|
|
Ответы по экологии1. 1. Предмет экологии. История развития экологии
67.Фильтрационные аппараты пылеулавливания. Общая характеристика,
достоинства и недостатки. Тканевые, зернистые, волокнистые фильтры.
Принципиальная схема рукавного тканевого фильтра.
Фильтрационные очистные устройства Основаны на прохождении газа через пористую перегородку (фильтр),в ходе которого взвешенные частицы задерживаются фильтром, а газ проходит через него.
Достоинства фильтрационного метода: высокая степень очистки (эффективность выше 99% даже для частиц меньше 0,1 мкм); возможность улавливания частиц в газах, имеющих широкий диапазон температур и входных концентраций; относительная простота конструкций. К недостаткам следует отнести необходимость периодической замены фильтрующих элементов и громоздкость оборудования.
Фильтры, применяемые для пылеулавливания, делятся на тканевые, зернистые и волокнистые.
Наибольшее распространение в авиационной промышленности получили рукавные тканевые фильтры. В фильтрах применяются ткани из натуральных и синтетических волокон и войлоки-фетры. Рукавные фильтры соединяются в секции с числом рукавов в каждой 8-15 иногда до 200, диаметр рукавов не превышает 600 мм.
Зернистый фильтр представляет собой пористую перегородку, состоящую из верен сферической или другой формы.
Волокнистый фильтр представляет собой слои различной толщины, в которых более или менее однородно распределены волокна. Эти - фильтры обеспечивают улавливание по всей глубине слоя. Например, для улавливания аэрозолей с частичками 0,05-0,5 мкм применяются фильтрующие материалы в виде тонких листков или объемных слоев из полимерных смол (фильтры Петрянова). Эффективность этих фильтров не менее 99%.
68.Электрические аппараты пылеулавливания. Достоинства и недостатки.
Принципиальная схема электрофильтра.
Электрофильтр - устройство, в котором улавливание взвешенных частиц происходит под воздействием электростатических сил. В поле коронного разряда, возникающего при подаче напряжения до 100000 В, происходит ионизация газа. Ионы газа адсорбируются на поверхности пылинок, вследствие чего пылинки заряжаются и приобретают способность под действием электрического поля двигаться к осадительным электродам, с которых они периодически удаляются.
Достоинство электрофильтров - их универсальность: они обеспечивают очистку газов больших объемов от пыли и туманов с высокой эффективностью (99-99,9%), Такие фильтры способны улавливать частицы различных размеров, в том числе и меньше 1 мкм, при концентрации частиц в газе выше 50 г/м3. Электрофильтры применяются для очистки газов при температурах до 400-450°С, а также в условиях воздействия коррозионных сред. К недостаткам электрофильтров относится их высокая стоимость и невозможность проводить очистку взрывоопасных газов.
69 Абсорбционныеметоды очистки газов: сущность, достоинства и
недостатки.
Суть абсорбции заключается в поглощении удаляемых компонентов жидкостью. В зависимости от особенностей взаимодействия поглотителей и извлекаемого из газовой смеси компонента абсорбционные методы делятся на физическую и химическую абсорбцию. Для физической абсорбции применяют поглотители: воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемыми газами. При химической абсорбции извлекаемые компоненты вступают в химическую реакцию с хемосорбентами, в качестве которых используют растворы минеральных и органических веществ, суспензии и органические жидкости.
Достоинством этих методов являются доступность и дешевизна абсорбентов, простая технологическая схема процесса, низкие капитальные и эксплуатационные затраты, возможность очистки газа без предварительного охлаждения и обеспыливания.
Недостатки - невысокая эффективность очистки, недостаточная степень использования известняка, образование отходов в виде шлама или загрязненного гипса.
70Абсорбционные методы очистки газов от SO2, оксидов азота, H2S,
галогенов и их соединений.
Для очистки газов от S02 предложено больше количество хемосорбционных методов, однако на практике нашли применение лишь некоторые из них. Это связано с тем, что объемы отходящих газов велики, а концентрация S02 в них мала, газы характеризуются высокой температурой и значительным содержанием пыли.
Для абсорбции могут быть использованы вода, водные растворы и суспензии солей щелочных и щелочно-земельных металлов.
Газы, содержащие оксиды азота (Nx0y), образуются в ряде производств химической промышленности, металлургии, машиностроения, при сжигании топлива.
На практике с отходящими газами выбрасываются в основном N0 и NO2 одновременно. Основная сложность абсорбционной очистки связана с низкой химической активностью и растворимостью оксида азота. Имеется несколько путей решения этой проблемы: полное или частичное окисление N0 в Юг, использование селективных абсорбентов и катализаторов абсорбции. При абсорбции оксидов азота используют воду, растворы щелочей I и селективные сорбенты, кислоты и окислители. Например, при абсорбции диоксида азота водой в газовую фазу выделяется часть менее опасного оксида азота, скорость окисления которого мала. Для очистки газов применяют различные растворы щелочей и солей (NaOH, Na2C03, КОН, Са(0Н)2, NH40Н, MgСОз и др.). Для очистки газов при отсутствии кислорода используют растворы FeS04, FeCl2, Na2S03, NaHCО3, Na2S203
Технологические и топочные газы, содержащие H2S, очень коррозионно-активны. Очистка газов от сероводорода производится с применением различных хемосорбционных методов.
Для очистки используется также мышьяково-щелочной метод, абсорбция этаноламинами, фосфатный метод.
71.Суть адсорбционных методов очистки газов. Адсорбенты:
активированные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты.
Адсорбционные методы очистки основаны на поглощении примесей твердыми телами с развитой поверхностью, адсорбентами. Поглощаемые молекулы удерживаются на поверхности твердых тел силами Ван-дер-Ваальса (физическая адсорбция) или химическими силами( хемосорбция).
Стадии адсорбции:
- перенос молекул газа к внешней поверхности твердого тела;
– проникновение молекул газа в поры твердого тела;
– собственно адсорбция.
Адсорбция рекомендуется для очистки газов с невысокой концентрацией вредных компонентов. Адсорбированные вещества удаляют из адсорбентов с помощью десорбции инертным газом или паром. Преимущество: высокая степень очистки. Недостатки: «чистые» (сухие и без пыли) газы, небольшая скорость.
Адсорбенты – материалы высокоразвитой внутренней поверхностью(природные и синтетические) : активированные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты, иониты.
Активированные угли – гидрофобны. Для адсорбции газов и паров используют микропористые гранулированные активированные угли.
Силикагели – гидратированные аморфные кремнеземы (SiO2*nH2O), являющиеся реакционно-способными соединениями переменного состава, превращения которых идет по механизму полконденсации. Зазоры м/у частицами образуют пористую структуру силикагеля. Получают путем осаждения аморфного кремнезема из силикатно-щелочных металлов. Служат для поглощения полярных веществ.
Алюмогели (Al2O3*nH2O где 0
Цеолиты - алюмосиликаты, содержащие в своем составе оксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Характеризуются регулярной структурой пор, соизмеримых с размерами молекул. Общая химическая формула: Me(2/n)C*Al2O3*xSi2*yH2O, где Me катион металла, n – его валентность. Получают синтетически и добывают при разработки месторождений. Обладают наибольшей адсорбцией по парам полярных соединений и веществ с кратными связями в молекулах.
Иониты - высокомолекулярные соединения с развитой поверхностью.
72 Адсорбционные методы очистки газов от SO2; H2S.
В качестве адсорбентов при очистке от SO2 используют активированные угли, полукоксы, активированный силикагель, доломит, карбонат кальция, подщелоченный оксид алюминия, активированный диоксид марганца. Разрабатываются процессы адсорбции S02 известняком или доломитом непосредственно в камере сгорания. Диоксид серы при высокой температуре сорбируется порошкообразным материалом. Затем дымовые газы очищают в сухих или мокрых пылеуловителях. Добавление к доломиту 1-2% Fe20s катализирует процесс.
Для удаления H2S и органических сернистых соединений из газа используют аппараты с несколькими псевдосжиженными слоями гранулированного оксида и гидроксида железа при температуре
340°С. Гранулы оксида железа регенерируют путем отжига частично сульфидированного и восстановленного оксида в воздушной среде при 800°С, при этом получают SO2, который перерабатывают в серную кислоту.
Недостатками процесса являются низкая эффективность очистки, невысокая степень использования известняка, зарастание технологического оборудования.
73.Каталитические методы очистки газов от оксидов азота, СО, SO2.
Химические превращения токсичных компонентов в нетоксичные происходят в присутствии катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли, и катализаторные яды. Каталитический метод применяют для очистки газов от оксидов азота, серы, углерода и от органических примесей.
Оксидов азота. Оксиды азота восстанавливаются газом - восстановителем (H2, СН4, СО) в присутствии катализаторов. В качестве катализаторов используют различные металлы, которыми покрывают огнеупорные материалы (носители); применяют палладиевый катализатор, нанесенный на оксид алюминия. Температура начала контактирования при восстановлении 400-4?0°С.
СО. Каталитическая очистка является наиболее рациональным методом обезвреживания промышленных газов от СО. Процесс гидрирования оксида углерода на никелевых и железных катализаторах проводят при высоких давлениях и повышенных температурах по реакций
СО + 3 Н2 = СН4 + Н20.
SO2. Разработанная технология каталитической очистки газов от диоксида серы основана на принципе окисления S02 в SOз нитрозным, либо контактным методом. Этот процесс лежит в основе производства серной кислоты.
Существует также метод очистки газа от S02 с получением сульфата аммония, который можно использовать как удобрение. S02 окисляют до SОз в присутствии У2О5 при 450-480°С, затем при температуре 220
260°С вводят газообразный аммиак. Полученные кристаллы Сульфата аммония отделяют в циклонах и электрофильтрах.
74.Методы контроля и приборы для измерения концентрации примесей в атмосфере.
Контроль за содержанием вредных веществ в атмосферном воздухе позволяет оценить эффективность работы пылеочистного оборудования предусматривает необходимую степень очистки и совершенствование технологии производства для снижения концентрации вредных веществ в отходящих газах. Интервал возможных концентраций загрязнений может изменяться от 10-8 до 105 мг/м3, а полидисперсные системы характеризуются, как правило, еще и широким спектром размеров частиц от 10-2 до 103 мкм, что исключает возможность создания универсального метода измерения концентраций атмосферных загрязнений.
Контроль концентрации пыли.
При анализе запыленности воздуха предпочтение отдают методам, основанным на предварительном осаждении пыли. К недостаткам этих способов следует отнести циклический характер измерения, высокую трудоемкость и низкую чувствительность анализа. Наиболее часто применяют гравитационный, радиоизотопный и оптические методы.
Контроль концентраций газо- и парообразных примесей
Анализ газового состава атмосферного воздуха производится помощью газоанализаторов, позволяющих осуществлять мгновенный непрерывный контроль содержания в нем вредных примесей. Для экспрессного определения вредных веществ широкое применение нашли универсальные газоанализаторы упрощенного типа (УГ-2, ГХ-2 др.), основанные на линейно-колористическом методе анализа.
При просасывании воздуха через индикаторные трубки, заполненные твердым веществом - адсорбентом, происходит изменение окраски индикаторного порошка. Длина окрашенного слоя пропорциональна концентрации исследуемого вещества. Например, газовый анализатор УГ-2 позволяет определить концентрацию 16 различных газов и паров, причем погрешность измерения не превышает ± 10%.
Для постоянного контроля состояния воздушной среды наибольшее применение нашли автоматические приборы, непрерывно регистрирующие концентрации анализируемого компонента. Методы контроля газовых примесей можно разделить на оптические, электрохимические, термохимические, хроматографические
75.Экологический мониторинг. Виды мониторинга.
Экологический мониторинг – многофункциональный процесс контроля за состоянием объектов экосферы, за источниками нарушений, экологического равновесия, моделирования и прогнозирования экологического состояния объектов экосферы., управления экологическими процессами.
Функции мониторинга:
контроль за состоянием объектов экосферы
контроль за источниками нарушений
моделирование и прогноз экологического состояния объектов экосферы
управление экологическими процессами.
Средства контроля:
функциональные (продуктивность, скорость изменения, круговорот веществ);
структурные (значения физических, химических, биологических, параметров);
Другая классификация:
контактные методы (хроматография, полярография, кондуктометрия, кулонометрия, потенциометрия, ионометрия, колориметрия, рефрактометрия, люминесцентное измерение, терматография и др.);
неконтактные (исп. зондирующих полей).
Средства моделирования и прогнозирования:
использование фундаментальных законов (ЗСМ, ЗСЭ);
установление законов функционирования экосистем;
имитационное моделирование.
Сложность осуществления мониторинга обусловлена, в частности законом коммутативности, по которому человек воздействует на окружающую среду в короткий промежуток времени в той же степени, которую природа создает в течении столетий и даже тысячелетий.
76. Экология человека.
Экология - это наука о взаимоотношении организма с окружающей средой. Конкретные направления этой науки могут называться, например, так: "Экология речного бобра", "Экология осетровых рыб" и т.п. При этом объект исследования может быть рассмотрен с позиций среды его обитания, мест и условий размножения, взаимодействия с другими особями своего биологического вида, а также с конкурентами, врагами (хищниками, паразитами) или просто с соседями. Объектом экологических исследований является, в том числе, человек. При этом человека обычно изучают прежде всего в его производственных условиях (море, угольные шахты, космические полеты и т.д.). Особое направление экологии человека - это охрана среды его обитания. Во многих странах существуют специальные экологические службы, а также общественное Движение "зеленых". "Зеленые" направляют свои усилия прежде всего на борьбу с загрязнением водоемов, воздушной среды, почвы, за сохранение лесов и животного мира. "Зеленые" борются против ядерных испытаний, за уничтожение ядерного, химического и биологического оружия, за запрет противопехотных мин, калечащих и мирных жителей, и животных, за запрет капканного промысла пушных зверей, при котором животные подвергаются чрезвычайным страданиям. Также очень важны "прикладные" экологические исследования жизнедеятельности человека в различных производственных условиях.
77.Основные принципы охраны окружающей среды и рационального природопользования.
ОС-совокупность факторов живой и неживой природы, прямо или косвенно воздействующих на организм.
ОС-природный и созданный человеком материальный мир, который окружает и воздействует на него, преобразуется в рез-те челов-ой деятельности.
Природопользование- это процесс эксплуатации природ.ресурсов в целях удовлетворения материальных и культурных потребностей общества.
Природопользование:
-рацион-ое
-нерацион-ое
Инженерные принципы:
-системный подход к проблемам природопользования
-оптимизация биосферы
-концентрация произв-ва
-экологизация произв-ва-безотходная технология.
В рез-те жизнедеят-ти чел-ка преобраз-ся природа и получаются отходы произв-ва, чуждые природной среде. Для произв-ва необходимых продуктов, машин и механизмов чел-к из природной кладовой забирает сырье(топливо, руды, минералы), использ-т почву, воду, атмосферу.
Вследствие этого в рез-те выбросов, попадания отходов в почву, воду измен-ся состав природной среды. Необходимо экономить ресурсы и энергию, комплексно использовать природ.ресурсы, эффективно перерабатывать вторич.сырье, заменить горючее топливо на нетрадиционные источники энергии, уменьшающие выбросы вредных веществ в окружающую природу.
Также должны выполняться следующие действия чел-ка по отншению к ОС:
1)экономия ресурсов
2)охрана биоразнообразия
3)экономия энергии
4)совершенствование технологий
5)борьба с загрязнениями
6)регулирование роста населения
7)преодоление потребительского подхода
Менделеев:”В химии нет отходов-есть неиспользованное сырье”.
78.Основы экологического права.
Экологическое право-отрасль права,которая регулирует общественные отношения в сфере взаимодействия общества и природы. Источники экол.права:
Конституция
Законы и кодексы в области охраны природы
Указы и распоряжения Президента по вопросам экологии и природопользования; правительственные природоохранные акты.
нормативные акты министерств
нормативные решения органов местного самоуправления. Государственный комитет по охране ОС-центральный орган федеральной исполнительной власти в области охраны ОС.
Экологический стандарт- нормативно-технический документ,устанавливающий комплекс норм, правил, требований, обязательных для исполнения.
Экологическая паспортизация. Каждое предприятие должно пройти паспортизацию. Цель:прогноз экологической ситуации на предприятии и вокруг него и контроль за выполнением природоохранных мероприятий. Экологическая экспертиза: предупредительный экологический контроль. Экологический риск: оценка на всех уровнях- от точечного до глобального – вероятности появления негативных изменений в ОС,вызванных антропогенными или иными взаимодействиями. Экол.контроль- вид государственной деятельности ,призванный обеспечить соблюдение экол-го законодательства. Юридическая ответственность за экол-е правонарушение явл-ся одной из форм госуд.принуждений.Её задача-обеспечить реализацию экол-х интересов в принудительном порядке |
|
|
Скачать 1.93 Mb.