Газовые выбросы литейного производства
Технологические процессы изготовления отливок характеризуются большим числом операций, при выполнении которых выделяются пыль, аэрозоли и газы. Пыль, основной составляющей которой в литейных цехах является кремнезем, образуется при приготовлении и регенерации формовочных и стержневых смесей, плавке литейных сплавов в различных плавильных агрегатах, выпуске жидкого металла из печи, внепечной обработке его и заливке в формы, на участке выбивки отливок, в процессе обрубки и очистки литья, при подготовке и транспортировке исходных сыпучих материалов.
В воздушной среде литейных цехов, кроме пыли, в больших количествах находятся оксиды углерода, углекислый и сернистый газы, азот и его окислы, водород, аэрозоли, насыщенные оксидами железа и марганца, пары углеводородов и др. Источниками загрязнений являются плавильные агрегаты, печи термической обработки, сушила для форм, стержней и ковшей и т. п.
Одним из критериев опасности является оценка уровня запахов. На атмосферный воздух приходится более 70% всех вредных воздействий литейного производства.
При производстве 1 т отливок из стали и чугуна выделяется около 50 кг пыли, 250 кг оксидов углерода, 1,5-2 кг оксидов серы и азота и до 1,5 кг других вредных веществ (фенола, формальдегида, ароматических углеводородов, аммиака, цианидов). В водный бассейн поступает до 3 куб. м сточных вод и вывозится в отвалы до 6 т отработанных формовочных смесей.
Интенсивные и опасные выделения образуются в процессе плавки металла. Выброс загрязняющих веществ, химический состав пыли и отходящих газов при этом различен и зависит от состава металлозавалки и степени ее загрязнения, а также от состояния футеровки печи, технологии плавки, выбора энергоносителей. Особо вредные выбросы при плавке сплавов цветных металлов (пары цинка, кадмия, свинца, бериллия, хлор и хлориды, водорастворимые фториды).
Применение органических связующих при изготовлении стержней и форм приводит к значительному выделению токсичных газов в процессе сушки и особенно при заливке металла. В зависимости от класса связующего в атмосферу цеха могут выделяться такие вредные вещества как аммиак, ацетон, акролеин, фенол, формальдегид, фурфурол и т. д. При изготовлении форм и стержней с тепловой сушкой и в нагреваемой оснастке загрязнение воздушной среды токсичными компонентами возможно на всех стадиях технологического процесса: при изготовлении смесей, отверждении стержней и форм и охлаждении стержней после извлечения из оснастки.
Рассмотрим токсичное воздействие на человека основных вредных выделений литейного производства:
- - Оксид углерода (класс опасности - IV) - вытесняет кислород из оксигемоглобина крови, что препятствует переносу кислорода из легких к тканям; вызывает удушье, оказывает токсическое действие на клетки, нарушая тканевое дыхание, и уменьшает потребление тканями кислорода. - Оксиды азота (класс опасности - II) - оказывают раздражающее действие на дыхательные пути и кровяные сосуды. - Формальдегид (класс опасности - II) - общеядовитое вещество, вызывающее раздражение кожи и слизистой оболочки. - Бензол (класс опасности - II) - оказывает наркотическое, отчасти судорожное действие на центральную нервную систему; хроническое отравление может привести к смерти. - Фенол (класс опасности - II) - сильный яд, оказывает общетоксическое действие, может всасываться в организм человека через кожные покровы. - Бензопирен С20Н12 (класс опасности - IV) - канцерогенное вещество, вызывающее генные мутации и раковые заболевания. Образуется при неполном сгорании топлива. Бензопирен обладает высокой химической стойкостью и хорошо растворяется в воде, из сточных вод распространяется на большие расстояния от источников загрязнений и накапливается в донных отложениях, планктоне, водорослях и водных организмах.
Очевидно, в условиях литейного производства проявляется неблагоприятный кумулятивный эффект комплексного фактора, при котором вредное воздействие каждого отдельного ингредиента (пыли, газов, температуры, вибрации, шума) резко увеличивается.
Твердые отходы литейного производства содержат до 90% отработанных формовочных и стержневых смесей, включая брак форм и стержней; также они содержат просыпи и шлаки из отстойников пылеочистной аппаратуры и установок регенерации смесей; литейные шлаки; абразивную и галтовочную пыль; огнеупорные материалы и керамику.
Количество фенолов в отвальных смесях превышает содержание других токсичных веществ. Фенолы и формальдегиды образуются в процессе термодеструкции формовочных и стержневых смесей, в которых связующим являются синтетические смолы. Эти вещества хорошо растворимы в воде, что создает опасность попадания их в водоемы при вымывании поверхностными (дождевыми) или грунтовыми водами.
Сточные воды поступают главным образом от установок гидравлической и электрогидравлической очистки отливок, гидрорегенерации отработанных смесей и мокрых пылеуловителей. Как правило, сточные воды линейного производства одновременно загрязнены не одним, а рядом вредных веществ. Также вредным фактором является нагрев воды, применяемой при плавке и заливке (водоохлаждаемые формы при кокильном литье, литье под давлением, непрерывное литье профильных заготовок, охлаждении катушек индукционных тигельных печей).
Попадание теплой воды в открытые водоемы вызывает снижение уровня кислорода в воде, что неблагоприятно влияет на флору и фауну, а также снижает самоочищающую способность водоемов. Расчет температуры сточных вод производится с учетом санитарных требований, чтобы летняя температура речной воды в результате спуска сточных вод не поднималась более чем на 30°С.
Разнообразие оценок экологической ситуации на различных переделах изготовления отливок не дает возможности оценить экологическую ситуацию всего литейного цеха, а также техпроцессов, применяемых в нем.
Предлагается ввести единый показатель экологической оценки изготовления отливок - удельные газовыделения 1-го компонента к приведенным удельным газовыделениям в пересчете на диоксид углерода (парниковый газ)
Газовыделения на различных переделах рассчитываются:
- - при плавке - умножением удельных газовыделений (в пересчете на диоксид) на массу выплавляемого металла; - при изготовлении форм и стержней - умножением удельных газовыделений (в пересчете на диоксид) на массу стержня (формы).
Проблема предупреждения выделения вредностей, их локализации и обезвреживания, утилизации отходов является особенно острой. Для этих целей применяется комплекс природоохранных мероприятий, включающий использование:
- - для очистки от пыли - искрогасителей, мокрых пылеуловителей, электростатических пылеуловителей, скрубберов (вагранки), тканевых фильтров (вагранки, дуговые и индукционные печи), щебеночных коллекторов (дуговые и индукционные электропечи); - для дожигания ваграночных газов - рекуператоры, системы очистки газов, установки низкотемпературного окисления СО; - для уменьшения выделения вредностей формовочных и стержневых смесей - снижение расхода связующего, окисляющие, связующие и адсорбирующие добавки; - для обеззараживания отвалов - устройство полигонов, биологическая рекультивация, покрытие изоляционным слоем, закрепление грунтов и т. д.; - для очистки сточных вод - механические, физико-химические и биологические методы очистки.
Из последних разработок обращают на себя внимание созданные белорусскими учеными абсорбционно-биохимические установки очистки вентиляционного воздуха от вредных органических веществ в литейных цехах производительностью 5, 10, 20 и 30 тыс. куб. м./час /8/. Эти установки по совокупным показателям эффективности, экологичности, экономичности и надежности в эксплуатации значительно превосходят существующие традиционные газоочистные установки.
Все эти мероприятия связаны со значительными затратами. Очевидно, следует, прежде всего, бороться не с последствиями поражения вредностями, а с причинами их возникновения. Это должно быть главным аргументом при выборе приоритетных направлений развития тех или иных технологий в литейном производстве. С этой точки зрения использование электроэнергии при плавке металла наиболее предпочтительно, так как при этом минимальны выбросы самих плавильных агрегатов. Вопрос о выборе процесса формовки базируется на анализе трех факторов:
- 1. технологического - включает основные свойства смесей (прочность, текучесть, выбиваемость, вероятность образования дефектов); 2. экономического - включает стоимость смесей и стержней, брак стержней и отливок, возможность экономии металла за счет повышения точности, снижения толщины стенок отливок, стоимости и стойкости оснастки и т. д.; 3. экологического - включает объем газовыделений в холодной стадии процесса и при заливке, охлаждении и выбивке, возможность и стоимость депонирования отходов, утилизации и т. д.
По этим критериям несомненными преимуществами обладают смеси на связующих неорганического происхождения.
Завершая анализ вредных выбросов на рабочем месте, следует иметь в виду: долгое время считалось, что наиболее неблагополучно с экологией на плавильном участке, однако с развитием новых технологий изготовления стержней с применением синтетических смол различных классов эти проблемы затронули все переделы литерного производства.
Не менее важной проблемой являются выбросы в окружающую среду, которые регламентируются Киотским протоколом, вступившим в силу 16.02.2005 г. (Россия ратифицировала протокол в ноябре 2004 г.). Если нормативы РФ на предельно допустимые концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны более строгие, то требования ПДК в жилой зоне у нас мягче, чем за рубежом. В ближайшее время платы за выбросы в окружающую среду будут только возрастать, особенно после вступления России в ВТО.
Природоохранное законодательство в России развивается крайне медленно. Еще в 1991 году был принят "Закон об охране окружающей природной среды", суть которого во введении платы за загрязнения и штрафов за превышение нормативов. Имелось в виду стимулирование природоохранных технологий и нормализация экологической обстановки. С предприятий предусматривалось брать плату за использование природных ресурсов или штраф за превышение экологических нормативов в размере, превышающем затраты на предотвращение вредных выбросов. Если предприятие внедряет экологически чистую технологию, то штраф с него не взимается, а плата за природные ресурсы существенно уменьшается. Плата за основные производственные фонды, используемые в природоохранной деятельности, не производятся.
Острота экологических санкций заключается в том, что штраф взимается из прибыли. Он является некоторой усредненной величиной, сумма которой может быть, с учетом местных условий, либо увеличена (для экологически неблагоприятных регионов), либо уменьшена для регионов, где экологическая обстановка благоприятна. Предприятиям устанавливается срок внедрения природоохранных мероприятий, по истечении которого будут браться прогрессивные отчисления из фондов предприятия.
Проблема состоит в том, что реализация природоохранных мероприятий увеличивает стоимость продукции и снижает рентабельность производства.
Оглядываясь назад, следует отметить, что экологические санкции практически не применялись (например, штраф для Кировского завода в размере 177 млн. руб.) в годы перестройки. В настоящее время реализация этой идеи представляется вполне достижимой. В 2002 году принят Федеральный Закон "Об охране окружающей среды" и ряд других. За их соблюдением следят Министерство природных ресурсов и Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор).
Экологическое законодательство в России постепенно приближается к американским стандартам. Российские предприятия будут получать разрешения на вредные выбросы в атмосферу.
Документ, регулирующий порядок их выдачи, ввел в действие Ростехнадзор. Для его получения хозяйствующие субъекты должны направить в территориальные органы ведомства всего 3 бумаги: заявление на выдачу разрешения, утвержденные в установленном порядке нормативы ПДВ для каждого стационарного источника и установленные временно согласованные объемы выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух. Ответ организация должна получить в течение месяца.
До 2010 г. намечена разработка технических регламентов, в которых содержатся требования к предприятиям по охране окружающей среды (нормы безопасности продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации). Законопроект "О плате за негативное воздействие на окружающую среду" вот уже 4 года ходит по инстанциям.
Применяемые на предприятиях экологические экспертизы являются анализом скорее документов, чем обстановки. Производимые замеры во времени и пространстве не могут дать объективной картины в постоянно меняющейся экологической обстановке. Необходим экологический мониторинг. экологический литейный газовый выброс
Представляет интерес разработка Международного центра риска здоровью человека в Санкт-Петербурге (директор К. Фридман). В результате изучения многих факторов, влияющих на здоровье человека, применения мониторинга (отслеживания состояния окружающей среды в точке, в пространстве и во времени, анализа заболеваний в зависимости от экологических факторов по районам) разработана система оценки риска здоровью человека от атмосферного воздуха, питьевой воды, производственных факторов. Риск рассчитывают конкретно, если есть данные о заболеваемости, проводится корреляционный анализ и оценка достоверности результатов.
Критерием для установления норматива ПДК является граница между накоплением ингредиента в тканях и органах до физиологически изменений в пределах нормы (после нее - заболевание). Количественные критерии могут использоваться для отнесения территорий к зонам экологического бедствия. Конструктивность такого подхода в том, что показатель риска можно использовать для назначения цены на землю и недвижимость, дифференцированной по экологическим критериям.
Экологическое сознание определяет выбор вариантов технологий, строительства предприятий и использования природных ресурсов, экологическую культуру граждан. Одна из основных задач современного образования - становление экологического способа мышления, формирование экологического сознания.
Похожие статьи
-
Экологические проблемы литейного производства и пути их развития
Технологические процессы изготовления отливок характеризуются большим числом операций, при выполнении которых выделяются пыль, аэрозоли и газы. Пыль,...
-
Способы очистки газовых выбросов в атмосферу - Загрязнение атмосферы
Абсорбционный способ очистки газов, осуществляемый в установках-абсорберах, наиболее прост и дает высокую степень очистки, однако требует громоздкого...
-
Введение На конференции ООН по устойчивому развитию в Рио-де-Жанейро (июнь 2012 г.) было признано, что угрозы неинфекционных заболеваний создают главную...
-
Технологические особенности метрологического обеспечения конвертерного производства В настоящее время прирост объема выплавляемой стали во всех ведущих...
-
Загрязнения атмосферного воздуха промышленными выбросами - Выбросы вредных веществ в атмосферу
Предприятия металлургической, химической, цементной и других отраслей промышленности выбрасывают в атмосферу пыль, сернистые и другие вредные газы,...
-
Воздействия отрасли на окружающую среду - Сточные воды целлюлозно-бумажных производств
Загрязнение атмосферы Производство целлюлозы - крупный источник загрязнения атмосферы, характер которого обусловлен двумя основными способами...
-
Под санитарно - защитной зоной (СЗЗ) понимают площадь земли, которая отделяет промышленное предприятие от селитебной зоны (жилых массивов или отдельно...
-
Классификация природных вод Природная вода - Вода, которая качественно и количественно формируется, в основном, под воздействием естественных процессов....
-
В наше время во всем мире атмосферный воздух загрязняется вредными веществами. К сожалению, человек сам создает себе то, что его убивает. Например,...
-
В последние десятилетия в Европе уделяется большое внимание проблемам, связанным с образованием и утилизацией отходов, в частности твердых бытовых и...
-
Экологическая опасность производства характерна для многих отраслей - химической, пищевой, текстильной, деревообрабатывающей, горнодобывающей,...
-
Определение категории предприятия производится согласно "Методическому пособию по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в...
-
Аварии с выбросом АХОВ, радиационные аварии - Чрезвычайные ситуации в условиях мегаполиса
Аварии на химически опасных объектах Среди чрезвычайных ситуаций техногенного характера аварии на химически опасных объектах занимают одно из важнейших...
-
Рассеивание выбросов в атмосферу - Охрана воздушного бассейна
На тепловых электростанциях и металлургических заводах сооружают дымовые трубы. У дымовой трубы два назначения: 1 - создавать тягу и тем самым заставлять...
-
Системы очистки на производстве - Оценка жизненного цикла облицовочной и напольной плитки
Важными участками снабжения и переработки отходов на предприятиях по производству керамических изделий являются установки по удалению пыли и дымовых...
-
Загрязнение среды отходами производства и потребления - Факторы глобального воздействия на биосферу
Одной из наиболее острых экологических проблем в настоящее время является загрязнение окружающей природной среды отходами производства и потребления и в...
-
Метод оценки жизненного в управлении отходами Концепция ОЖЦ как инструмента экологического менеджмента Оценка жизненного цикла может быть определена, как...
-
Экологический фактор в размещении производства - Промышленное предприятие и окружающая среда
Факторы размещения производительных сил (производства) -- совокупность пространственных неравнозначных условий и ресурсов, их свойств, правильное...
-
Введение - Безотходное производство
По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало...
-
Твердые отходы это тип эмиссии, который в отличие от других ее типов не может длительное время поступать в окружающую среду без негативных последствий....
-
Введение - Экологическая сертификация производств
Экология - это наука о взаимоотношении организма с окружающей средой. Если взглянуть на наше время, то можно увидеть, что производителей скорее волнует...
-
Введение - Мероприятия по снижению выбросов автотранспорта
Актуальность темы исследования. Одной из острых экологических проблем настоящего времени является загрязнение атмосферного воздуха. В больших городах к...
-
Критерии безотходности В соответствии с действующим в России законодательством предприятия, нарушающие санитарные и экологические нормы, не имеют права...
-
Повышение уровня жизни, особенно в европейских странах, привело к изменению отношения потребителя к пищевой продукции. Потребитель становится все более...
-
Выбросы и сбросы вредных веществ при эксплуатации АС - Аварии и вредные выбросы в атмосферу
Исходными событиями, которые, развиваясь во времени, в конечном счете, могут привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются...
-
Учреждение специального фонда, направленного на финансирование существующих проектов реконструкции и строительство новых водоочистных сооружений....
-
Наибольшее количество загрязняющих веществ, отходящих от всех стационарных источников выделения, приходится на Павлодарскую и Карагандинскую области...
-
Выбросы в атмосферный воздух - Атомные электростанции и загрязнение окружающей среды
В соответствии с требованиями законодательства РФ об охране атмосферного воздуха на Балаковской АЭС разработаны нормативы предельно-допустимых выбросов...
-
Особенности и примеры применения ОЖЦ - Методы управления отходами горного производства
Сегодня существуют различные методы анализа экологических систем, например оценка экологического риска, оценка экологической эффективности, экологический...
-
Вывод: - Методы управления отходами горного производства
Горное производство является существенными источником нарушения и загрязнения всех элементов биосферы. При добыче и переработки полезных ископаемых...
-
Состояние экологии одна из важнейших проблем современности. В результате своей жизнедеятельности человечество постоянно нарушает экологический баланс,...
-
Проблема сбора и утилизации отходов производства и потребления является одной из старейших в истории человечества. На свалках построены все древние...
-
Утилизация газообразных отходов производства
Загрязнения попадают в атмосферу в результате природных процессов и хозяйственной деятельности человека. Уровень загрязнения атмосферы примесями от...
-
Общая масса отходов современного человеческого хозяйства и продуктов техносферы (за исключением кислорода, азота, паров воды) составляет около 140 Гт в...
-
Антропогенные выбросы в атмосферу - Кислотные дожди
Атмосферный воздух загрязняется путем привнесения в него или образования в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или...
-
Научно-техническая революция и связанный с ней интенсивный рост химического производства, вызывает существенные негативные изменения в окружающей среде....
-
Имеется, по меньшей мере, три позиции, определяющих опасность отходов ЛКМ: Агрегатное состояние; токсичность в нативном состоянии; опасность используемых...
-
Регистр выбросов и переноса загрязнителей - Регистр выбросов и переноса загрязнителей
К Конвенции принят Протокол о регистрах выбросов и переноса загрязнителей (2003 год), который вступил в силу в октябре 2009 года, и поправка о...
-
Для удаления из отходящих газов вредных газовых примесей применяют следующие методы: адсорбция, хемосорбция, абсорбции, термического дожигания,...
-
Утилизация и захоронение твердых и жидких отходов - Защита гидросферы от вредных выбросов
По агрегатному состоянию отходы разделяются на твердые и жидкие. По источнику образования на промышленные, образующиеся в процессе производства...
Газовые выбросы литейного производства