У статті "Аналіз впливу газових викидів на навколишнє середовище" аналізуються недоліки і проблеми, що виникають при очищенні газу, а також досліджуються існуючі технологіі.В статті існує ряд важливих вимог для підвищення ефективності очищення природного газу. В останні роки забруднення повітря в цілому знизилося, але сьогодні, на жаль, в країні немає великого міста, який би відповідав всім санітарним нормам. У статті також розглядаються екологічні фактори і фактори навколишнього середовища при переробці природних газів, а також викладаються способи усунення цих чинників.

Анотація наукової статті з екологічних біотехнологій, автор наукової роботи - Мірзарахімов Мірсоліх Султоновіч, Іскандаров Жахонгір Равшан Вугілля, Хожіболаев Йодгор Юсуп Вугілля


ENVIRONMENTAL IMPACT ANALYSIS OF GAS EMISSIONS

The articje "Analysis of the impact of gas emissions on the environment "analyzes the shortcomings and problems that arise during the purification and purification of gas, sa well as explores existing technologies. The article contains a number of important requirements for increasing the efficiency of natural gas purification. In recent years, air pollution has generally decreased, but today, unfortunately, the country does not have a big city that meets all sanitary standards. The article also considers environmental factors and environmental in the processing of natural gases, as well as sets out ways to eliminate these factors.


Область наук:
  • екологічні біотехнології
  • Рік видавництва: 2020
    Журнал: Наука, техніка і освіту
    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ ВПЛИВУ ГАЗОВИХ ВИКИДІВ НА ДОВКІЛЛЯ'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ ВПЛИВУ ГАЗОВИХ ВИКИДІВ НА ДОВКІЛЛЯ»

    ?ТЕХНІЧНІ НАУКИ

    АНАЛІЗ ВПЛИВУ ГАЗОВИХ ВИКИДІВ на навколишнє

    СЕРЕДУ

    1 2 * "* 3

    Мірзарахімов М.С. , Іскандаров Ж.Р. , Хожіболаев І.Ю. Email: Mirzarakhimov Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    1Мірзарахімов Мірсоліх Султоновіч - доктор технічних наук, професор, кафедра безпеки життєдіяльності, факультет гірництва і металургії; 2Іскандаров Жахонгір Равшан вугілля - докторант, кафедра об'єктів переробки нафти і газу, факультет геології-розвідки; 3Хожіболаев Йодгор Юсуп вугілля - докторант, кафедра безпеки життєдіяльності, факультет гірництва і металургії, Ташкентський державний технічний університет ім. Іслама Карімова, м Ташкент Республіка Узбекистан

    Анотація: у статті "Аналіз впливу газових викидів на навколишнє середовище" аналізуються недоліки і проблеми, що виникають при очищенні газу, а також досліджуються існуючі технології. У статті існує ряд важливих вимог для підвищення ефективності очищення природного газу.

    В останні роки забруднення повітря в цілому знизилося, але сьогодні, на жаль, в країні немає великого міста, який би відповідав всім санітарним нормам. У статті також розглядаються екологічні фактори і фактори навколишнього середовища при переробці природних газів, а також викладаються способи усунення цих чинників. Ключові слова: нафта, газ, осушення, вуглеводнів, адбсорбцій, режим роботи, сорбент.

    ENVIRONMENTAL IMPACT ANALYSIS OF GAS EMISSIONS Mirzarakhimov M.S.1, Iskandarov J.R.2, Khojibolayev Yo.Yu.3

    1Mirzarakhimov Mirsolih Sultonovich - Doctor of Technical Sciences, Professor, DEPARTMENT OF LIFE SAFETY, FACULTY OF MINING AND METALLURGY; 2Iskandarov Jahongir Ravshan ogli - Doctoral Student, DEPARTMENT OBJECTS OF OIL AND GAS PROCESSING, FACULTY OF GEOLOGY-BACKLIGHT; 3Khojibolayev Yodgor Yusup ogli - Doctoral Student, DEPARTMENT OF LIFE SAFETY, FACULTY OF MINING AND METALLURGY, TASHKENT STATE TECHNICAL UNIVERSITY NAMED AFTER ISLAM KARIMOV, TASHKENT, RESPUBLIC OF UZBEKISTAN

    Abstract: the articje "Analysis of the impact of gas emissions on the environment" analyzes the shortcomings and problems that arise during the purification and purification of gas, sa well as explores existing technologies. The article contains a number of important requirements for increasing the efficiency of natural gas purification.

    In recent years, air pollution has generally decreased, but today, unfortunately, the country does not have a big city that meets all sanitary standards. The article also considers environmental factors and environmental in the processing of natural gases, as well as sets out ways to eliminate these factors.

    Keywords: oil, gas, dehydration, hydrocarbons, absorption, operating mode, sorbent.

    УДК504.054, 504.062, 504.75.05

    Охорона навколишнього середовища та раціональне використання вторинних ресурсів є глобальні проблеми, вирішення яких має особливу значущість.

    В атмосферу Узбекистану при стабільній роботі промисловості щорічно викидається приблизно 4 млн. Тонн різних шкідливих речовин, при цьому дві третини з них припадає на автомобільний транспорт.

    При такому навантаженні атмосфера не в змозі самоочиститись. Їй необхідна допомога фахівців, продумана політика, заходи, щоб населення, отримуючи від народного господарства звичні товари і послуги, не відчувало дискомфорту при спілкуванні з навколишнім середовищем, а також не страждала від її забруднення і виснаження.

    Першим великим кроком у цьому напрямку стало створення в Узбекистані Державного комітету з охорони природи, другим - прийняття Закону Республіки Узбекистан «Про охорону природи». Цей важливий документ, який, по суті, є Екологічної конституції, був прийнятий Верховною Радою Республіки Узбекистан 9 грудня 1992 року і вступив чинності 29 січня 1993 року.

    Законом «Про охорону атмосферного повітря» визначено права, обов'язки і відповідальність природокористувачів при здійсненні ними господарської діяльності. Так, існуючий закон регламентує якість навколишнього природного середовища нормативами і стандартами, що забезпечують екологічну безпеку населення, відтворення і охорону природного середовища. До них відносяться, зокрема, так звані гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі (ГДК). ГДК розробляються і затверджуються Міністерством охорони здоров'я Республіки Узбекистан, вони індивідуальні для кожної речовини і єдині на всій території республіки. В даний час затверджені ГДК для більш ніж півтори тисячі речовин, тобто практично для всіх забруднювачів атмосфери.

    В останні роки рівень забруднення повітря в цілому значно зменшився, однак і сьогодні, на жаль, в республіці немає жодного великого населеного пункту, в якому якість повітря відповідало б усім санітарним нормам.

    Для худий щоб забезпечити безпечне для здоров'я людей вміст шкідливих речовин в атмосферному повітрі, для кожного підприємства, по кожному речовини, що викидається встановлюється гранично допустимий викид (ПДВ) - як сумарний (тонн в рік), так і в одиницю часу (грам в секунду). ПДВ розробляються підприємствами і затверджуються Госкомприродой і періодично переглядаються. Зараз практично всі підприємства мають затверджені нормативи на викиди в атмосферу.

    Для транспортних засобів встановлюються норми вмісту шкідливих речовин у відпрацьованих газах; ці норми розробляються спеціалізованими конструкторськими бюро і затверджуються Держстандартом Республіки Узбекистан.

    В умовах переходу народного господарства до ринкових відносин платним стає і природокористування. Порушники природоохоронного законодавства несуть, насамперед, економічну відповідальність. Підприємства, що викидають в атмосферу шкідливі речовини в кількості, що перевищує затверджений норматив, вносять сьогодні плату в фонд охорони природи. Причому, ціна зростає пропорційно перевищенню норм викидів. Тільки в 1993 році з цих причин стягнуто 82,7 мільйона сумкупонов. В майбутньому планується введення плати і за викиди в межах ПДВ.

    Тільки в 1993 році з цих причин стягнуто 82,7 мільйона сумкупонов. В майбутньому планується введення плати і за викиди в межах ПДВ.

    Ці заходи широко застосовуються у випадках небажання керівників підприємств вжити необхідних заходів щодо зниження викидів в атмосферу. У 1994 році, наприклад, припинялася діяльність 160 промислових об'єктів; серед них: відбивна піч Алмаликський гірничо-металургійного комбінату - на 120 днів; котлоагрегат № 4 Ангренского ГРЕС - на 20 днів, цементний млин в Кувасай - на 23 дня і ін.

    У законі окремим абзацом обумовлено, що всі міністерства і відомства, установи, організації і приватні особи зобов'язані вживати заходів щодо скорочення, а в подальшому -по повного припинення виробництва і використання хімічних речовин, що шкідливо впливають на озоновий шар. На цьому питанні слід зупинитися окремо.

    Всі відомі методи очищення газів, що відходять від шкідливих домішок можуть бути розділені на абсорбційні (мокрі), адсорбційні і хемосорбціонние (сухі). Абсорбція методи можуть бути як чисто абсорбційними, так і абсорбційної-каталітичними. Адсорбційні методи можуть бути також оформлені як чисто адсорбційні, так і у вигляді адсорбционно-каталітичних.

    Абсорбція і абсорбційної-каталітичні методи. Сутність абсорбційного методу полягає в поглинанні діоксиду сірки за допомогою рідких поглиначів. Як абсорбентів діоксиду сірки промислове застосування знайшли розчини соди, сульфіту і бисульфита амонію, основного сульфату амонію, фосфати натрію, вапняне молоко і ін.

    При використанні абсорбційних методів з перерахованими рідкими поглиначами газ підлягає попередньому охолодженню. Це ускладнює розсіювання очищеного газу в атмосфері, і в разі недостатнього очищення охолоджений газ і, отже, діоксид сірки розсіюються в атмосфері погано і будуть накопичуватися в основному на рівні до 11 м над землею.

    Цей метод вимагає корозійно стійкого обладнання, яке займає великі площі, що призводить до різкого подорожчання методу. Оскільки газові викиди обчислюються мільйонами кубометрів на годину з низьким вмістом діоксиду сірки (до 0,5%), при високій температурі газу метод пов'язаний з великою витратою абсорбентів і утворенням опадів.

    Все вищесказане не дозволяє однозначно вирішити проблему очищення газів, що відходять від діоксиду сірки при застосуванні цього методу.

    Абсорбційної-каталітичні методи засновані на окисленні діоксиду сірки в триоксид в абсорбційної середовищі за участю каталізаторів. Надалі триоксид сірки легко взаємодіє з активною речовиною (оксидами металів) і утворює шлам (сульфіти і сульфати відповідних металів). У всіх абсорбційних методах згадані шлами можуть бути регенеровані і спрямовані на повторне використання. Слід зазначити, що основні недоліки абсорбційного методу властиві й абсорбційної-каталітичного методу. Тут також, внаслідок недостатнього очищення газу з низькою температурою викиду, діоксид сірки буде накопичуватися на рівні до 11 м над землею.

    Таким чином, у всіх абсорбційних методах очищення витрачається велика кількість води, активної речовини (оксиди металів). Крім того, необхідність використання для обладнання дорого стоять корозійно-стійких металів робить абсорбційні методи очищення від діоксиду сірки в ряді випадків екологічно невигідними і не вирішальними в повній мірі проблеми охорони навколишнього середовища.

    Одним з найбільш поширених методів знешкодження газів від діоксиду сірки є адсорбційні методи. Адсорбційний метод - це сухий метод знешкодження газів, що відходять від діоксиду сірки шляхом фізичної сорбції адсорбентами.

    Для адсорбції діоксиду сірки можуть бути використані як синтетичні, так і природні адсорбенти: активоване вугілля різних марок (вуглецеві адсорбенти), оксиди алюмінію, цеоліти, силікагелі і інші пористі сорбенти.

    Сухі способи очищення газів від діоксиду сірки засновані на виборчих властивості пористих сорбентів, практично не поглинають інші супутні гази: азот, кисень і ін. В роботах досліджено процес адсорбционно-каталітичного очищення газів від діоксиду сірки на активованому вугіллі. Як описують автори, на поверхні вугілля в присутності кисню і водяної пари утворюється сірчана кислота, яка легко вимивається водою. Однак низька концентрація сірчаної кислоти обмежує її практичне використання.

    У роботі описується вплив добавок ванадату амонію і йодистого калію на активоване вугілля для уловлювання діоксиду сірки. Автори вважають, що в присутності ванадату амонію посилюються процеси окислення, що призводять в остаточному підсумку до утворення сірчаної кислоти. У роботі наводиться передбачуваний механізм утворення

    7

    кислоти. Запропонований спосіб очищення газу на активованому вугіллі апробований на дослідно-промисловій установці Котласского целюлозно-паперового комбінату.

    До недоліків, що підлягають подальшому усунення, слід віднести дорожнечу використаного адсорбенту, його недостатню міцність, що приводить в процесі очищення до часткового руйнування, вкрай низьку концентрацію отриманої сірчаної кислоти. Крім того, що містяться в газах пил, смолисті речовини, зола забивають пори сорбентів і погіршують процес очищення і швидко призводять до порушення режиму повторного використання сорбенту - активованого вугілля. Тому адсорбционно-каталітичний метод з використанням активованого вугілля не вирішує проблему в повній мірі.

    Іншим прикладом адсорбційно-каталітичного методу очищення є окислення діоксиду сірки на поверхні оксиду металу з подальшим утворенням сульфату. Освіта сульфату призводить до блокування активної поверхні адсорбенту, яку необхідно відновлювати. Здатністю прискорювати окислення діоксиду сірки мають різні метали і їх сплави і оксиди, деякі солі, силікати і багато ін. Речовини і матеріали.

    Найкращим каталізатором процесу окислення є платина. Однак дефіцитність і економічні аспекти питання обмежують її широке поширення. У промисловості широко застосовуються каталізатори з неблагородних металів, серед яких найбільшою каталітичної активністю володіє каталізатор, що містить ванадій.

    Роботами Наймана і ін. Дослідників було показано, що при каталізі відбувається хімічна взаємодія діоксиду сірки і кисню з каталізатором. Найбільш повний опис каталізу і каталізаторів для окислення діоксиду сірки в триоксид виконано Г.К. Борескова в відомій монографії та наступних статтях. Виведено кінетичні рівняння для окислення діоксиду сірки на ванадієвих каталізаторів промотованих оксидами шелочних і на тріокеіде заліза.

    Механізм каталізу на всіх каталізаторах складається з дифузійного підведення реагентів до активної поверхні каталізатора активованої адсорбції реагентів, діоксиду сірки та кисню освітою продукту триоксида сірки за участю каталізатора, десорбції триоксида сірки і дифузії його від поверхні каталізатора. Такі ж стадії можуть бути при адсорбції і хемосорбції. Але десорбція зазвичай здійснюється як окрема стадія при більш високих температурах, ніж адсорбція.

    Каталітичне окислення діоксиду сірки низьких концентрацій на ванадієвих, залізних, хромових та ін. Каталізаторах детально вивчено В.В. Денисовим з метою застосування каталізу для очищення від діоксиду сірки газів, що відходять різних виробництв.

    Однак при каталітичному методі знешкодження в нерухомому шарі каталізатора газові викиди повинні бути попередньо очищені від пилу і мати температуру вище 300 + 400 ° С. Крім того, після каталітичного окислення діоксиду утворюється триоксид повинен бути адсорбований. Для цього потрібне охолоджування газу.

    Таким чином, при каталітичному методі очищення виникає проблема уловлювання вже окисленого продукту (триоксида сірки). З наведеного короткого аналізу перерахованих методів можна зробити висновок, що універсального способу очищення газових викидів від діоксиду сірки не існує.

    Для вирішення проблеми знешкодження газів, що відходять промисловості від діоксиду сірки потрібно метод без охолодження великого обсягу газу з малим вмістом діоксиду сірки (до 0,5%). При цьому застосовуються сорбенти повинні бути доступними і дешевими.

    Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні уточнені завдання дослідження:

    - виконати з критичних позицій аналіз сучасного стану розв'язуваної науково-технічної проблеми;

    - розробити інформаційну систему розрахунку властивостей речовин і компонентів газових викидів, що дозволяє адаптувати математичні моделі до системних розрахунками при автоматизованому проектуванні;

    - розробити математичні моделі і алгоритми розрахунку основних процесів очищення газових викидів, що відповідають умовам експлуатації технологічних комплексів;

    - виконати змістовну постановку завдань дослідження і оптимального проектування системи очищення газових викидів промисловості;

    - оптимізувати тепловий режим реактора зі стаціонарним шаром каталізатора;

    - виконати теоретичні та експериментальні дослідження властивостей і характеристик відпрацьованого промислового каталізатора АВК-10 і на основі його ресурсних випробувань модифікувати і вивчити характеристики удосконалених каталізаторів;

    - обґрунтувати технологію приготування модифікованих алюмованадіевих каталізаторів, вивчити їх активність і інші фізико-хімічні властивості, в тому числі фазовий склад і структуру стосовно до промислових умов очищення газових викидів від оксидів азоту;

    - досліджувати технологічний процес хемосорбції діоксиду сірки на активних пористих сорбентах, що містять оксид марганцю, і отримати математичну модель процесу, що протікає в багатосекційні апараті;

    - виконати оптимальне проектування промислового агрегату для здійснення суміщеного технологічного процесу очищення газових викидів від діоксиду сірки та отримання товарних марганцевих сполук;

    - організувати випуск дослідно-промислової партії модифікованого каталізатора АВЖК-10 і провести його комплексні промислові випробування;

    - провести виробничі випробування розробленої технологічної установки для хемосорбції діоксиду сірки марганцевої рудою;

    - випробувати активовані пористі сорбенти з відходів промислових виробництв на створеної дослідно-промисловій установці;

    - обговорити питання техніко-економічної ефективності від реалізації розробок дисертації в промислових схемах очищення газових викидів від шкідливих домішок.

    Рішення перерахованих завдань дослідження має забезпечити: можливість реалізації перспективної загальної методики математичного моделювання технологічних процесів очищення газових викидів з урахуванням нестаціонарної активності каталізаторів, на основі якої стає можливим знаходження оптимально узгоджених режимів роботи апаратів; вирішення важливих прикладних задач проектування технології і апаратурного оформлення системи очищення газових викидів від шкідливих домішок і підвищення обгрунтованості технічного рівня проектних рішень.

    Список літератури / References

    1. Маргулов Р.Д., Коротаєв Ю.П. Видобуток, підготовка і транспорт природного газу і конденсату. Довідник в 2-х томах. Том 1. // Надра. М., 1984. Т. 1. С. 360.

    2. Донських Б.Д. Розробка методів дослідження ефективності роботи установок промислової підготовки природного газу: Дисертація на здобуття наукового ступеня к.т.н. // Газпром ВНІІГАЗ. М., 2011. С. 144.

    3. Ахметов С.А., Баязитов М.І., Кузьо І.Р., Сєріков Т.П. Технологія і обладнання процесів переробки нафти і газу // ред. С.А. Ахметова / Надра. СПб., 2006. С. 868.


    Ключові слова: НАФТА / ГАЗ / осушення / УГЛЕВОДОРОДОВ / АДБСОРБЦІЙ / РЕЖИМ РОБОТИ / СОРБЕНТ / OIL / GAS / DEHYDRATION / HYDROCARBONS / ABSORPTION / OPERATING MODE / SORBENT

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити