Scientific journal

International Journal of Experimental Education

ISSN 2618–7159

ИФ РИНЦ = 0,425

По сложившимся в настоящее время представлениям при анализе газовых продуктов процессов термообработки и сжигания твёрдых топлив можно выделить пять основных групп веществ, ответственных за загрязнение воздушной среды.

Первая группа – это твердые частицы, выносимые из зоны термообработки или горения газовыми потоками. Это может быть несгоревшая пылевидная фракция топлива, частицы угля, сажа. В виде аэрозолей твердые частицы оказывают вредное влияние на организм человека.

Вторая группа – это оксиды серы (SO₂ и SO₃). Соединяясь в атмосфере с парами воды, оксиды серы образуют сернистую и серную кислоты, что приводит к выпадению кислых дождей, губительно действующих не только на здоровье человека, но и на разрушение стальных конструкций, строительных материалов, на жизнедеятельность растений и урожайность сельскохозяйственных культур.

Третья группа -это оксиды азота (NO и NO₂). В больших концентрациях эти оксиды вступают в реакцию с гемоглобином крови, в малых – вызывают раздражение слизистых оболочек. Реагируя с атмосферной влагой они образуют азотную кислоту, которая вызывает коррозию металла. Под воздействием солнечной радиации оксиды азота вступает в реакцию с несгоревшими углеводородами с образованием фотохимического смога.

Четвертая группа – это оксид углерода (II), формальдегид и органические кислоты (продукты неполного сгорания угольного топлива). Монооксид углерода (СО) – токсичное вещество, высокие концентрации которого в воздухе могут привести к физиологическим и паталогическим изменениям в организме человека. Формальдегид обладает высокой токсичностью, оказывает сильное действие на центральную нервную систему.

Пятая группа – это углеводороды и их производные. Предельные углеводороды от метана СН₄ до декана С₁₀Н₂₂ не относятся к загрязняющим веществам. Непредельные углеводороды (этилен С_2Н4 и его гомологи) относятся к 3 и 4 классу опасности. Ароматические углеводороды (бензол и его гомологи) являются основным источником канцерогенной опасности. К гидроксильным производным ароматических углеводородов относится фенол, выбросы которого в атмосферу также жестко регламентированы.

Содержание токсичных веществ в газообразных продуктах зависит не только от химического состава угольного топлива, но и от крупности и условий его термообработки или сжигания в конкретных типах топочных устройств.

Цель работы – экологическая оценка отходящих газов при термообработке и сжигании брикетов из антрацитового штыба и комплексного связующего из отходов ЦБК.

Для холодного брикетирования антрацитовых штыбов использовали малотоксичное гидрофобное комплексное связующее на основе модифицированных технических лигносульфонатов (МЛС) и таллового пека (ТП) [1].

Термообработку сырых брикетов осуществляли при температуре 220 ºС, а сжигание брикетов при 800 ºС на специальном лабораторном стенде, включающем: электрическую трубчатую печь с терморегулятором и кварцевой трубой, стеклянный приемник, электрический аспиратор, стеклянную гребенку, набор барботеров и трубок с растворами и сорбентами, уравнительную склянку и газовые бюретки, медицинский шприц, технические весы, газожидкостной хроматограф марки «Хром-5».

Температурный контроль при термообработке и сжигании брикетов осуществляли при помощи термопары с самопишущим потенциометром КСП. Пробы газообразных веществ для хроматографического анализа отбирали в моменты интенсивного выделения летучих веществ при термообработке сырых брикетов и горения топлива в соответствии с ГОСТ 14920-79 [2], который устанавливает метод определения компонентного состава сухого газа, содержащего углеводороды С₁–С₅, а также неуглеводородные компоненты (водород, кислород, азот, углекислый газ, окись углерода, сероводород).

Содержание ароматических углеводородов, фенола, формальдегида, двуокисей серы и азота в отходящих газах при термообработке и горении брикетов определяли в соответствии с РД 52.04.186-89 [3].

Результаты анализов отходящих газов при термообработке сырых брикетов и сжигании готовых брикетов представлены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, в отходящих газах отмечено незначительное присутствие таких токсичных веществ, как сернистый ангидрид, фенол, формальдегид, углеводороды ароматические – бензол и его производные.

При внедрении новой технологии брикетирования необходимо соблюдение технических нормативов выбросов вредных воздействий в атмосферный воздух. При этом должны предусматриваться улавливание, утилизация и обезвреживание вредных веществ, а также выполнение других требований по охране воздуха, чтобы совокупность выбросов не привела к превышению предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Для тех веществ, которые оказывают немедленное, но кратковременное раздражающее действие (до 20 мин), устанавливают максимально разовые ПДКм.р. Для веществ, оказывающих вредное влияние при накоплении в организме, устанавливают среднесуточные ПДКс.с.

ПДК, установленные для рабочей зоны, по санитарно-гигиеническим требованиям, как правило, значительно больше, чем ПДК для населенных мест. Это объясняется тем, что на предприятии люди проводят только часть суток. При одновременном присутствии в воздухе нескольких вредных веществ, что обычно имеет место, некоторые вещества обладают эффектом суммирующего действия.