Реферат. Загрязнение воздуха диоксидом серы и методы очистки
 Скачать 29.98 Kb.
|
|
БГТУ имени Шухова Химико-технологический институт Безопасность жизнедеятельности Реферат на тему: «Загрязнение воздуха диоксидом серы и методы очистки» Выполнил студент группы БЖ-191 Емельянов Алексей Михайлович Белгород 2022 Диоксид серы Диоксид серы — бесцветный газ с очень характерным запахом. Источники загрязнения этим веществом окружающей среды, что и для взвешенных частиц, особенно сжигание угля и нефти. Вступает в каталитические или фотохимические реакции с другими загрязняющими веществами с образованием SO3, серной кислоты и сульфатов. Типичные процессы образования дисперсионных аэрозолей — измельчение угля, ветровая эрозия почвы [1] . Атмосфера В промышленных районах концентрация диоксида серы обычно достигает 0,05–0,1 мг/м3 ; в сельских районах она в несколько раз меньше, а над океаном меньше в 10–100 раз. В сельской местности фоновая концентрация близка к 0,5 мкг/м3 , а концентрация в городах в 50-100 раз выше. Из-за химических превращений время жизни диоксида серы в атмосфере невелико (порядка нескольких часов). В связи с этим возможность загрязнения и опасность воздействия непосредственно диоксида серы носят, как правило, локальный, а в отдельных случаях региональный характер. Наиболее крупными источниками выбросов двуокиси серы являются тепловые электростанции, работающие на твердом и жидком топливе, а также металлургические предприятия. Большинство этих источников осуществляет выбросы из труб на высотах 100—200 м от поверхности земли, в результате чего они значительно рассеиваются до попадания в приземный слой атмосферы. Значительную роль в загрязнении атмосферного воздуха городов двуокисью серы играют такие источники: мелкие котельные с низкими трубами, небольшие предприятия местной промышленности, печные трубы жилых домов. Таких источников в современном городе может насчитываться до нескольких сотен. Влияние на окружающую среду. Высокие концентрации диоксида серы вызывают серьезное повреждение растительности. Острое повреждение, вызванное диоксидом серы, отражается в появлении белесых пятен на широколистных растениях или обесцвеченных некротических полос на листьях с продольным жилкованием. Хронический эффект проявляется как обесцвечивание хлорофилла, приводящее к пожелтению листьев, появлению красной или бурой окраски, которая в нормальных условиях маскируется зеленой. Независимо от формы проявления, результатом является снижение продуктивности и замедление роста. Лишайники особенно чувствительны к SO2 и используются как биоиндикаторы при определении его избыточных количеств в воздухе. Однако диоксид серы не всегда вызывает повреждение: в сульфатдефицитных местностях дополнительные небольшие уровни SO2 могут благотворно влиять на растения, однако происходящее параллельно некоторое подкисление почвы может потребовать дополнительного известкования. Воздействие диоксида серы в концентрациях выше предельно допустимых может приводить к существенному увеличению различных болезней дыхательных путей, воздействовать на слизистые оболочки, вызывать воспаление носоглотки, бронхиты, кашель, хрипоту и боль в горле. Особенно высокая чувствительность к диоксиду серы наблюдается у людей с хроническими нарушениями органов дыхания, с астмой [1] . .Одним из распространённых методов сокращения выбросов диоксида серы в атмосферу являются системы газоочистки. Большое число методов уже разработано и разрабатывается в настоящее время для улавливания двуокиси серы из отходящих дымовых газов. Действие различных по конструкции газоочистителей основывается на химических реакциях двуокиси серы, содержащейся в дымовых газах электростанций, работающих на угле или мазуте. Соединения, образующиеся в ходе этих реакций, можно либо сбрасывать в отходы, либо использовать как продукт, находящий сбыт. Регламентирующие документы: ГОСТ Р 52733-2007 «АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ. Определение диоксида серы. Ультрафиолетовый флуоресцентный метод»; Руководящий документ РД 52.04.794-2014 «Массовая концентрация диоксида серы в пробах атмосферного воздуха» Воздействие на человека Диоксид серы имеет высокую степень токсичности, при вдыхании паров вещества организм реагирует такими побочными эффектами, как кашель, хрипота, боль в горле. Если случайно произойдёт попадание концентрированного диоксида серы на слизистые возможны проявления удушья и затруднения глотания, случаются расстройства речи, неудержимая рвота и даже отёк лёгких. Е 220 провоцирует появление аллергических реакций, но у многих людей не возникают недомогания, поэтому обычно говорят об индивидуальной непереносимости вещества. Диоксид серы оказывает разрушительное влияние на витамин В1, и полностью уничтожает в организме витамин B 12. При употреблении внутрь он быстро окисляется и затем выделяется наружу вместе с мочой. Та категория людей, которые имеет сильную чувствительность к различным консервантам, при большой дозировке, либо при очень частом употреблении продуктов питания, которые содержат Е 220 рискуют получить серьёзные побочные эффекты – боль в желудке, головная боль, диарея, тошноту и так далее. Допустимая суточная норма ПДК диоксид серы, рекомендованная СанПин для потребления человека, составляет 0,7 мг на один килограмм веса в сутки [3]. Воздействие на природу Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное. При соединении оксида серы или азота с водой образуются различные кислоты: азотная, азотистая, серная и сернистая. Критических показателей воздух достигает в сухую солнечную и безветренную погоду, когда большое количество вредных веществ надолго задерживается в нижних слоях атмосферы. Приводит к интоксикации животных, растений, нарушению баланса экосистемы. Раствор серной кислоты в дождевой воде (кислотные дожди) подкисляет почву и начинают взаимодействовать с кадмием, ртутью, свинцом и другими токсичными материалами, имеющимися в почве. Растворяясь под действием кислоты, они проникают в живые организмы, смешиваются с подземными водами. Человек, употребляющий зараженную воду, рискует получить заболевания почек, печени, ЦНС, онкологию. Водные объекты, подвергшиеся окислению, превращаются в болота, что наносит непоправимый вред экосистеме водоема [3]. Защита дыхательных путей человека Известно , что наиболее эффективным способом защиты от диоксида серы является использование средств защиты на основе угля, аминовых абсорбентов. В нормальных условиях SО2 представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом загорающейся спички. Одними из средств защиты от SО2 является противогазы с угольными фильтрами, марлевая маска, между которой помещается слой угля в 2-3 см толщины. В присутствии сильных восстановителей SO2 способен проявлять окислительные свойства [4]. Методы очистки от диоксида серы Одним из распространённых методов сокращения выбросов диоксида серы в атмосферу являются системы газоочистки. Большое число методов уже разработано и разрабатывается в настоящее время для улавливания двуокиси серы из отходящих дымовых газов. Действие различных по конструкции газоочистителей основывается на химических реакциях двуокиси серы, содержащейся в дымовых газах электростанций, работающих на угле или мазуте. Соединения, образующиеся в ходе этих реакций, можно либо сбрасывать в отходы, либо использовать как продукт, находящий сбыт. Из более чем 50 испытанных процессов очистки дымовых газов от серы единственным, прошедшим все проверки и оказавшимся надёжным, признан процесс орошения отходящих газов известковым молоком в скруббере (абсорбере). Примерно 85% газоочистителей, действовавших в конце прошлого столетия, были именно такого типа. В этих устройствах выходящие из топки газы пропускаются через разболтанную смесь известняка и извести с водой. Двуокись серы поглощается этой смесью и реагирует с ней, образуя сульфит кальция и сульфат кальция (гипс). Дымовые газы не только очищаются от двуокиси серы (примерно на 80%), но и на 90% освобождаются от золы. Правда, при этом дымовые газы настолько охлаждаются, что их приходится заново нагревать, чтобы обеспечить тягу в дымовых трубах и выброс этих газов в атмосферу. Образующиеся продукты очистки в виде густой массы должны быть как-то использованы. Из-за полужидкой консистенции отходов их трудно напрямую применять в качестве планировочного материала при земляных работах. Однако добавление летучей золы — ещё одного вида отходов на электростанциях — превращает скрубберные отходы в материал, напоминающий глину. Поскольку проблема удаления и захоронения отходов из скрубберов представляется достаточно серьёзной, весьма привлекательными оказываются скрубберные установки, дающие отходы в виде продуктов, имеющих спрос на рынке. Один из таких скрубберов производит серу высокой чистоты, другой — разбавленную серную кислоту. Еще один вариант объединяет обогащение и очистку угля, а также обработку скрубберами. Очистка угля от минеральной серы требует небольших затрат, но ограничивается удалением лишь той доли серы, которая содержится в пиритах (сульфидах металлов). Если эту долю серы удалить, а дымовые газы, образовавшиеся при сжигании такого очищенного угля, пропустить через скруббер, то уровень оставшейся двуокиси серы будет соответствовать стандартам на выбросы при вполне приемлемых затратах. Почти на всем протяжении прошлого столетия часть промышленников занимали весьма критическую позицию относительно скрубберов. Утверждалось, что скрубберы неэффективны и дороги и дают громадное количество отходов. Однако по мере того как скрубберы становились дешевле, их высокая эффективность признавалась все шире. Предсказываемые горы отходов так и не появились. Типичной электростанции мощностью 1000 МВт, работающей на угле, требуется для размещения золы и скрубберных отходов 150-300 га, заполняемых в течение 30 лет. Противники установки скрубберов ратовали за применение очень высоких дымовых труб, которые обеспечивали бы значительно более далёкое распространение в атмосфере выбросов дымовых газов, содержащих двуокись серы. Когда содержание двуокиси серы в приземных слоях атмосферы достигает опасного уровня, в котельных можно было бы сжигать уголь с малым содержанием серы, пока обстановка в атмосфере не улучшится. Другим вариантом была бы остановка генераторов, вырабатывающих электроэнергию на время повышенного загрязнения атмосферы. Противники установки скрубберов также предлагали подождать с установкой скрубберов, пока не станут ясными возможности очистки и обогащения угля перед сжиганием. В настоящее время применение скрубберов — общепринятая технология. Их реально установить на уже функционирующих станциях, и примеров, подтверждающих это, множество. Более того, на объектах, которые работают на высокосернистых углях или мазуте, такие системы просто необходимы. Однако следует учитывать, что оборудования требует физического пространства. В ряде случаев может потребоваться и перестройка, ведь система встраивается в существующий объект между собственно производственными мощностями: котлом (в случае ТЭС) В или производственными цехами (в случае металлургии) и дымовой трубой, которая выбрасывает все, что наработано и очищено, в атмосферу. Однако, к сожалению, обязательными к применению подобные системы не является. В частности, законодательство РФ не обязывает промышленников жёстко контролировать выбросы оксидов серы в атмосферу — во всяком случае, пока. Это касается и уже функционирующих, и проектируемых объектов. Так, в Калининградской области в этом году будет строиться новая угольная Приморская ТЭС, и сероочистка на ней не закладывается, а нормы выбросов станции составят 1200—1300 мг/м3. Скрубберы — оборудование дорогостоящее, и далеко не все промышленники согласны на подобные инвестиции. Вероятнее всего, такое положение дел является временным, ведь за рубежом все новые станции уже сейчас проектируются и строятся с учётом установок сероочистки. Да, работа скрубберов напрямую не связана с производственным процессом, и на получение прибыли она никак не влияет. Их задача — сделать наш воздух чище, и с ней оборудование справляется прекрасно. Вот лишь несколько примеров его работы — на опыте польских предприятий. В 2008 году скрубберы были установлены на заводе по производству цинка для сероочистки агломерационных дымовых газов. Поток отходящего дымового газа здесь — 90 000 м3/ч. Если на входе в установку сероочистки концентрация диоксида серы SO2 составляет 20-30 г/м3, то на выходе в атмосферу — 400 мг/м3. Эффективность установки в данном случае 98%. Или в энергетической отрасли, на одном из предприятий которой скруббер был установлен для очистки выхлопных газов от котлов (поток — 100 000-166 000 м3/ч). Входная концентрация SO2 в данном случае 2,2 г/м3, концентрация газа на выходе на выходе — 400 мг/м3. Разумеется, эффективность работы оборудования зависит от многих технических параметров, но средние показатели здесь — 80-99%.[2] . Список литературы: Акимов В. С. . Диоксид серы и основные источники загрязнения атмосферы диоксидом серы: Научный журнал. 2017. № 6-1 (19) с. 18-20. Андронов Евгений. Промышленные страницы Сибири» №5 (119) май 2017 г.. Единый промышленный портал Сибири. [Электронный ресурс]. https://epps.ru/journal/detail.php?id=1793&ysclid=laav0npfhx205204582 Бондаренко Ю.Д., Кожевникова Н.Ю. Современная аграрная наука: проблемы и пути решения: сборник тезисов круглого стола в формате online. 2020. С. 97-99. Колпакова А.А., Удовик П.В., Мельников И.Н., Пичхидзе С.Я. . Страна живет пока работают заводы: сборник научных трудов Международной научно-технической конференции. С.179-182. |