Выбросы вредных веществ в атмосферу с факельных установок

Вопрос 5

Вопрос 4

Твердые бытовые отходы и их утилизация. Общая площадь суши Земли составляет 149,1 млн км², из них пригодны для обитания людей 133 млн км².

Основные виды загрязнения литосферы – твердые бытовые и промышленные отходы. На одного жителя в городе в среднем приходится в год примерно по 1 т твердых отходов, причем эта цифра ежегодно увеличивается.

В городах под складирование бытовых отходов отводятся большие территории. Удалять отходы следует в короткие сроки, чтобы не допускать размножения насекомых, грызунов, предотвращать загрязнение воздуха. Во многих городах действуют заводы по переработке бытовых отходов, причем полная переработка мусора позволяет городу с населением в 1 млн человек получать в год до 1500 т металла и почти 45 тыс. т компоста – смеси, используемой в качестве удобрения. В результате утилизации отходов город становится чище, кроме того, за счет освобождающихся площадей, занятых свалками, город получает дополнительные территории. Например, в Москве к 1990 г. было зарегистрировано 150 свалок, из них только 3 – действующие. Часть новых кварталов Москвы размещена на территории бывших свалок, и поскольку во время строительства еще не было правильно организованных технологий свалок, то в этих районах города необходим особенно тщательный контроль воздуха на присутствие токсичных веществ.

Правильно организованная технологическая свалка – это такое складирование твердых бытовых отходов, которое предусматривает постоянную, хотя и очень долговременную, переработку отходов при участии кислорода воздуха и микроорганизмов. На рис. 4.7 дана схема безопасного захоронения отходов, которая может послужить иллюстрацией к вышесказанному, хотя она относится к промышленным отходам, но принцип складирования отходов, представленный на этой схеме, надежно обеспечивает охрану территории ОС.

На рисунке представлен разрез безопасного хранилища, построенного фирмой «Olin Chemical» для размещения отходов производства хлора и щелочи со своего завода в Чарлстоне (США). Дно камеры выстлано слоем земли и натриевой бентонитовой глины. В этом же слое предусмотрена система контроля любых утечек различных веществ из сбрасываемых отходов. Выше этого слоя уложен еще один слой бентонита и земли. 'Поверх второго слоя размещена система сбора ливневых стоков с насосом. Попавшая в отходы дождевая вода собирается, откачивается и направляется в очистные установки. Для хранилищ, предназначенных для размещения жидких органических отходов, требуется изоляция из синтетических материалов, а не из глины, поскольку через глину в конце концов происходит утечка органических жидкостей.

На заводе по сжиганию бытовых отходов наряду с обезвреживанием происходит максимальное уменьшение их объема (до 90% исходного). Однако необходимо учитывать, что сами мусоросжигающие заводы могут загрязнять окружающую среду, поэтому при их проектировании обязательно предусматривается очистка выбросов в ОС. Производительность таких заводов по сжигаемым отходам приблизительно 720 т/с. при круглогодичном и круглосуточном режимах работы.

В сельскохозяйственных районах строятся заводы по переработке старой полиэтиленовой пленки. Например, из собранной за год (более 1500т), очищенной от грязи пленки получают 1300 т труб, которые используют в мелиорации и в крупнопанельных домах.

В Японии, стране высокой бытовой культуры, налажен сбор в специальные контейнеры отходов полиэтилена, которые затем прессуются и из них создаются острова в Тихом океане для захоронения неутилизируемых в настоящее время отходов (например, ядерных отходов).

Во многих странах Европы вблизи больших магазинов установлены контейнеры для банок и бутылок разного цвета. Специалисты подсчитали, что на собранном таким образом сырье в городе с населением 0,5–1,0 млн человек может в течение года работать стекольный завод.

Источники загрязнения атмосферы определяются путем проведения инвентаризации организованных и неорганизованных источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Классификация технологических процессов и источников выделения вредных веществ по степени экологической опасности является основой для работы по оптимизации затрат на природоохранные мероприятия, выявлению основных источников загрязнения атмосферы, разработке приоритетного списка мероприятий, сокращению выбросов вредных веществ, созданию более совершенных систем мониторинга окружающей среды.

Степень загрязнения атмосферы зависит от количества выбросов вредных веществ и их химического состава, а также во многом от характеристики самого источника выбросов - высоты источника над уровнем земли, скорости, объема и температуры газового выброса из устья трубы, размеров неорганизованного источника, расположения источника на заводской площадке и т.д. В соответствии с этим источники загрязнения атмосферы различаются по мощности выброса (мощные, крупные, мелкие), высоте выброса (низкие, средней высоты и высокие), температуре выходящих газов (нагретые, холодные). Различают также передвижные и стационарные, организованные и неорганизованные, точечные и площадные источники загрязнения. Особенностью предприятия как объекта природоохранных мероприятий является разнотипность и рассредоточенность источников выбросов. Специфическими источниками загрязнения атмосферы на предприятиях являются неорганизованные выбросы, испарение углеводородов при хранении и транспортировке нефти и нефтепродуктов, а также организованные выбросы, выделяющиеся при сжигании различных видов топлив и газов в трубчатых печах, на факельных установках, и отходящие газы регенерации с установок каталитического крекинга.

Несмотря на то, что факельные установки являются весьма значимым источником выбросов, они выполняют важные природоохранные функции. Факельные установки предназначены для обезвреживания путем сжигания горючих (взрывоопасных) газов (паров), поступление которых в атмосферу может привести, прежде всего, к взрыву и пожару, а также к вредному воздействию на человека. Факельные установки позволяют перевести вредные вещества в менее опасные, например, сероводород при сгорании превращается в сернистый газ, оксид углерода - в диоксид углерода и т.д. Эксплуатационные показатели факельных систем должны характеризоваться стабильностью пламени, полнотой сгорания газа, уровнем шума, надежностью воспламенения, эффективностью управления при изменении объемов или состава сгораемого газа, бездымностью работы.

Объемы сбросов газов на факел на предприятиях составляют в среднем 0,14% (в ряде случаев до 1%) от объема перерабатываемой нефти. В США этот показатель оценивается в 0,19% (0,6%). При этом 90% масс, суммарных сбросов на факел составляют углеводороды, 1,6% масс. - водород, 2,6% масс. - сероводород, остальное - водяной пар и азот. Преобладающая часть сероводорода поступает с углеводородными потоками, составляя их значительную часть. Однако с установок получения элементной серы на факел сбрасываются потоки, содержащие до 50% сероводорода.

Типичные выбросы вредных веществ в атмосферу факельными установками НПЗ представлены в табл. 3.4.

Следует также учитывать, что основная доля вредных веществ выбрасывается в течение коротких промежутков времени (залповый выброс). Количество выбросов в атмосферу во время залповых выбросов в 4-5 раз превышает выбросы всего предприятия.

Таким образом, защита окружающей среды в значительной степени зависит от правильно сконструированных и эксплуатируемых факелов, обеспечивающих надежное и экономичное сжигание выбросов газов.

Для классификации технологических процессов с точки зрения

Таблица 3.4

Газ

Выбросы на перерабатываемую нефть, кг/т

Содержание к данному компоненту в целом по НПЗ, %

Углеводороды	0,6	11,6
Оксид углерода	0,086
Оксид серы	0,165	17,8
Оксид азота	0,006

их комбинированного вредного воздействия на окружающую среду предлагается учитывать суммарную токсичность выбросов. Количественным выражением суммарной токсичности выбросов является индекс суммарной токсичности (Г₃), определяемый как сумма вышеупомянутых коэффициентов токсичности (Г_1i) всех вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу из источников их выделения.

Учет индекса суммарной токсичности позволяет выявить приоритетность технологических производств по их экологической опасности (табл. 3.5)

Как видно из табл. 3.5, наиболее экологически опасными являются производства, связанные с ректификацией углеводородных систем - нефтей и тяжелых нефтяных остатков, очисткой масел с помощью ароматических веществ, получением элементной серы, и объекты очистных сооружений.

Характеристика основных загрязнителей атмосферы. Диоксид серы и сероводород. Диоксид серы оказывает влияние, прежде всего, на слизистую оболочку верхних дыхательных путей. Остатки газа могут проникнуть дальше внутрь легких. Значительное и хроническое загрязнение сернистым ангидридом может вызвать бронхиальную закупорку, повысить сопротивление потоку воздуха в дыхательных путях, нарушить функцию ресничного эпителия и увеличить секрецию слизи. При фоновом загрязнении диоксидом серы и взвешенными частицами критической следует считать концентрацию в 0,1 мг/м3. При повышении этого порога следует ожидать более частого проявления симптомов легочных заболеваний и даже появления патологий, особенно у младенцев и детей.

Несмотря на то, что вклад нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов в общий выброс сернистых соединений относительно невелик (5% общего количества выбросов топливно-энергетических станций), ряд факторов вызывает необходимость осуществления мероприятий по снижению эмиссии уже на предприятиях средней мощности. К этим факторам относятся, в частности, неблагоприятный рельеф местности, метеорологические условия и др.

По количеству и составу выбрасываемых серосодержащих газов источники загрязнений можно подразделить на три основные группы:

· - дымовые газы котельных агрегатов, технологических печей, печей для сжигания нефтешламов, факельных систем;

· - отходящие газы регенерации катализаторов на установках крекинга;

· - хвостовые газы установок производства серной кислоты и элементной серы (установки Клауса).

Таблица 3.5

Дата добавления: 2013-12-13