Безопасность и экологичность проекта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

 

Брянский государственный  технический университет

 

Кафедра «Промышленная  теплоэнергетика»

 

                                                                 «У  Т  В  Е  Р  Ж   Д  А  Ю»

Зав. Кафедрой _______________

                                                                         к.т.н, доцент Курбатская Н.А

                                                          «    » июня 2007 год.

 

 

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

ДОКУМЕНТЫ ТЕКСТОВЫЕ

Всего          листов

 

 

Руководитель  Анисин А.К.

                                                                   ________________________

                                                               «    » июня 2008 год.

                                                              Студент Лагутин А.Н.

                                                                    ________________________

                                                               «    » июня 2008 год.

 

 

Брянск 2008

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Безопасность и

экологичность проекта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

7. Безопасность и экологичность проекта……………………………………

7.1 Безопасность жизнедеятельности – непременное условие                                      устойчивого развития……………………………………………………

7.2  Краткая экологическая характеристика основных загрязнителей           атмосферного воздуха…………………………………………………..

       7.2.1 Оксид углерода………………………………………………..

                  7.2.2 Оксиды азота……………………………………………

                  7.2.3 Бенз(а)пирен…………………………………………….

7.3  Расчет выбросов загрязняющих веществ…………………………..

7.4  Экологическая оценка выбросов загрязняющих веществ……….

7.5 Экономическая оценка предотвращенного экологического ущерба                                     от загрязнения атмосферного воздуха………………………………….

Заключение……………………………………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Безопасность и экологичность  проекта

7.1  Безопасность жизнедеятельности –

непременное условие устойчивого  развития.

Объективной реальностью мирового развития человеческого общества является возрастающее воздействие промышленности, транспорта и сельского хозяйства на природную окружающую среду.

Увеличение и накопление в окружающей среде различных загрязнений  способны нарушить сложившиеся естественные процессы в биосфере.

Вещества, загрязняющие атмосферу, могут быть твёрдыми, жидкими, газообразными и оказывать вредное действие на окружающую среду непосредственно, после химических превращений в атмосфере либо совместно с другими веществами. Они обуславливают изменения природного состава атмосферы, имеющие серьезные экологические последствия. Контрольными показателями загрязнения являются предельно допустимые концентрации (количества) – ПДК вредных веществ.

ПДК – это такое  содержание вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. При определении ПДК учитывается не только влияние загрязняющего вещества на здоровье человека, но и его воздействие на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом. ПДК загрязняющих веществ устанавливаются в законодательном порядке или рекомендуются компетентными учреждениями.

Для санитарной оценки воздушной  среды используется несколько видов предельно допустимых концентраций вредных веществ, в том числе ПДК для рабочей зоны (р.з.), максимальная разовая (м.р.) и среднесуточная (с.с.) ПДК, которые установлены на основе рефлекторных реакций организма человека на присутствие в воздухе токсикантов.

ПДКр.з. –  предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м³. Эта концентрация не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в течение 8 ч за все время рабочего стажа каких-либо заболеваний или отклонений от нормы в состоянии здоровья, которые могли бы быть обнаружены современными методами исследования непосредственно во время работы или в отдаленные сроки. При этом рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки на которой расположены места постоянного или временного пребывания работающих.

ПДКм.р. – максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе населённых мест, мг/м³, которая не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

ПДКс.с. – среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, мг/м³. Эта концентрация вредного вещества не должна оказывать прямого или косвенного вредного воздействия на организм человека в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.

В настоящее время действуют  нормативные документы: «ПДК вредных  газов, паров и аэрозолей в  воздухе рабочей зоны», установленные для 445 загрязняющих веществ, и «ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест», включающие 109 загрязняющих веществ

Для обеспечения охраны воздушной среды установлена  еще одна нормативная величина, характеризующая объём вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу отдельными источниками загрязнения – предельно допустимый выброс (ПДВ). Предельно допустимый выброс – это объём (количество) загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельным источником за единицу времени, превышение которого ведет к превышению ПДК в среде, окружающей источник загрязнения, и, как следствие, к неблагоприятным последствиям в окружающей среде и риску для здоровья людей.

Из большого количества загрязнителей атмосферного воздуха, на которые установлены нормы ПДК, выделяют 5 основных, определяющих на 90-98 % валовой выброс вредных веществ в большинстве городов: 1) оксиды углерода (около 50 %); 2) оксиды серы (около 20 %); 3) твёрдые частицы – пыль, зола, сажа – (16-20 %); 4) оксиды азота (6-8 %); 5) бенз(а)пирен (2-5%).

7.2 Краткая экологическая характеристика

основных  загрязнителей атмосферного воздуха.

7.2.1 Оксид углерода.

Оксид углерода (СО) высокотоксичен. Уже при концентрации в воздухе 0,01-0,02 объёмных процента при вдыхании в течении нескольких часов возможно отравление, а концентрация 0,2 об. % или 2,4 мг/м³ через 30 минут приводит к обморочному состоянию. Поэтому СО принадлежит к IV классу опасности, его ПДКм.р. = 5 мг/м³, ПДКс.с. = 3 мг/м³. Он составляет около половины от общего весового количества всех вредных веществ, поступающих в воздушный бассейн городов.

Отопительные установки выбрасывают  в атмосферу в 20 раз больше оксида углерода на единицу теплоты, чем промышленные котельные, и в 500 раз больше, чем электростанции. Выброс СО котлами происходит в основном при работе на твёрдом топливе и при неудовлетворительном регулировании процесса горения. При сжигании угля в мелких установках выброс оксида углерода превышает 2 % от массы топлива, а при сжигании мазута и газа до 0,05 %.

На концентрацию в конечных продуктах  сгорания наряду с кинетическими  факторами влияют также аэродинамика топочной камеры; эффективность перемешивания холодного топливовоздушного потока с рециркулирующими продуктами сгорания; расположение поверхностей нагрева по отношению к факелу; взаимное расположение горелок и некоторые другие факторы.

Данные о незначительности выброса  СО при сжигании мазута и газа и прогноз уменьшения его (практически до нуля) при переводе установок с угля на жидкое и газообразное топливо не всегда подтверждаются. Анализ работы котлов паропроизводительностью до 10 т/ч показывает, что при переводе их с угля на газовое топливо при очень тщательной регулировке системы автоматики можно снизить содержание оксида углерода до 0,01 %, в реальных условиях до 0,02 %.

7.2.2 Оксиды азота.

Известно несколько  оксидов азота (NO_x): гемиоксид N₂O и монооксид NO – бесцветные газы; сесквиоксид N₂O₃ – жидкость синего цвета, диоксид NO₂ – бурый газ; оксид N₂O₅ – бесцветные кристаллы. N₂O₃ с водой даёт азотистую кислоту, N₂O₅ – азотную, NO₂ – их смесь. Все оксиды азота физиологически активны.

Обычно в  атмосферном воздухе преобладает диоксид. При соединении его с озоном образуется фотохимический смог. Из-за активного участия в атмосферных фотохимических реакциях NO₂ не уступает по негативному воздействию SO₂, пыли и CO, хотя его токсичность значительно ниже (ПДКм.р. для NO₂ = 0,085 мг/м³ по сравнению с 0,5 мг/м³ для SO₂ и пыли, а также 5 мг/м³ для СО).

Таблица   .

 Предельно  допустимая концентрация оксидов  азота

в атмосферном  воздухе населённых пунктов по ГН 2.1.6.1338-03

 

Вещество	ПДК, мг/м3
	Максимально разовая	Среднесуточная
Диоксид азота NO2 Монооксид азота NO	0,085 0,4	0,04 0,06

Диоксид азота  в концентрации 15 мг/м³ вызывает раздражение глаз; возрастание её до 200-300 мг/м³ опасно даже при кратковременном вдыхании, так как при попадании в лёгкие NO₂ соединяется с гемоглобином крови и может вызвать его отёк. Большое значение имеет соотношение NO и NO₂, так как диоксид азота обладает в 7 раз бóльшей токсичностью, чем монооксид. Причем, кратковременные пиковые концентрации NO₂ оказывают бóльшее воздействие на человека, чем его среднее содержание в воздухе.

Более 95 % от общего количества выбросов оксидов азота поступает  в атмосферу с продуктами сгорания жидкого топлива и газа. Оксиды азота определяют токсичность продуктов сгорания угля и мазута на 40-50 %, а природного газа на 90-95 %. Их валовой выброс в атмосферу в различных регионах и городах РФ составляет 6-8 % общего выброса всех вредных веществ, уступая лишь выбросу оксида углерода, оксидов серы и твёрдых частиц.

В топочных камерах котлов и промышленных печей, где максимальные локальные температуры в факеле достигают 2100-2200 К, при наличии свободного кислорода достаточно активно протекает реакция синтеза оксида азота из азота и кислорода. Выход оксида азота растёт с увеличением температуры в зоне горения. Обычно количество образовавшегося оксида азота выше предельно допустимых концентраций в атмосферном воздухе в 1000-20000 раз (от 0,2 до 1,5 г/м³). После выхода из дымовой трубы в атмосферу основная часть оксида азота переходит в диоксид азота.

Количество образующихся оксидов азота возрастает быстрее, чем оксидов серы и твёрдых частиц, так как в отличие от этих загрязнителей, они производятся не только стационарными установками, но и автотранспортом. Кроме того, при замене твёрдого и жидкого топлива природным газом картина существенно не меняется, а в энергоблоках мощностью более 300 МВт выброс NO_x даже возрастает. Поэтому снижение их является важной экологической задачей.

7.2.3 Бенз(а)пирен.

В атмосфере бенз(а)пирен (C₂₀H₁₂) или 3,4-бензпирен находится в виде паров или в адсорбированном виде, окисляясь до СО₂ и H₂О. Выбрасывается в воздух нефтеперерабатывающими, коксохимическими и асфальтобетонными заводами, ДВС, топливосжигающими установками, электрическими станциями и др. Присутствует в саже, дымовых газах, выхлопе автомобилей.

Бенз(а)пирен I класса опасности. Он является канцерогеном, вызывающим онкологические заболевания. Концентрация его в воздухе увеличивается вместе с масштабом города, при этом максимальное количество его наблюдаются зимой. ПДКс.с. в атмосферном воздухе населённых мест составляет 0,1 мкг/100 м³.

Установлено, что концентрация бенз(а)пирена в топках с неподвижной колосниковой решеткой, применяемых главным образом в установках для отопления домов и мелких котельных, на 4 порядка превосходит его содержание в котлах электростанций. При слоевом сжигании угля в малометражных котлах, особенно в период розжига слоя дровами, концентрация бенз(а)пирена в продуктах сгорания составляет 150-170 мкг/100 м³, что с учётом высоты дымовой трубы 5-8 м и её расположения вблизи соседних зданий может создавать в зоне пребывания человека концентрации, превышающие ПДК.

Как в отопительных котлах, так  и в двигателях внутреннего сгорания наблюдается тесная положительная корреляция ухудшения качества горения и выбросов бенз(а)пирена. Большие количества его выделяются только при режимах горения, сопровождающихся сажеобразованием. При хорошем качестве сжигания газа концентрация бенз(а)пирена в продуктах сгорания невелика, а в ряде случаев даже ниже, чем в окружающем воздухе. Образование бенз(а)пирена зависит от режима горения, прежде всего от количества кислорода и температуры.