Анализ и обобщение научно-технических и патентных материалов

Введение

 

Вопросы охраны окружающей среды в последнее время выдвинулись в число важнейших, которые необходимо решить человечеству. Результаты специальных исследований, выполненных учеными разных стран, показали, что бездумное использование природных ресурсов, неограниченный сброс отходов создали опасность необратимых процессов в биосфере, а именно угрозу самой жизни человека.

Охрана окружающей среды в нашей стране возведена в ранг конституционной нормы. Кроме того, принят ряд специальных постановлений правительства по вопросам охраны природы как в целом, так и по отдельным регионам: бассейнам реки Волги и озера Байкал, Балтийского, Черного и Азовского морей, Арктического бассейна. Бесспорно, что каждое судно в отдельности и весь флот в целом всегда будут являться потенциальными источниками загрязнения водоемов, а так же атмосферного воздуха.

Большой вред окружающей среде наносят отработавшие газы дизелей, в которых содержатся сажа и компоненты неполного сгорания топлива. Все более острой становиться проблема - снижение вредных выбросов с отработавшими газами энергоустановок. Тенденция использования тяжелого топлива на водном транспорте привела к тому, что судовые двигатели внутреннего сгорания стали работать на топливах ухудшенного качества. Кроме прочих неблагоприятных показателей качества утяжеленных и тяжелых топлив нужно отметить повышенное содержание в них серы. Это значит, что в составе отработавших газов существенно повышается содержание серного и сернистого ангидрида, т. е. потенциальных кислотосодержащих продуктов, влияние которых резко отрицательно сказывается на окружающей среде [1].

Целью данной курсовой работы является рассмотрение методов очистки отработавших газов, поступающих при использовании дизельного топлива с судов, а также рекомендация и разработка природоохранного мероприятия по защите окружающей среды.

Анализ и обобщение научно-технических и патентных материалов

Двигатель - источник загрязнения атмосферы. Характеристика токсичности его отработавших газов

Общая оценка дизеля как источника загрязнения воздушной среды

Дизель, вырабатывая механическую энергию за счет окисления топлива воздухом, в процессе работы осуществляет непрерывный тепломассообмен с окружающей атмосферой. Он забирает воздух и потребляет топливо, затем выбрасывает отработавшие газы, состоящие из части воздуха и продуктов окисления топлива. Таким образом, воздух, поступающий в цилиндр дизеля, совершает определенный термодинамический цикл, претерпевая при этом химические изменения, в результате чего превращается в отработавшие газы − сложную газовую смесь с множеством компонентов. Четыре компонента N2, О2, СО2 и Н2О составляют свыше 99...99, 9 % объема газа, остальные 0, 1...1, 0% объема отработавших газов составляют примеси, которые не представляют интереса с технической точки зрения, но являются вредными для окружающей среды, живой природы и человека.

При выпуске в атмосферу отработавшие газы обычно рассеиваются и вступают в контакт с человеком уже в сильно разбавленном состоянии. Концентрация ряда вредных компонентов и температура газов в основном снижаются до безопасного уровня, но бывают зоны, где это вещество концентрируется в количествах, оказывающих вредное действие на живой организм и природу (данные представлены в таблице 1). Это обстоятельство заставляет искать пути снижения вредных веществ. К наиболее опасным веществам можно отнести СО, NОХ, SО2, альдегиды (А), углеводороды (УВ), бенз(а)пирен.

При анализе состава отработавших газов целесообразно использовать два основных понятия: токсичность и дымность. Токсичные компоненты − это вредные вещества, входящие в состав отработавших газов. Дымность − это свойство газа, обусловленное наличием в его составе твердых и жидких аэрозольных частиц. Подавляющую часть их массы (свыше 95...98%) составляет сажа. Сама по себе сажа безвредна, но она может адсорбировать на своей поверхности токсичные вещества типа бенз(а)пирен и другие. Кроме того, сажа имеет неприятный запах и является нежелательным компонентом отработавших газов дизеля.

Классификация методов очистки отходящих газов двигателей внутреннего сгорания

 

Подавление отходящих газов двигателей внутреннего сгорания делится на ряд методов:

Методы внутреннего подавления выбросов, он характеризуется:

− использованием малотоксичных рабочих процессов;

− подачей воды в цилиндр (ВТЭ);

− рециркуляцией отходящих газов;

− регулированием топливоподачи.

Методы внешнего подавления выбросов, а именно использование:

− сажевых фильтров;

− термических реакторов;

− жидкостных нейтрализаторов;

− каталитических нейтрализаторов;

− присадок (антидымных, антисажевых);

− ультразвуковой коагуляции сажи.

Организационные мероприятия:

− ограничение количества маневров главных двигателей при отходах и подходах судов к пристани;

− сведение к минимуму работы на стоянках;

− перевод судов на малосернистое топливо;

− оптимизация расписания пассажирских судов.

Использование альтернативных видов топлива, а именно:

− водород;

− спирт;

− метанол;

− сжатый природный газ;

− сжиженный нефтяной газ.

Конструктивные и технологические мероприятия по улучшению экологических показателей высокооборотных судовых дизелей заключаются в следующих мероприятиях:

Снижение образования оксидов азота, а именно:

− снижение общих и локальных температур в камере сгорания;

− снижение локального и местного содержания кислорода;

− изменение химического состава заряда;

− снижение содержания азота в топливе.

Снижение образования углеводородов:

− исключение местных переобогащенных зон;

− исключение чрезмерной гомогенизации;

− увеличение коэффициента избытка воздуха;

− повышение скорости сгорания.

Снижение образования СО и дыма:

− оптимизация коэффициента избытка воздуха;

− оптимизация закона тепловыделения;

− применение инициирующих и антидымных присадок;

− снижение расхода смазочного материала;

− исключение местных переобогащенных зон.

Снижение образования альдегидов:

− снижение расходов смазочного масла;

− турбулизация заряда;

− разрушение зон гашения [2].

 

Расчетно-пояснительная записка

Эколого-экономический раздел

Заключение

 

Речные и морские суда в настоящее время являются достаточно активными источниками загрязнения воздушного бассейна сажей, окисью углерода, сернистым ангидридом, окислами азота, фенолами, альдегидами и другими вредными веществами.

Выбросы указанных компонентов представляют угрозу окружающей среде, поскольку приводят к возникновению «парникового эффекта», деградации озонового слоя и образованию «кислотных» дождей. Очистка отработавших газов от токсикантов представляет сложную химико-технологическую задачу, требует привлечения дополнительных капитальных вложений, материально-сырьевых и энергетических ресурсов.

Выбросы вредных компонентов в окружающую среду имеют неблагоприятный характер, поскольку меняются нагрузки, качество минерального топлива и условия сжигания топлива. Это в свою очередь усложняет эксплуатацию очистных сооружений. Поэтому требуется жёсткий контроль за нормированием выбросов вредных компонентов в окружающую среду как по предельно-допустимым выбросам (ПДВ), так и по предельно-допустимым концентрациям (ПДК). Эти положения декларируются в законе об атмосферном воздухе Российской Федерации.

Целью данной курсовой работы была разработка природоохранного мероприятия, которое позволило бы снизить концентрации загрязняющих веществ до минимальных, не наносящих вреда окружающей среде и здоровью человека. Цель достигнута предложенным очистным устройством, которое позволяет очистить отработанные газы до ПДК от всех загрязняющих веществ, снизить их концентрации не только в приземном слое атмосферы, но и в устье источника загрязнения.

Список литературы

 

1. 1 Зубрилов С.П., Ищук Ю.Г., Косовский В.И. Охраны окружающей среды при эксплуатации судов. [Текст]: учебное пособие - Л.: Судостроение, 1989.

2. 2 О.Ю. Захотей. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Охрана атмосферы и водной поверхности» /О.Ю. Захотей. Новосибирск: НГАВТ.2009.

.   3 Пат. 2173206 Российская Федерация, МПК B01D45/00, B01D53/02. Пылегазоочистительная установка [Текст] / С.Я. Кащишин; Д. И. Кофман; А. Д.Чарнецкий; В.К. Якубенко; заявитель и патентообладатель Совместное предприятие " Торговый дом " Турмалин" в форме Акционерного общества закрытого типа; заявл. 28.05.99; опубл.10.09.10.

.   4 Пат. 2002104343 Российская Федерация, МПК7 F01N3/18. Способ очистки отработавших газов дизельных двигателей от газообразных вредных веществ и твердых частиц [Текст] / И.И. Кутыш; А.И. Кутыш; Д.И. Кутыш; заявитель и патентообладатель И.И. Кутыш; заявл. 20.02.02; опубл.20.10.03.

.   5 Пат. 94014231 Российская Федерация, МПК6 B01D53/50, B01D53/14, C01B17/60. Способ очистки отходящих газов от диоксида серы [Текст] / В.В. Тараторкин; А.П. Яковлев; Л.П. Лучина; А.М. Кампанщиков; Б.О. Дусебаев; заявитель и патентообладатель В.В. Тараторкин; опубл.10.04.1997.

.   6 Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности [ Текст]: учебное пособие для с вузов / С.В. Белов, Н.Н. Агафонова. - М.: Высшая школа, 2001. - 381с.

.   7 Всемирная сеть Интернет: yandex.ru

.   8 Демина Т.А. Экология, природопользование, охрана окружающей

.   среды [ Текст]: учебное пособие для вузов / Т.А. Демина, А.Б. Борисов. - М.: Аспект пресс, 1995. - 102 с.

.   9 Кузнецов И.Е.Оборудование для санитарной очистки газов [Текст ]: справочное пособие / И.Е. Кузнецов, К.И. Шмат, С.И. Кузнецов. - Киев: Техника. 1989. - 204 с.

.   10 Пат. 2135264 Российская Федерация, МПК6 B01D46/52, B01D39/08, F02M35/02. Фильтр для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания [Текст] / В.П. Мишта; Л.В. Каргальская; С.П. Мишта; заявитель и патентообладатель Волгоградский Государственный Технический Университет; заявл. 05.10.98; опубл.27.08.99.

Приложение

 

Введение

 

Вопросы охраны окружающей среды в последнее время выдвинулись в число важнейших, которые необходимо решить человечеству. Результаты специальных исследований, выполненных учеными разных стран, показали, что бездумное использование природных ресурсов, неограниченный сброс отходов создали опасность необратимых процессов в биосфере, а именно угрозу самой жизни человека.

Охрана окружающей среды в нашей стране возведена в ранг конституционной нормы. Кроме того, принят ряд специальных постановлений правительства по вопросам охраны природы как в целом, так и по отдельным регионам: бассейнам реки Волги и озера Байкал, Балтийского, Черного и Азовского морей, Арктического бассейна. Бесспорно, что каждое судно в отдельности и весь флот в целом всегда будут являться потенциальными источниками загрязнения водоемов, а так же атмосферного воздуха.

Большой вред окружающей среде наносят отработавшие газы дизелей, в которых содержатся сажа и компоненты неполного сгорания топлива. Все более острой становиться проблема - снижение вредных выбросов с отработавшими газами энергоустановок. Тенденция использования тяжелого топлива на водном транспорте привела к тому, что судовые двигатели внутреннего сгорания стали работать на топливах ухудшенного качества. Кроме прочих неблагоприятных показателей качества утяжеленных и тяжелых топлив нужно отметить повышенное содержание в них серы. Это значит, что в составе отработавших газов существенно повышается содержание серного и сернистого ангидрида, т. е. потенциальных кислотосодержащих продуктов, влияние которых резко отрицательно сказывается на окружающей среде [1].

Целью данной курсовой работы является рассмотрение методов очистки отработавших газов, поступающих при использовании дизельного топлива с судов, а также рекомендация и разработка природоохранного мероприятия по защите окружающей среды.

Анализ и обобщение научно-технических и патентных материалов

123456Следующая ⇒

Поделиться: