Інженерна екологія. Колоквіум 1
.docКолесник Марина, Рогожина Алина
1. |
Визначення поняття «пил», як його класифікують за дисперсністю. |
Пил – зважені частинки твердих речовин, що утворюються внаслідок механічного подрібнення твердих матеріалів у порошкоподібний стан. За дисперсністю пил класифікують: І – найбільший крупно дисперсний, d50˃ 40-140 мкм. ІІ – крупно дисперсний, d50=40-140 мкм. ІІІ – середньо дисперсний, d50=10-40 мкм. IV – дрібнодисперсний, d50˃=1-10 мкм. V – найбільш дрібнодисперсний, d50˂10 мкм. |
||
2. |
Охарактеризуйте механічний принцип вилучення пилу з потоку повітря. І опишіть перший його варіант. |
Цей принцип існує в чотирьох варіантах. 1 варіант ґрунтується на застосуванні сил маси. На частинки, які знаходяться в пилу у потоці повітря діють дві сили: сила інерції газового потоку та сила важкості. Внаслідок турбулізації потоку повітря та теплового руху його молекул малі частинки дифундують. Ці два явища слід враховувати, оскільки вони суттєво впливають на переміщення малих частинок, гальмуючи їх гравітаційне вилучення з повітряного потоку. |
||
3. |
Дайте характеристику другому варіанту механічного принципу вилучення пилу з повітряного потоку. |
Він базується на застосуванні сил інерції твердих частинок, тобто на законі Ньютона (за законом - кожне тіло намагається зберігати свій початковий динамічний стан за умови, якщо на нього не діють зовнішні сили). |
||
4. |
Охарактеризуйте третій варіант механічного принципу вилучення пилу з повітряного потоку. |
Цей варіант ґрунтується на безпосередньому захваті (захопленні) твердих частинок за допомогою спеціальних матеріалів, наприклад, волокнами фільтрувальної тканини. Розмір частинок у цьому разі має бути відповідний характеристичному розміру матеріалу. |
||
5. |
Охарактеризуйте четвертий варіант механічного принципу вилучення пилу з повітряного потоку. |
Він базується на явищі молекулярної дифузії твердих частинок у повітряному потоці. Під молекулярною дифузією розуміють рух молекул, спричинений тепловим рухом або різницею парціальних тисків. Цей принцип закладено у конструкцію рукавних фільтрів. |
||
6. |
Охарактеризуйте електричні принципи вилучення пилу з повітряного потоку. |
Електричне очищення - один з найбільш досконалих видів очищення повітря від зважених частинок пилу й туману. В основі цього принципу лежить ударна іонізація повітря (газу) в зоні коронуючого розряду, передача заряду іонів частинкам домішок і їх осаджування на осаджувальних і коронуючих електродах. Забруднене повітря, що поступає в електрофільтр, завжди є частково іонізованим завдяки дії різних зовнішніх факторів (рентгенівських, радіоактивних, електромагнітних випромінювань та ін.), тому здатне проводити електричний струм, потрапивши в простір між двома електродами. |
||
7. |
Охарактеризуйте акустичний принципи вилучення пилу з повітряного потоку. |
Цей принцип ґрунтується на процесі коагуляції - злипанні дрібних частинок у крупні під дією ультразвукових хвиль і вилученні цих частинок інерційним пиловловлювачем. У наш час, крім вищеописаних принципів усунення пилу з повітряного потоку, в інженерній практиці відомі також інші принципи: ефект коагуляції під впливом теплових, гравітаційних, турбулентних та електростатичних сил. У рукавних і деяких інших фільтрах (з волокнистими, гранувальованими, пористими фільтрувальними елементами) для очищення повітря застосовують ефект сита. Він ґрунтується на збиранні часток пилу на фільтрувальній решітці з отворами, меншими за розміри частинок. |
||
8. |
Охарактеризуйте масляні фільтри Е.В. Рекка |
Першим представником коміркових масляних фільтрів став фільтр Е. В. Рекка. Фільтри цього типу - це металеві коробки, заповнені гофрованими сталевими сітками. Коробка закріплена у металевій вставній коробці. Висота гофрів сітки - 4 мм. Сітки вкладають у коробку фільтрів так, щоб гофри суміжних сіток були перпендикулярними один до одного. Заповнення фільтрів складається із трьох шарів сталевих сіток різних номерів, розташованих таким чином, щоб розміри отворів у сітках зменшувалися в напрямку руху очищуваного повітря. |
||
9. |
Охарактеризуйте уніфіковані коміркові масляні фільтри Е.В. типу Фя |
Внаслідок недостатньої ефективності та складності в експлуатації фільтри Е. В. Рекка були модернізовані. На їх основі промисловість стала випускати уніфіковані масляні фільтри типу Фя. Такі фільтри заповнювалися гофрованими сітками, а також волокнистими та губчастими матеріалами. Комірка фільтрів типу Фя (рис. 3.2) - знімна металева коробка, закріплена в спеціальній рамці за допомогою пружинних защіпок. Знімна коробка складається з корпуса, куди вкладається фільтрувальний шар, і кришки, яка щільно вставляється в корпус і защемлюється в ньому. Рамка і кришка можуть обладнуватися опорними решітками, що підтримують фільтрувальний шар від випадання.
|
||
10. |
Дайте визначення поняттю « пиловловлювання». |
Називають вловлювання пилу в місцях його виділення та накопичення за допомогою місцевих відсмоктувачів витяжної вентиляційної системи (зонтів, рукавів, витяжних шаф). З подальшим очищенням повітря у спеціальних апаратах-пиловловлювачах. Очищене від пилу повітря викидається в атмосферу, піддається подальшому очищенню від газових складових або знову скеровується повністю або частково в технологічний процес для повторного використання. |
||
11. |
Опишіть ефективність пиловловлювання. |
Характеризують загальним і фракційним показниками очищення повітря від пилу. Загальний показник ефективності пиловловлювання, що характеризує цей процес без урахування дисперсності вловлювального пилу, визначається за формулою: Пзаг=G2/G1, де G1 – кількість пилу в повітрі, яке подається на очисну споруду; G2 – кількість осадженого пилу. |
||
12. |
Опишіть принцип дії та улаштування гравітаційних пиловловлювачів. |
Такі пристрої є найбільш простими і дешевими пристроями. Їх виготовляють пустотілими, з горизонтальними полицями та вертикальними перегородками. Гравітаційні пиловловлювачі успішно використовуються в машинобудівній та деревообробній промисловості. Гравітаційні камери використовують лише для осідання крупного пилу. Частинки пилу менше 10 мкм практично не осідають у камерах пиловловлювача, а в межах 10-100 мкм ефективність осідання знижується, не перевищуючи 40 %. |
||
13. |
Опишіть принцип дії та улаштування інерційних пиловловлювачів. |
Ці пиловловлювачі набули широкого застосування під назвою циклони. Циклони належать до установок сухого механічного очищення, простої конструкції, компактні, відрізняються від інших невисокою вартістю. Циклони застосовують як самостійні пиловловлювальні установки при вхідній запиленості повітря до 2-3 г/м3. При великій вхідній запиленості пилоуловлювачі такого типу не забезпечують потрібного ступеня очищення. У цьому випадку їх застосовують для першого ступеня очищення з метою зниження вхідної запиленості перед апаратами другого ступеня – більш тонкого очищення. |
||
14 |
Опишіть принцип дії та улаштування Тканинні пиловловлювачі. |
У цих пиловловлювачах очищення повітря від пилу здійснюється при фільтрації через тканинні матеріали. Вони застосовуються для очищення повітря від пилу всіх груп дисперсності. Найбільш поширеними є тканинні пиловловлювачі, в яких тканина використовується у вигляді циліндричних мішків-рукавів. На металургійних, гірничодобувних і машинобудівних підприємствах широко використовуються багатосекційні проти тічні тканинні фільтри. |
||
15 |
Опишіть принцип дії та улаштування Жалюзійні пиловловлювачі. |
Основним елементом цих пиловловлювачів є пластинчаста решітка, пластинки якої розміщаються під кутом до напрямку потоку повітря. Решітка встановлюється так, щоб потік запиленого повітря, що обтікає її, ділився на тоненькі струмені. Кожний із струменів здійснює поворот, при якому крупні частинки пилу під впливом сил інерції вдаряються в пластинки. Пружні частинки відбиваються від пластинки під кутом, близьким до кута падіння, і не проходять через жалюзі, а відскакуючи, збільшують концентрацію в основному потоці, який відводиться із апарата в циклон. Менш пружні частинки, що рухаються під великим кутом до лінії жалюзі, втягуються потоком і таким чином залишаються в очищеному повітрі. |
||
16 |
Опишіть принцип дії та улаштування електричних пиловловлювачів. |
Ці пиловловлювачі широко застосовуються для очищення повітря від дуже дрібних частинок пилу розміром 0,01 мкм і менше. Вони поділяються на одноступеневі та двоступеневі, живляться постійним струмом високої напруги – 60-100 кВ. Основними силами, що зумовлюють рух частинок пилу до осаджувального електрода такого пиловловлювача, є аеродинамічні сили, сили тяжіння та сили тиску електричного «вітру». |
||
17 |
Опишіть принцип дії та улаштування Акустичні пиловловлювачі. |
На машинобудівних, металургійних, гірничодобувних та інших підприємствах для очищення запиленого повітря часто використовують метод акустичної коагуляції, який базується на збільшенні розмірів і маси частинок пилу під дією ультразвукових коливань. Основними елементами цього пиловловлювача є генератор ультразвукових коливань, агломераційна башта і циклон. |
||
18 |
Назвіть недоліки мокрих пиловловлювачів |
Однак, слід відзначити низку недоліків мокрих пиловловлювачів: утворення шламу, що потребує спеціальних систем для його переробки; викид вологи в атмосферу; необхідність створення зворотних систем водопостачання. Водночас необхідно відзначити, що вказані недоліки незначно звужують сферу застосування мокрих пиловловлювачів. Ці пиловловлювачі часто можна побачити на машинобудівних, ливарних, металургійних, нафтодобувних, деревообробних та інших підприємствах.
|
||
19 |
Охарактеризуйте мокрі відцентрові пиловловлювачі |
У пиловловлювачах цього виду використовують сили інерції, що виникають при плавному викривленні потоку запиленого повітря. |
||
20 |
Охарактеризуйте барботажно- пінні пиловловлювачі |
На промислових підприємствах часто застосовують барботажні пиловловлювачі. Ці пиловловлювачі працюють за принципом барботування суміші води й піни. На рис. 3.33 наведена схема барботажно-пінного пиловловлювача. Апарат працює таким чином. Запилене повітря надходить під решітку 3, а далі - через її отвори, і, барботуючи через шар води й піни, очищається від частинок пилу їх осіданням на внутрішній поверхні повітряних бульбашок, які спливають на поверхню води. Ефективність процесу очищення повітря в основному залежить від швидкості барботування. Найбільша ефективність очищення повітря від дрібнодисперсного пилу досягає 0,95. |
||
21.
|
Загальні принципи конструкції вентиляторних пиловловлювачів.
|
Пиловловлювачі цієї групи часто використовуються на промислових підприємствах. За конструкцією вони прості та компактні - це їх значна перевага. |
||
22.
|
Розкажіть про найпростіші вентиляторні пиловловлювачі. |
У найпростіших конструкціях вентиляторних пиловловлювачів виділення пилу із повітряного потоку здійснюється в кожусі вентилятора. Значно більше зацікавлення викликають вентиляторні пиловловлювачі, в яких використовуються інерційні процеси, що відбуваються в каналах лопаткових робочих коліс. Відомо, що лопатки радіальних вентиляторів, які переміщують гази з твердими частинками пилу, піддаються сильному зношуванню. При застосуванні дрібнодисперсних аерозолів, здатних до налипання, на поверхнях лопаток утворюється кірка. Так, під час перекачування коксового газу на коксохімічних заводах спостерігається випадання з нього смоли, яка накопичується в кожусі ексгаустерів, сильно ускладнюючи їх експлуатацію. За ефективністю вентиляторні пиловловлювачі не можуть конкурувати з циклонами, однак за нескладністю конструкції та експлуатації вони отримали значне поширення в промисловості. Загальними ознаками найпростіших вентиляторів – пиловідокремлювачів – є використання інерційних сил, що виникають у результаті дії на потік нерухомих елементів вентилятора. |
|
|
23 |
Тумановловлювачі та їх види |
Для очищення повітря від туманів кислот, лугів, мастил для інших рідин використовують волокнисті фільтри, принцип дії яких ґрунтується на осадженні крапель на поверхні пор з наступним стіканням рідини під дією сил маси. Тумановловлювачі поділяються на низькошвидкісні (wф < 0,15м/с), в яких переважає механізм дифузійного осадження крапель, і високошвидкісні (w = 2-2,5м/с), де осадження здійснюється переважно під дією інерційних сил. |
||
24 |
Перерахуйте методи розрахунку рукавних пилоочисних установок |
Серед відомих методів розрахунку пилоочисних установок необхідно виділити: - технологічний розрахунок пилоочисних установок; - технологічний та конструктивний розрахунок систем імпульсної регенерації; - аеродинамічний розрахунок фільтрувальних апаратів; - розрахунок корпусів і запобіжних мембран на міцність пилоочисних установок. |
||
25 |
Технологічний розрахунок рукавних пиловловлювачів |
- площі фільтрувальної перегородки; - гідравлічного опору фільтрувальної перегородки та пиловловлювача в цілому; - частоти й тривалості циклів регенерації фільтрувальних елементів; - потужності електродвигуна вентилятора для транспортування (подачі) очищуваного повітря через пиловловлювач (фільтр). |
||
26. Назвіть основні джерела забруднення атмосфери та основні забруднюючі речовини, що вносяться в атмосферу промисловістю. |
1. забруднювачі природного походження (мікробіологічні, тваринні, рослинні, мінеральні) 2. забруднювачі, що утворюються при спалюванні палива для потреб промисловості, при роботі транспорту та опалюванні житла 3. забруднювачі, які утворюють ся в результаті промислових викидів 4. забруднювачі, зумовлені переробкою побутових і промислових відходів. Оксид вуглецю, діоксин сірки, оксиди азоту, вуглеводні та пил. |
|||
27. Охарактеризуйте джерела іонізуючого опромінення. |
Джерела іонізуючого опромінення антропогенного походження: медичне обслуговування, ТЕС, АЕС, радіоактивні опади , телевізори та дисплеї, а також авіаційний транспорт на висоті 12 км. Природний фон: космічне опромінювання та опромінювання від природніх джерел (внутрішніх та зовнішніх). |
|||
28. Дайте визначення поняттю «пил». |
- зважені частинки твердих речовин, що утворюються при механічному подрібненні твердих матеріалів у порошкоподібний стан, у процесі механічної обробки, обпікання, висушування, завантажування, змішування, дозування, просіювання та транспортування насипних матеріалів, а також при спалюванні твердого палива. Пил – полідисперсна система з розмірами частинок від 5 до 200 мкм і більше. |
|||
29. Що таке «повітряні фільтри»? Назвіть 3 важливі показники повітряних фільтрів. |
- Установки, призначені для відокремлення (вилучення) пилу з повітря та газів. Важливі показники повітряних фільтрів: ефективність, пилоємність (або пилопродуктивність) та опір. |
|||
30. Охарактеризуйте фільтри 1 класу. |
Фільтри 1 класу характеризуються здатністю вловлювати та достатньо надійно затримувати на сухих фільтрувальних поверхнях частинки пилу всіх розмірів – від частинок, що вимірюються десятими до великих часток, що затримуються у густому переплетенні тонких волокон фільтрувального матеріалу. |
|||
31. Наведіть приклади виробництв, які забруднюють атмосферне повітря. Які забруднюючі речовини є домінуючими? |
1. Паливна та енергетична промисловість (добування твердого палива, буріння нафтових та газових свердловин, виробництво коксу та газу, моторного палива, мастил тощо) – зола, пил, оксиди азоту і сірки, оксид вуглецю, пари нафтопродуктів. 2. Харчова промисловість (виробництво харчових жирів та масел, цукру, спирту, молочних продуктів, м’ясна промисловість) – оксид вуглецю, пил, сірководень, сполуки вуглеводнів, пари етилового спирту. 3. Хімічна, гумова та азбестова промисловості (виробництво кислот, хлору, аміаку та сечовини, фарб та емалей, азотних та калійних добрив, фармацевтичних матеріалів, виробництво гуми, текстилю та шкіри тощо) – пари різноманітних кислот, хлор, оксиди сірки та азоту, оксид вуглецю, пари спиртів та розчинників, формальдегід, фенол, аміак тощо. |
|||
32. Назвіть основні методи очистки атмосферного повітря від промислових викидів поро і газоподібних речовин?
|
||||
33. Коротко охарактеризуйте метод абсорбції?
|
||||
34. Коротко охарактеризуйте метод адсорбції?
|
||||
35. Коротко охарактеризуйте метод хемосорбції?
|
||||
36. Коротко охарактеризуйте каталітичний метод?
|
||||
37. Яку перевагу має метод каталітичний?
|
||||
38. Коротко охарактеризуйте метод термічної нейтралізації?
|
||||
39. Коротко охарактеризуйте біохімічний метод?
|
||||
40. Опишіть принцип роботи установки для вогневого знешкодження технологічних викидів виробництва?
|
||||
41. Які варіанти газоочисних каталітичних установок відомі в інженерній практиці?
|
||||
42. Опишіть принцип роботи каталітичного реактора?
|
||||
43. Дайте визначення поняттю нейтралізатор. Де його застосовують?
|
||||
44. Розкажіть про принцип дії нейтралізаторів?
|
||||
45. Які існують напрямки очищення газів від сірководню?
|
||||
46. Як працює установка для сірчанокислотного очищення газу?
|
||||
47. Як працюють установки, що вловлюють пари розчинників |
|
|||
48. Який метод очистки є найбільш простим і доступним для очищення газів від аміаку?
|
||||
49. Розкажіть про класифікацію санітарно захисних зон? Навіщо вони потрібні?
|
||||
50. Основні джерела забруднення повітря на деревообробних підприємствах. |
Опоряджувальні, клеїльно-личкувальні, фанерні та сушильні цехи, а також цехи механічної обробки деревини з виробництва деревостружкових плит (ДСП), деревоволокнистих плит (ДВП), дерево шаруватих пластиків (ДШП), клеєної фанери, деревної муки, котельні, ремонтно-механічні майстерні, автотранспортні засоби. |
|||
51. Чи буде ефективним переведення котельних установок на рідке паливо? |
Переведення котельних установок на рідке паливо суттєво зменшує золоутворення, але майже не впливає на викиди діоксиду сірки, оскільки мазут, що використовується як паливо, містить понад 2% сірки. І, необхідно відзначити, що при використанні саме рідкого палива утворюється найбільша кількість оксидів азоту. |
|||
52. Назвіть 4 групи викидів шкідливих для атмосфери речовин. Дайте коротку характеристику кожному з них. |
Тверді, рідкі, паро газоподібні та теплові. Тверді шкідливі речовини (промисловий пил) утворюються при виробничих процесах, таких як – механічна обробка різних речовин та матеріалів, транспортування сипких матеріалів. Рідкі забруднення у вигляді крапель та туману утворюються при розпилюванні або розтіканні рідин, а також у результаті хімічних та фотохімічних реакцій. Теплові викиди трапляються при спалюванні, обпалюванні, сушінні, плавленні, конденсуванні, газифікації, дистиляції тощо. |
|||
53. Перечисліть цехи в машинобудівній промисловості, які найбільше забруднюють атмосферу. |
Ливарні цехи ,термічні цехи, гальванічні цехи, ковальсько-пресові цехи, цехи механічної обробки металів, цехи з виробництва неметалевих матеріалів, зварювальні цехи, фарбувальні цехи. |
|||
54. Які існують способи зниження токсичності вихлопних газів? |
|
|||
55. Опишіть найбільші джерела забруднення атмосфери в ливарних цехах. |
Найбільшими джерелами пило- і газових виділень у ливарних цехах є: вагранки, електродугові та індукційні печі, дільниці складування, переробки шихти і формувальних матеріалів та ін. При плавленні 1 т металу у відкритих чавуноливарних вагранках виділяється 900-1200 м3 колошникового газу, до складу якого входять: оксиди вуглецю, сірки та азоту, пари мастил, полідисперсний пил та ін. При розведенні колошникового газу повітрям, що всмоктується через завантажувальне вікно вагранки, кількість газів, які виходять, збільшується в 1,5-3,5 раза. |
|||
56. Інші цехи … |
Ливарні цехи ,термічні цехи, гальванічні цехи, ковальсько-пресові цехи, цехи механічної обробки металів, цехи з виробництва неметалевих матеріалів, зварювальні цехи, фарбувальні цехи. |
|||
57 В яких випадках виділяються шкідливі речовини в фарбувальних цехах? |
|
|||
58. Забруднення атмосфери автотранспортом? |
Потужним джерелом забруднення атмосфери є автотранспорт. Він, на відміну від промислових підприємств, належить до рухомих (переміщуваних) джерел забруднення атмосфери. Токсичними викидами двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) цього транспорту є відпрацьовані й картерні гази, пари палива із карбюратора та паливного баку. Застосування етилованого бензину, що містить сполуки свинцю, призводить до сильного забруднення атмосферного повітря. Близько 70 % свинцю, що додається до бензину з етиловою рідиною, потрапляє у вигляді сполук в атмосферу з відпрацьованими газами, з них 30 % осідає на землі відразу за вихлопною трубою автомобіля, 40 % залишається в атмосфері. Один вантажний автомобіль середньої вантажопродуктивності виділяє 2,5-3,0 кг свинцю в рік. Концентрація свинцю в повітрі залежить від вмісту свинцю в бензині. Валові викиди шкідливих речовин в атмосферу автомобільним транспортом у колишньому СРСР у 1980 році становили: вантажні автомобілі - 30,63; легкові автомобілі - 4,23 і автобуси - 4,16 млн т/рік. |
|||
59. Концепція «джерела забруднення» атмосфери? |
1 ) конкретна точка, в якій здійснюється викид шкідливих речовин у повітря (наприклад, димова труба або повітряний вихлоп), у тому значенні, що термін "джерело" застосовується для визначення кількості та типів забруднюючих речовин, для оцінки регіональних технічних проблем, таких як поширення забруднення і висота труби; 2) технологічний підхід, тобто врахування технологічного процесу, обладнання (бойлери, печі, коксові батареї, преси, лаконаливні машини, пульверизаційні кабіни, автоматизовані лінії тощо), для яких ця концепція застосовується при встановленні меж викидів, а також оцінці рівня технічних засобів тощо; 3) регіональний підхід - ряд джерел у конкретному регіоні, що належать до категорій 1) і 2): контрольовані однією організацією, наприклад, хімічною, металургійною або цементною корпорацією, - ця концепція застосовується для диференціації джерел за величиною, для комплексної оцінки їх впливу на навколишнє середовище тощо. |
|||
60.Причини утворення твердих речовин? |
а) механічна обробка різних речовин (буріння, розрівнювання, заповнення, подрібнення, розмелювання, полірування тощо); б) транспортування сипких матеріалів (навантажувально-розвантажувальні процеси, просіювання, змішування тощо). |