Розробка технологічної схеми абсорбційної очистки повітря від сполук аміаку

3. Поняття ГДК, джерела забруднення

Гранично допустима концентрація забруднюючих речовин (ГДК) — це максимальна маса шкідливої речовини в одиниці об'єму (мг/м3) окремих складових біосфери, періодичне чи постійне цілодобова дія якої (прямо чи через екологічні системи) на організм людей, тварин та рослин не викликає ніяких відхилень в нормальну їх функціонуванні протягом всього життя даного та наступних поколінь [1].

ГДК є єдиними для всієї території країни і на даний момент вони затверджені Мінздравом для більше як 200 шкідливих речовин, забруднюючих атмосферне повітря населених пунктів.

Всі шкідливі речовини по степені шкідливого впливу на людину діляться на чотири класи:

1 — особливо шкідливі;

2 — високо шкідливі;

3 — помірно шкідливі;

4 — мало шкідливі.

Чим шкідливіші речовини, тим складніші, масштабніші та значніші зусилля по охороні атмосферного повітря. Для кожної речовини, забруднюючої атмосферне повітря, на Україні встановлені два нормативи: максимальна разова та середньодобова ГДК.

Максимальна разова ГДК встановлюється для попередження рефлекторних реакцій у людини через подразнення рецепторів органів дихання (сприйняття неприємних запахів, чхання, алергічні явища, зміна біоелектричної активності головного мозку, світової чуттєвості очей та інше) при короткочасній дії (до 20 хв.) атмосферних забруднень. У зв'язку з тим, що концентрації забруднень в атмосферному повітрі не постійні в часі і змінюються в залежності від метеорологічних умов, рельєфу місцевості, характеру викиду, виду і інтенсивності забудови та інших причин, разові проби, у відповідності з вимогами стандартів повинні відбиратись регулярно декілька раз на добу протягом короткого проміжку часу (20 .30 хв.). Найвищі значення вмісту забруднюючих домішок в атмосферному повітрі, які отримані при аналізі багаточисельних відібраних проб, називають максимальною разовою концент­рацією.

Середньодобова ГДК встановлюється для попередження загальнотоксичної, канцерогенної, мутагенної та іншої прямої чи побічної шкідливої дії на людину в умовах тривалого довгого цілодобового вдихання. Середньодобова концентрація визначається як середньоарифметичне значення разових концентрацій, для яких вказаний термін часу відбору, чи як середній вміст шкідливих домішок в пробах атмосферного повітря, які відбираються протягом 24 годин без перерви чи з рівними інтервалами між відборами. Відбір проб регламентується ГОСТ 17.2.6.01—86. Найбільша концентрація кожної шкідливої речовини в приземному шарі не повинна перевищувати максимальну разову ГДК. При одночасній наявності в атмосферному повітрі декількох речовин, які мають властивість сумації дії, їх загальна концентрація повинна задовольняти умові:

С1/ГДК1 + С2/ГДК2+ . + Си/ГДКи < 1,

де С1, С2 , Си — фактичні концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі при відборі проб в одній і тій же точці місцевості, мг/м3;

ГДК1, ГДК2, ,, ГДКи — гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі, мг/м3.

Ефект сумації дії шкідливих речовин мають, наприклад, сірчаний ангідрид та діоксид азоту; оксид вуглецю та діоксид азоту; формальдегід та гексан; ацетон і фенол; валеріанова, капронова та масляна кислоти; аерозолі п’ятиокису ванадію і оксидів марганцю та інші.

Характеристика забруднювача Аміак (NНз)

"Благородний газ", запах чути навіть при малих концентраціях.

Легкий газ (17 г/моль). Якщо врахувати, що середня молярна маса повітря складає 29 г/моль, то відносна концентрація аміаку по повітрю дорівнює 17 : 29=0,59.

Аміак добре розчиняється у воді (в 1 об'ємі води розчиняється 750 об'ємів

аміаку).

По характеру дії на живі організми аміак відноситься до подразнюючих

речовин (він викликає подразнення органів дихання та слизових оболонок).

Максимально разова ГДК 0,2 мг/м3, середньодобова ГДК 0,04 мг/м3, ГДК

робочої зони 20 мг/м3. Клас шкідливості - IV.

Основними джерелами забруднення атмосфери аміаком є:

- Азотна промисловість;

- Содова промисловість (аміачний спосіб отримання соди);

- Нагрівальні печі, які працюють на рідкому та газоподібному паливі (пари, масла, аміак, ціаністий водень, пил) машинобудівні підприємства. Використовують аміак при виробництві аміачних добрив, азотної кислоти, в медицині для виробництва нашатирного спирту, при виробництві вибухових речовин.

4. Вибір та обгрунтування ефективного методу очистки Можливі методи очистки від аміаку:

1. Абсорбційні методи

а) поглинання водою;

б) реакція із слабкими розчинами багатоосновних кислот.

2. Метод каталітичного окислення.

3. Термічне розкладання (спалювання) аміаку.

Оскільки аміак добре розчиняється у воді найчастіше на виробництві використовують метод поглинання водою, він не потребує особливо складного обладнання та великих затрат, але як недолік цього методу слід відмітити великі об'єми розчинів (аміачної води) та неможливість її тривалого зберігання -необхідно зарані передбачити її транспортування та подальшу реалізацію[1].

Хороші результати дає метод термічного спалювання аміаку, але на практиці майже не застосовується, для спалювання використовується метан, (температура досягає 750 градусів) [2].

В курсовому проекті ми використовуємо абсорбційний метод очистки повітря від аміаку шляхом його реакції із слабкими розчинами багатоосновних кислот оскільки цей метод не потребує дорогого обладнання та специфічних реактивів, його простота та порівняно невеликі затрати на очистку, що дуже важливо сьогодні, дозволяють проводити очистку до допустимих нормативів забрудненого аміаком повітря.

5. Вибір параметрів очистки Технологічна схема

Забруднене аміаком повітря через місцеві повітрозаборні споруди по повітропроводах попадає на волокнисті адсорбційні фільтри (ФАВ-500). Насоси дозатори подають на фільтри шляхом розбризкування (зрошення - для збільшення поверхні взаємодії) розчин сірчаної кислоти, який вступає у взаємодію з аміаком. Отриманий в результаті реакції розчин (NН4)2SO4 накопичується в спеціально передбаченій для цього ємності (бак), а очищене повітря за допомогою вентилятора через краплевідводник викидається в атмосферу.

Технологічна схема очистки повітря від аміаку та специфікація обладнання, яке застосовується при цьому приведена на мал.6.1, табл.6.1.

Подача розчину Вихлоп

Бак для зберігання H2SO4 8

розчину H2SO4 6

1