Курсовая работа по экологии на тему Комплексная очистка пылегазовых выбросов

Введение
Актуальность темы курсовой работы обусловлена интенсивным развитием промышленного производства, которое сопровождается значительным увеличением объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Пылегазовые выбросы, содержащие широкодисперсные аэрозоли и токсичные газовые компоненты, оказывают негативное воздействие на состояние окружающей среды, здоровье человека и объекты экономики. В связи с этим, задача комплексной очистки промышленных выбросов становится не просто технической необходимостью, а важнейшим элементом экологической политики любого современного предприятия.
Эффективность работы систем газоочистки напрямую зависит от корректного определения физико-химических характеристик выброса, что позволяет обоснованно выбрать технологическую схему и оборудование. Комплексный подход к проблеме должен включать не только вопросы непосредственного улавливания вредных примесей, но и решение сопутствующих задач, таких как утилизация образующихся отходов и сточных вод, а также экономическое обоснование природоохранных мероприятий.
Целью курсовой работы является разработка проекта комплексной очистки пылегазовых выбросов для конкретного промышленного источника.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Определить основные физико-химические характеристики газового выброса;
2) На основе литературного обзора существующих методов очистки разработать технические мероприятия по снижению негативного воздействия на окружающую среду;
3) Рассмотреть вопросы утилизации и обезвреживания вторичных отходов очистки;
4) Провести экономическую оценку проекта, рассчитав плату за загрязнение, возможный экологический ущерб и экономическую эффективность предлагаемых природоохранных мероприятий.
Объектом исследования являются пылегазовые выбросы промышленного предприятия.
Предметом исследования выступает процесс комплексной очистки этих выбросов с учетом технических, экологических и экономических аспектов.
Структура курсовой работы отражает последовательность решения поставленных задач и включает четыре основных раздела: определение характеристик выброса, разработку технических мероприятий, экономику природопользования и заключение с выводами по проделанной работе.
Практическая значимость работы заключается в том, что ее результаты могут быть использованы для проектирования реальных систем очистки, снижения экологических платежей предприятия и минимизации его негативного воздействия на окружающую среду.

 
Определение физико-химических характеристик газового выброса
1.1 Медианный диаметр частиц (D_m)
D_m=(∑_(i=1)^n▒〖g_i*D_i 〗)/(∑_(i=1)^n▒g_i ); мкм,
i- число фракций твердой фазы
g_i- процентное содержание частиц -ой фракции
D_i- диаметр частиц -ой фракции, мкм
D_m=(96∙4+95∙6,3+80∙10+70∙25+59∙40)/(96+95+80+70+59)=14,73 мкм

1.2 Дисперсность твердых загрязнителей (σ)
σ=[(∑_(i=1)^n▒〖(D_i-D_m )^2*g_i 〗)/(∑_(i=1)^n▒g_i -1)]^(1/2),
σ=[(〖(4-14,73)〗^2*96+〖(6,3-14,73)〗^2*95+〖(10-14,73)〗^2*80+〖(25-14,73)〗^2*70+〖(40-14,73)〗^2*59)/(96+95+80+70+59)]^(1/2)=12,713

1.3 Плотность газового выброса
Таблица 1 - Состав и физические параметры газа-носителя
Инг CO2 SO2 N2 Пары H2O O2
ri, % 10 1,7 72 10,2 6,1
ρi 1,977 2,927 1,251 0,769 1,429
μ_i*〖10〗^(-6) 14,7 12,7 17 10 19,3
T_cri 304,2 430,7 126 647,15 154,3

ρ=∑_(i=1)^n▒ρ_i *r_i; кг/м3,
r_i- объемная доля содержания ингредиента в газовом выбросе
ρ=0,1*1,977+0,017*2,927+0,72*1,251+0,102*0,769+0,061*1,429=1,313 кг/м3
ρ_t=ρ 273/(273+t); кг/м3 ,
ρ_t - плотность газового выброса при заданной температуре газового выброса
t- температура газового выброса, ℃
ρ_145=1,313 *273/(273+145)=0,857 кг/м3

1.4 Вязкость газоносителя
μ=∑_(i=1)^n▒(r_i*μ_i √(μ_i*T_cr ))/(r_i √(μ_i*T_cr )); Па*с
μ_i- вязкость -го компонента газового выброса, Па*с
T_cr- критическая температура, К
μ=(0,1*14,7∙√(14,7*304,2)+0,017*12,7∙√(12,7*430,7)+0,72*17∙√(17*126)+0,102*10∙√(10*647,15)+0,061*19,3∙√(19,3*154,3))/(0,1∙√(14,7*304,2)+0,017∙√(12,7*430,7)+0,72∙√(17*126)+0,102∙√(10*647,15)+0,061∙√(19,3*154,3))
=14,344*〖10〗^(-6) Па*с
μ_t=μ_i 273/(273+t) [(273+t)/273]^(2/3); Па*с
μ_145=14,344∙273/(273+145) [(273+145)/273]^(2/3)=12,40*〖10〗^(-6) Па*с
Пересчитаем вязкость газового выброса для HF (таблица 3):
T_cr=304,2*0,1+430,7*0,017+126*0,72+647,15*0,102+154,3*0,061=203,88 К
Таблица 2 - Физические параметры газо-носителя с учетом загрязнителя
Инг-т ГН HF
μ*10-6, Па∙с 14,344 2,5
r, % 97,1 2,9
TCR 203,88 461,0

1.5 Плотность газового выброса с учетом загрязнителя
Пересчитаем плотность газового выброса c учетом загрязнителя (таблица 2):
Инг-т ГН HF
ρ, кг/м3 1,313 0,99
r, % 97,1 2,9
Таблица 3 - Физические параметры газо-носителя с учетом загрязнителя

ρ=1,313 *0,971+0,99*0,029=1,303 кг/м^3
ρ_145=1,303∙273/(273+145)=0,851 кг/м^3

1.6. Вязкость газового выброса с учетом загрязнителя
μ=(0,971*14,344∙√(14,344*203,88)+0,029*2,5∙√(2,5*461,0))/(0,971∙√(14,344*203,88)+0,029∙√(2,5*461,0))=14,108*〖10〗^(-6) Па*с
μ_145=14,108∙273/(273+145) [(273+145)/273]^(2/3)=12,24*〖10〗^(-6) Па*с