Загрязнение атмосферы выбросами машиностроительных предприятий

Содержание

      Введение

      1. Загрязнение атмосферы выбросами  машиностроительных предприятий.

      2. Анализ перспективных направлений методов очистки выбросов и сбросов в цехах механической обработки.

      Заключение

      Список  использованной литературы

 

       Введение

      Экологические проблемы человечества стали весьма существенными проблемами всей природы на Земле. Важнейшие общие задачи современной экологии: всеобъемлющая диагностика состояния природы планеты и ее ресурсов; отказ от природопокорительской идеологии; формирование такой стратегии поведения человеческого общества, такой экономики и таких технологии, которые приведут характер хозяйственной деятельности в соответствие с экологической выносливостью природы.

      В настоящее время воздействие  хозяйственной деятельности на окружающую среду определяется значительными объемами выбросов в атмосферный воздух, водопотребления для промышленных целей и сбросов сточных вод.

      В машиностроительной промышленности основными источниками загрязнения окружающей среды являются линейное производство, травильные и гальванические цехи, цехи механической обработки, сварочные и покрасочные цехи и участки.

      Загрязненность  окружающей среды увеличивается  из-за снижения технического уровня производства, износа технологического оборудования, сокращения капитальных вложений на природоохранные мероприятия. 

 

      1. Загрязнение атмосферы  выбросами машиностроительных предприятий.

      Современное машиностроение развивается на базе крупных производственных объединений, включающих заготовительные и кузнечно-прессовые цеха, цеха химической и механической обработки металлов, цехи покрытий и крупное литейное производство. В состав предприятий входят также испытательные станции, ТЭЦ и вспомогательные подразделения. В процессе производства машин и оборудования широко используют сварочные работы, механическую обработку металлов, переработку неметаллических материалов, лакокрасочные операции и т.п.

      При всём многообразии подотраслей машиностроения и в том числе военно-ориентированных, оборонных предприятий по специфике загрязнения окружающей среды их можно разделить на две группы: ресурсы и накопление.

      Гальваническое  производство – один из наиболее крупных источников образования сточных вод в машиностроении. Основными загрязнителями сточных вод гальванических производств являются ионы тяжёлых металлов, неорганических кислот и щелочей, цианиды, поверхностно-активные вещества.

      Загрязнители, образующиеся в процессе обезжиривания  поверхностей, определяются типами используемых растворителей, в качестве которых наиболее широко применяются растворы щелочей, хлорорганические растворители и фреоны.

      Основными загрязнителями красильных производств  машиностроительных предприятий являются лакокрасочные материалы и их составляющие: синтетические смолы, органические растворители, пластификаторы, катализаторы и инициаторы пленкообразования, неорганических пигментов.

      Наибольшую  экологическую опасность при  пескоструйной и гидроабразивной очистке поверхности представляет образование в ходе данных процессов пылевидных частиц.

      Наиболее  экологически опасными загрязнителями, образующимися в литейном производстве, являются оксид и двуокись серы и оксиды азота, а также твердые вещества, входящие в состав литейных форм. Основными загрязнителями, образуемыми в процессе производства энергии из ископаемого топлива на предприятиях машиностроения, являются двуоксид серы, оксиды азота, взвешенные частицы, оксид углерода и углеводороды.

      Наиболее  экологически опасные загрязнители при металлообработке — индустриальные масла, металлическая пыль и др.

      Твердые отходы машиностроительного производства содержат амортизационный лом (модернизация оборудования, оснастки, инструмента), стружки и опилки металлов, древесины, пластмасс и т. п., шлаки, золы, шламы, осадки и пыль (отходы систем очистки воздуха и др.).

      На  машиностроительных предприятиях 55 % амортизационного лома образуется от замены технологической оснастки и инструмента. Безвозвратные потери металла вследствие трения и коррозии составляют примерно 25 % от общего количества амортизационного лома.

      Размеры отходов металла в производстве зависят от количества металлов и сплавов, подлежащих переработке и установленного коэффициента отходов. В основном машиностроительные предприятия образуют отходы от производства проката (концы, обрезки, обдирочная стружка, опилки, окалина и др.); производства литья (литники, сплески, шлаки и съёмы, сор и др.); механической обработки (высечки, обрезки, стружка, опилки и др.). На предприятиях машиностроения отходы составляют до 260 кг на 1 т металла, иногда эти отходы составляют 50 % массы обрабатываемых заготовок (при листовой штамповке потери металла достигают 60 %). Основными источниками образования отходов легированных сталей являются металлообработка (84 %) и амортизационный лом (16 %).

      Шламы из отстойников очистных сооружений и прокатных цехов содержат большое количество твердых материалов, концентрация которых составляет от 20 до 300 г/л. После обезвреживания и сушки шламы используют в качестве добавки к агломерационной шихте и удаляют в отвалы. Шламы термических литейных и других цехов содержат токсичные соединения свинца, хрома, меди, цинка, а также цианиды, хлорофос и др.

      В небольших количествах промышленные отходы могут содержать ртуть, вылитую из вышедших из эксплуатации приборов и установок.  

      Литейные  цеха.

      Наиболее  крупными источниками пыле- и газовыделения в атмосферу в литейных цехах являются: вагранки, электродуговые и индукционные печи, участки складирования и переработки шихты и формовочных материалов; участки выбивки и очистки литья.

      При плавке 1 т металла в открытых чугунолитейных вагранках выделяется 900 – 1200 куб. м колошникового газа, содержащего оксиды углерода, серы и азота, пары масел, полидисперсную пыль и др.  При разбавлении колошникового газа воздухом, подсасываемым через завалочное окно вагранки, количество отходящих газов увеличивается в 1,5 – 3,5 раза. Параметры и состав газов, отходящих от открытых чугунолитейных вагранок, приведены в таблице 1.

      Таблица 1

Производительность вагранки, т/ч	Расход дутья, м3/ч	Расход  колошниковых газов, м3/ч	Температура колошниковых газов, м3/ч	Расход отходящих газов, м3/ч	Выбросы, кг/ч
					пыль	СО	SOx	Nox
3	2850	2500	160	7500	26	190	5	0,15
5	4800	4250	180	11500	50	370	8	0,30
7	6700	6250	200	15000	74	480	11	0,45
10	9600	9500	250	21000	100	680	12,5	0,8
15	14400	13800	260	30000	150	920	17	1,2
20	19200	18500	280	38000	210	1050	20	1,8

 

      Химический  состав ваграночной пыли зависит  от состава металлозавалки, топлива, условий работы вагранки и может  колебаться в следующих пределах (массовой доли, %): SiO₂ – 20-50%; CaO – 2-12%; Al₂O₃ – 0,5-6%; MgO – 0,5-4%; (FeO + Fe₂O₃) – 10-36%; MnO – 0,5-2,5%; C – 30-45%.

      Дисперсный состав ваграночной пыли приведён в таблице 2. 
 
 

      Таблица 2

Размер  частиц, мкм	<5	5-10	10-25	25-50	50-75	75-150	>150
Фракционный состав:
при горячем дутье, %	16,6	13,3	16,0	13,2	12,5	18,4	10
при холодном дутье, %	-	2,4	6,2	21,8	26,4	29,9	13,3

 

      Медианный размер пыли при горячем дутье 20 мкм, а при холодном дутье 70 мкм.

      В закрытых чугунолитейных вагранках производительностью 5-10 т/ч на 1 т выплавленного чугуна выделяется 11-13 кг пыли, 190-200 кг оксида углерода, 0,4 кг диоксида серы, 0,7 кг углеводородов и др. Концентрация пыли в отходящих газах составляет 5-20 г/м³, медианный размер пыли 35 мкм.

      В таблице 3 приведены выбросы загрязняющих веществ электродуговыми печами при выплавке стали.

      Таблица 3

Ёмкость печи, т	Производительность  печи, т/ч	Выбросы, кг/т
		пыль	СО	NOx
0,5	0,33	9,9	1,4	0,27
1,5	0,94	9,8	1,2	0,26
5	2	9,4	1,3	0,26
10	3	8,8	1,4	0,27
20	5,9	8,1	1,5	0,29
50	11,4	6,9	1,4	0,28
100	21	6,6	1,5	0,29

 

      При плавке стали в индукционных печах, по сравнению с электродуговыми, выделяется незначительное количество газов и в 5-6 раз меньше пыли, по размеру более крупной.

      При литье под действием теплоты  жидкого металла из формовочных  смесей выделяются бензол, фенол, формальдегид, метанол и другие токсичные вещества, количество которых зависит от состава формовочных смесей, массы и способа получения отливки и ряда других факторов. Газовыделения при заливке металлом форм и их охлаждении можно определить по данным, приведённым в таблице 4.

      Таблица 4

Вещество	Удельные  газовыделения для марки связующего вещества, мг/(кг смеси*ч)
	ОФ-1	БС-40	УКС
Бензол	418	-	-
Фенол	390	-	-
Фурфулол	-	2	-
Метанол	5,5	11	207
Аммиак	-	702	823
Цианистый водород	-	1,2	-
Формальдегид	8,7	34,0	34,2
Оксид углерода	920,0	496,0	1921,0
Диоксид углерода	688,0	3260,0	8563,0
Метан	204,0	111,0	82,0