уже угрожает самому существованию человечества. Выводы в докладе экспертов ООН (июнь 1997 г.) указывают на продолжающееся опасное загрязнение окружающей среды. Только за последние три года столетия и только глобальные природоохранные проекты потребуют неотложных затрат в размере 600 млрд.$.

В комплексной проблеме защиты окружающей среды особую озабоченность вызывает загрязнение атмосферы. Дыхание наиболее интенсивный биохимический контакт человека с окружающей средой, процесс биологически безостановочный и наименее поддающийся применению средств индивидуальной или групповой защиты и контроля. Вполне возможно обеспечить каждого человека средствами очистки питьевой воды, что для вдыхаемого атмосферного воздуха в массовом порядке практически неосуществимо.

Проблема загрязнения атмосферы не является изолированной. Воздушные массы переносят вредные выбросы в виде газообразных компонентов, аэрозолей, твердых частиц и адсобированных на них веществ. В результате в благополучных с экологической точки зрения районах загрязняются почва, растительность, водоемы.

В общей проблеме загрязнения атмосферы следует выделить задачу оздоровления воздушного бассейна населенных мест, в первую очередь крупных промышленных городов, где выделяется основная масса загрязнителей, а сам профиль городской застройки затрудняет естественный ветровой воздухообомен в приземном слое атмосферы. Основными источниками загрязнения городской атмосферы являются, наряду с автотранспортом, установки теплоэнергетического и промьплленно-отогштельного профиля, сжигающие в основном газообразное и жидкое топливо.

Состояние воздушного бассейна населенных мест ухудшается, несмотря на значительные затраты в этой области. Фоновая концентрация наиболее опасных загрязнителей в воздухе промышленных центров страны многократно превышает ПДК. Более 40 % жителей С.-Петербурга дышат недопустимо загрязненным воздухом. Динамика загрязнения воздуха в городах Российской Федерации усугубляется явлениями экономического характера. При установившейся в промьплленно развитых странах норме бюджетных расходов на пріфодоохранную деятельность в 2-3 % бюджет Российской Федерации в 1995-97гг. отводил на эти цели по 0,30-0,32 %(!).

Существенной корректировки требует сама методика оценки

эффективности атмосфероохранных мероприятий. Их узкая направленность на снижение выбросов одного вещества часто приводит к увеличению эмиссии других токсикантов. Не учитываются экологические последствия дополнительных затрат топлива, энергии и расходуемых материалов, которые могут привести к суммарному отрицательному результату внедрения таких технологий. Действующая нормативно-законодательная база нередко вынуждает вкладывать средства в технические мероприятия, эффект внедрения которых незначителен и ни экономически, ни социально не оправдывает затраты.

Необходимость коренного перелома в атмосфероохранной деятельности н все более явные признаки кризисного развития воздушного бассейна незамедлительно требуют концептуально нового подхода к этой деятельности, что и определяет научную и практическую актуальность настоящей работы.

» выявление современных тенденций в динамике состояния атмосферы и основных факторов, определяющих ее загрязнение;

разработка основ принщшиально нового метода анализа состояния воздушного бассейна и эффективности природоохранных мероприятий, учитывающего всю возможную глубину вносимых техногенных изменений в сложившийся энерго-экологический баланс;

анализ состояния воздушного бассейна крупных городов и проблемы защиты его от загрязнения; разработка основных принципов совершенствования практической деятельности по оздоровлению атмосферного воздуха при сжигании органического топлива;

разработка теоретических основ’и практической методики анализа, обеспечивающего наиболее эффективное вложение средств в технические мероприятия по охране атмосферы с максимально возможным эффектом оздоровления воздушного бассейна на значительных территориях;

« уточнение нормативно-методических документов в области охраны атмосферы на основе более представительных результатов исследований;

исследование, разработка и широкое внедрение атмосфероохранных технологий для наиболее распространенных типов промышленных теплотехнических (топливосжигающих) установок;

разработка и реализация целевых атмосфероохранных программ, обеспечивающих оздоровление воздушной среды на значительных территориях крупных промышленных городов.

сформулировано понятие фактора сдерживания, позволяющего более
достоверно прогнозировать динамику загрязнения атмосферы; установлена
высокая вероятность кризисного развития воздушного бассейна населенных мест;

« разработан метод энерго-экологического анализа состояния окружающей среды и эффективности природоохраннык мероприятий по их совокупному конечному результату;

разработаны теоретические основы целевого энерго-экологического анализа в атмосфероохранной деятельности, позволяющего планировать и осуществлять комплексное оздоровление воздушного бассейна населенных мест при сжигании органического топлива на основе управления целевыми атмосфероохранными программами с наибольшей эффективностью вложения средств по экономическим и совокупным для данной территории экологическим показателям;

теоретически и экспериментально обоснована достоверная база для уточнения методики расчетного определения выбросов оксидов азота в атмосферу топливосжигающими установками;

на основании глубокого структурирования факела горящего топлива обосновано наличие в нем зон, активное воздействие на которые позволяет одновременно решать задачи подавления образования вредных веществ и интенсификации выгорания горючих компонентов;

сформулирован вероятный механизм пульсационного накопления оксида азота в турбулентном факеле, дополняющий термическую теорию окисления атмосферного азота;

» разработан и подтвержден экспериментально механизм комплексной энерго-экологической оптимизации сжигания газового топлива методом направленного дозированного балластирования факела.

Работа выполнялась на кафедре Теплогазоснабжения и охраны воздушного бассейна СПбГАСУ по приоритетному научному направлению «Экология и влияние хозяйственной деятельности на санитарное и экологическое состояние окружающей среды» Межведомственной научно-технической целевой программы «Архитектура и строительство», по проекту «Разработка комплекса научно-технических решений для территориальной программы охрану атмосферного воздуха С.-Петербурга» научно-технической программы «Наука ВУЗов С.-Петербурга городу», по направлению 3.04. «Развитие научных основ создания эффективных систем и технологий охраны воздушной среды» конкурса грантов Российской Федерации, а также в рамках программы «Энергосберегающие и экологичные методы в строительстве» Международной организации «Passive and Low Eneigy Architectvire». Организатором работы автора по данному научному направлению был проф. Н.Л.Стаскевич, а неоценимую многолетнюю помощь в качестве научного консультанта оказал проф. Г.Н.Северинец.

Практическая ценность работы.

методы энерго-экологического анализа состояния и развития окружающей среды и способы повышения энерго-экологической эффективности природоохранных мероприятий позволят более обосновано осуществлять планирование атмосфероохранной деятельности и оценку ее эффективности на региональном и локальном уровнях;

практическая методика целевого энерго-экологического анализа в атмосфероохранной деятельности позволит с высокой достоверностью выявлять приоритетные вредные вещества, источники их выбросов и предпочтительные территории для первоочередного внедрения атмосфероохранных технологий, формировать атмосфероохранные схемы промышленных предприятий, целевые территориальные и проюводственные программы защиты атмосферы и їй их основе осуществлять комплексное оздоровление воздушного бассейна населенных мест с максимальной эффективностью использования выделяемых средств;

уточненная методика расчетного определения выбросов оксидов азота в атмосферу при сжигании топлива позволит на научно обоснованном уровне проводить паспортизацию выбросов и будет стимулировать внедрение современных атмосфероохранных технологий;

разработанные автором и при его участии рациональные принципы сжигания топлива и обезвреживания парогазовых выбросов составляют основу банка данных по атмосфероохранным и топливосберегающим технологиям, способного стать фундаментом комплексного программного оздоровления воздушного бассейна населенных мест на стадии реализации соответствующих атмосфероохранных проектов;

в социальном плане комплексная реализация основных положений диссертации явится действенным механизмом реального оздоровления воздушного бассейна и улучшения условий жизни населения, а при аналогичных успехах в оздоровлении других сфер окружающей среды увеличения продолжительности жизни до близких к развитым странам показателей.

Внедрение результатов исследований. Результаты работы внедрены в практику сжигания топлива и атмосфероохранную деятельность. Методы эффективного и экологичного сжигания топлива, разработанные автором и при его участии, внедрены на различных теплотехнических установках (более 80 паровых и водогрейных котлов, промышленные печи, сушила, установки термического обезвреживания парогазовых выбросов) на промышленных предприятиях и объектах городского хозяйства С.-Петербурга и других городов Северо-Запада и ЦеіггральнойРоссии. Атмосфероохранные и топливосберегающие решения заложены в проект реконструкции фабрики «Гознак» (С.-Петербург) и

«Гознак» (С.-Петербург) и уже реализуются на строительно-монтажной стадии, в проект реконструкции 1-й Невской котельной ГП «ТЭК С.-Петербурга» и в проект очистки газовых выбросов Черкесского химкомбината. Применение авторского целевого территориального подхода обеспечило экологическое согласование строительства крупнейшей в городе «Пороховской» котельной (квартал N 46, «Ржевка-Пороховые») на стадии ТЭО. На основании основных авторских принципов организации деятельности по оздоровлению воздушного бассейна сформированы и действуют атмосфероохранные проекты:

общегородская целевая программа снижения выбросов оксидов азота в воздушный бассейн Городского центра Государственного санэпиднадзора С.Петербурга;

целевые территориальные программы снижения выбросов оксидов азота в воздушный бассейн администраций Адмиралтейского и Красногвардейского районов С.-Петербурга;

целевая ведомственная программа снижения выбросов оксидов азота от муниципальных котельных ГП «ТЭК С.-Петербурге».

Суммарный экономический эффект внедрения разработок засчет экономии топлива и снижения ущерба окружающей среде составил более 1 б млн. руб. в ценах 1984 с

Результаты исследований вошли также в учебную и учебно-методическую литературу по специальности 290700 «Теплогазоспабжеіше, вентиляция и охрана воздушного бассейна» и широко использованы автором при подготовке специалистов этого профиле.

На защиту выносятся:

результаты анализа развития окружающей среды; понятие и математическое описание фактора сдерживания;

метод энерго-экологического анализа состояния воздушного бассейна и результирующей эффективности атмосфероохранных мероприятий;

результаты анализа сложившейся научно-технической практики атмосфероохранной деятельности при сжигании органического топлива и главные направления ее совершенствования;

метод целевого энерго-экологического анализа как концептуальная основа организации комплексного программного оздоровления воздушного бассейна населенных мест;

результаты экспериментального определения концентрации оксидов азота в воздухе газифицированных квартир;

результаты экспериментального определения выбросов оксидов азота в атмосферу при сжигании топлива в паровых и водогрейных котлах малой и средней мощности отечественного производства;

уточненная методика расчетного определения выбросов оксидов азота в атмосферу при сжигании газа и мазута в топках котлов;

теоретические основы, результаты разработки, исследований и внедрения атмосфероохранных и тогшивосберегающих технологий;

результаты реализации целевых атмосфероохранных программ на территории С.-Петербурга.

Личный вклад соискателя.

общая постановка проблемы, конкретизация задач анализа и направлений исследований, теоретическое обоснование, экспериментальные исследования и решение поставленных задач;

разработка и создание базы экспериментальных исследований;

разработка теоретических положений и экспериментальное исследование теехнологии комплексной оптимизации сжигания газового топлива методом направленного дозированного балластирования факела;

-участие в разработке, исследовании и внедрении методов рационального сжигания топлива, тполивосберегаюгцих и атмосфероохранных технологий;

— руководство разработкой и участие в реализации целевых
атмосфероохранных проектов.

Апробация работы. Основные теоретические положения диссертации, разработанные на этой основе практические методы и атмосфероохранные технологии и результаты их внедрения представлялись и получили одобрение: на научных конференциях СПбГАСУ (ЛИСИ), 1977-1997 гг.; XXX научной конференции Казанского ИСИ, 1978 г.; 51 -й Международной научно-технической конференции СПбГАСУ, 1997 г.; на межрегиональном научно-практическом семинаре АП «Ленгаз», С.-Петербург, 1994 г.; на Круглом столе «Экологически чистую среду С.-Петербургу и его курортным зонам», С.-Петербург, 1996 г.; на научно-технической конференции «Экологическая защита городов», Москва, 1996 г.; на международных конференциях организации PLEA («Passive and low energy architecture»), Израиль, 1995 г., Бельгия, 1996 г., Япония, 1997 г.; на симпозиуме «Технические средства инфраструктуры города» в рамках 2-й специализированной выставки «Городское хозяйство’97», С.-Петербург, 1997 г.; на 2-й Международной конференции «Экология и развитие Северо-Запада России», Кронштадт, 1997 г.; на межрегиональном семинаре «Актуальные вопросы производства и потребления тепловой и электрической энергии и энергосбережения», С.-Петербург, 1997 г.; на Всемирном конгрессе Международной ассоциации строительных наук (1AHS), Румыния, 1997 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 51 печатная работа, включая две международных и одно учебное пособие, получено 2 авторских свидетельства.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, девяти глав, общих выводов, списка литературы из 268 наименований, в том числе 61 зарубежного, и приложений. Работа изложена на 354 страницах, включая 86 рисунков и 18 таблиц.

Источник