ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...................................................................5
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ .................................13
1.1. Экологическая опасность свинцового производства....................13
12 Анализ методов повышения экологической безопасности свинцового
производства...................................................... 23
1 3. Постановка задач исследований.................................... 38
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПОСТУПЛЕНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ
СВИНЦА ОТ ОБОРУДОВАНИЯ..............•.................!.................40
2.1. Особенности технологических процессов плавильных и рафинировочных цехов..........................................;......................40
2.2. Массообмен на границе расплав-воздух...............................41
2.3. Коэффициент диффузии паров металла............................... 50
2 4. Учет иесгационарности процессов тепло- и массообмена...............56
2.5. Интенсивность поступления аэрозолей свинца от оборудования.........62
Выводы..................................................................70
3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПОМЕЩЕНИЙ. 72
3 1. Разработка методики.............................................. 72
3.2. Плавильный цех.................................................. ,81
3.3. Рафинировочный цех ............................................... 85
3 4. Моделирование динамики воздушных потоков...:.......................90
Выводы................:................ ...с.:...................... 95
4. 3А1 "РЯЗНЕ1МЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ..........................................97
4.1. Рассеивание выбросов в атмосфере................................. 97
4.2. Загрязнение водоемов и почв..................................... 106
4.3. Ущерб от загрязнения окружающей среды.............................106
Выводы.................................................................109
5. ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ..............................110
5.1. Улучшение состояния воздушной среды............................110
5.2. Технико-экономическое обоснование природоохранных мероприятий 118
5.3. Рекомендации по повышению экологической безопасности..............122
Выводы..................;.............. ;........................... 124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................... 126
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.............................................129
ПРИЛОЖЕНИЯ...............................................................140
1. Результаты моделирования динамики воздушных потоков................... 140
2. Расчет капитальных затрат на реконструкцию вентиляции плавильного цеха.149
3. Технологический регламент реконструкции вентиляции цеха рафинирования свинца
уксцк.............................................;......;.............150
4. Справка о внедрении....................................................162
5. Протокол согласования..................................................163
6 Материалы для включения в “Санитарные нормы по производству и применению
свинца”..............................................................165
Условные обозначения
а - коэффициент температуропроводности, м2/с;
В - барометрическое давление, Па;
в -аК
у ~ критерий Био;
О - коэффициент диффузии, м2/с; с/ - диаметр поверхности расплава, м;
Fo.Fi-площади открытой поверхности и боковой стенки ковша, м .
с* аХ . ’ •
г° - - критерий Фурье;
К
О - интенсивность испарения, кг/с;
6> = 'ЛУ(1 V2) - критерий Грасгофа;
# - ускорение свободного падения, м/с2;
Со = 5,67 - излучательная способность абсолютно черного тела, Вт/(м2К); с - концентрация аэрозолей свинца, кг/м\ к - постоянная Больцмана,
кеу кн, кв - соответственно коэффициенты стеснения, неизотермичности, взаимодействия; к - объемный расход воздуха, м /с:
Мсь - молекулярная масса свинца, кг/моль;
Мв ~ молекулярная масса воздуха, кг/моль;
/п - масса молекулы, кг;
А'/пр - расход приточного воздуха, кг/с;
МК - прирост расхода воздуха в конвективных потоках у оборудования в пределах рабочей зоны, кг/с;
ДМпр— прирост расхода воздуха в приточной струе, кг/с.
А'/стр - расход в приточной струе, кг/с, на расстоянии х от воздухораспределителя;
п - число молекул в единице объема;
Ыи= о<1 /Л- число Нуссельта;
Рг - число Прандтля для воздуха;
рсь ~ парциальное давление насыщенных паров свинца, 11а; г- радиус молекулы испаряющегося вещества, м;
И - универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/(моль-К);
5 - площадь поверхности расплава, м2;
А1 - разность температур, К;
/- температура, °С;
Т - абсолютная температура, К;
Уд - скорость переноса массы, м/с;
16
Рис. 1.1. Схема расположения технологического оборудования в плавильном цехе УК СЦК после реконструкции: 1 - КИВЦЭТ-1; 2 - установка разлива штейна; 3 - печь плавки шликеров; 4 - кантовальная машина; 5 - миксер 4500 кВА; 6 - шлаковозгоночная печь; 7 - миксер 2500 кВА; 8 - КИВЦЭТ-2; О - места установки ковшей.
Как видно из табл. 1.1, процессы плавления ведутся при высоких температурах. При -этом температура при выпуске чернового свинца составляет 600...800 °С, штейна - 1200... 1350 ЛС, шлака - 1300 °С. Столь высокие температуры расплавов обуславливают выделение лучистой и конвективной теплоты от поверхностей печей, желобов и ковшей, а также с открытой поверхности расплавов во время их транспортировки в ковшах.
На рабочих плавильного цеха оказывает влияние лучистое тепло, в основном инфракрасный спектр. Так, излучение на рабочих местах горнового колеблется 2000...6000 Вт/м2, у сифонщиков - 4000... 6500 Вт/м2. Однако это воздействие является кратковременным. В летних условиях температура воздуха на рабочих местах плавильного цеха составляет 23,9...55,7 °С, относительная влажность 25...55%. В зимний период на рабочих местах отмечены отрицательные температуры. Средние температуры на рабочих местах колеблются от 11,5 °С до 9,2 °С.
При вышеописанном технологическом процессе наблюдается значительное загрязнение воздушной среды производственных помещений токсическими веществами. Содержание пыли и аэрозолей свинца на различных рабочих местах колеблется в широких пределах. Свинец в различных концентрациях присутствует в воздухе плавильного цеха с наибольшим постоянством и значительно превышает ПДК 0,01 мг/м1 [48]. Источниками поступлений аэрозолей свинца в плавильном цехе свинцового завода являются места перелива расплавов и ковши с расплавами во время их транспортировки от агрегата к агрегату.
Описанный технологический процесс сопровождается выделением значительных объемов отходящих газов плавильных агрегатов, которые после очистки выбрасываются через трубу и рассеиваются в атмосфере. Поскольку места переливов расплава являются стационарными, для локализации вредных выделений от этих источников применяют местную вы тяжную вентиляцию.
- Київ+380960830922