Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Національна безпека / Екологічна безпека


Шварцман Віктор Михайлович. Підвищення екологічної безпеки шляхом зменшення кислотоутворення в атмосфері на техногенно навантажених територіях гірничо-металургійного коплексу : Дис... канд. наук: 21.06.01 - 2004.



Анотація до роботи:

Шварцман В. М. Підвищення екологічної безпеки шляхом зменшення кислотоутворення в атмосфері на техногенно навантажених територіях гірничо-металургійного комплексу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01. - "Екологічна безпека". - Національний гірничий університет, Міністерство освіти і науки України, Дніпропетровськ, 2004.

Дисертація присвячена розробці методів підвищення екологічної безпеки на території гірничо-металургійного комплексу. У роботі досліджені процеси утворення газових та пароводяних викидів, здійснене фізико-математичне моделювання процесів кислотоутворення, розповсюдження по території та випадання на поверхню сірчаної та азотної кислоти. Обґрунтовані параметри та розроблені конструктивні рішення щодо удосконалення технічних засобів підвищення екологічної безпеки. Запропоновано показник та розроблено методику оцінки екологічної безпеки життєдіяльності на територіях, які підлягають впливу негативних чинників.

В дисертації, що є завершеною науково-дослідною роботою, поставлена і розв’язана актуальна науково-практична задача, яка полягає в підвищенні рівня екологічної безпеки техногенно навантаженої території гірничо-металургійного комплексу шляхом установлення закономірностей утворення, динаміки надходження, поширення та взаємодії в атмосфері промислових викидів кислотоутворюючих речовин, розробці нових технічних засобів зменшення кислотоутворення в атмосфері, обґрунтуванні методики оцінки екологічної ефективності реабілітаційних заходів на забруднених територіях, що має важливе природоохоронне та соціальне значення.

Рис. 4 . Схема впливу виробництв гірничо-металургійного комплексу на суміжні території за показником екологічної безпеки життєдіяльності:

1300 - чисельне значення показника екологічної безпеки життєдіяльності;

- контур зони підприємств гірничо-металургійного комплексу.

Найбільш важливі наукові і практичні результати, висновки та рекомендації полягають у наступному:

1. При вивченні екологічної ситуації на території навколо гірничо-металургійного комплексу встановлено:

– головними кислотоутворюючими сполуками викидів забруднюючих речовин гірничо-металургійного комплексу є діоксид сірки та оксиди азоту, кількість яких складає 11% від сумарного об`єму газових викидів;

– питомий вклад у кислотоутворення виробництв гірничо-металургійного комплексу: агломерація – 45,5% від сумарного об`єму кислотоутворюючих викидів, теплоенергетика – 12,7%, сталеплавильне виробництво – 11,4%, коксохімічне – 10,1%, прокатне – 8,7%, цементне – 4,0%, доменне – 2,5%, допоміжне – 1,3%, гірничо-збагачувальне – 1,1%, виробництво будматеріалів – 2,2%;

– переважаючий об’єм викидів вологи в атмосферу (96%) пов’язаний з водоохолоджуючими спорудами - градирням та бризкальними басейнами.

Кількість вологи, яка випаровується із водоохолоджуючих споруд, має нерівномірний характер з двома зонами максимальних значень, які приурочені до міжсезонних періодів (квітень і вересень) та двома мінімумами в липні (висока температура навколишнього повітря) та грудні (висока вологість повітря).

2. На процеси пароутворення, розповсюдження в атмосфері та кислотоутворення в межах зони локалізації промислових підприємств значно впливає напрямок вітру, залежно від якого інтенсивність кислотоутворення змінюється в два і більше разів. За межами зони локалізації промислового виробництва тривалість процесу кислотоутворення залежить від вологості атмосферного повітря. Відстань розповсюдження кислотних опадів залежить від швидкості вітру і змінюється від сотень до декількох тисяч кілометрів.

Залежність зміни інтенсивності кислотних опадів на земну поверхню при віддаленні від зони промислової агломерації має вигляд складної функції, що досягає максимуму при певному значенні аргументу, після чого експоненційно знижується до нуля на значній віддалі. Зменшення кількості пароводяних викидів віддаляє, а їх збільшення наближає ділянку максимального кислотоутворення. Для умов території гірничо-металургійного комплексу при сухому повітрі (вологість 30-35 %) ця ділянка віддалена на 700 і більше кілометрів; при вологому повітрі (вологість 80-85 %) – на 230-250 км; при накладанні газових та пароводяних шлейфів – на відстані 60-70 км.

3. Для підвищення екологічної безпеки за рахунок зниження кількості водяної пари, яка надходить до атмосфери з підприємств гірничо-металургійного комплексу, розроблено нові технічні засоби охолодження води, які дозволяють зменшити викиди пари з баштових градирень та бризкальних басейнів на 1,9-5,0%, з вентиляторних градирень – на 60-70%. Їх використання дозволило також знизити енерговитрати в 1,5-2,0 рази, зменшити втрати водних ресурсів тільки на врахованих об’єктах південної групи підприємств Кривбасу до 6,4 млн. м3 води за рік, що еквівалентно економії витрат в розмірі 348 тис. грн. за рік.

Для досягнення необхідних параметрів охолодження оборотної води при роботі нових конструкцій водоохолоджуючих споруд розроблена нова конструкція водорозбризкуючого пристрою – відцентрова двосоплова форсунка. Теоретичними та експериментальними дослідженнями процесу формування крапельного потоку встановлено, що товщина плівки води на виході з форсунки, від якої залежить розмір крапель, визначається, перш за все, співвідношенням геометричних параметрів форсунки і слабо залежить від тиску води на вході у форсунку.

4. Проведено натурні спостереження, які з необхідним рівнем достовірності підтвердили результати розрахунків інтенсивності кислотних опадів на суміжних територіях.

Запропонований в роботі показник екологічної безпеки життєдіяльності враховує найбільш суттєві з екологічної точки зору параметри - густоту населення території, яка підлягає впливу несприятливих факторів; тривалість та рівень небезпеки впливу. Це дозволило розробити методику для здійснення науково обґрунтованого планування реабілітаційних заходів на забруднених територіях. Першочерговими є природоохоронні заходи, які стосуються територій з максимальними значеннями показника екологічної безпеки - Соцміста та жилмасиву ПiвдГЗК.

5. Підвищення екологічної безпеки території гірничо-металургійного комплексу здійснено за рахунок впровадження нових технічних засобів охолодження води в системах оборотного водопостачання на Криворізькому коксохімічному заводі та Криворізькому металургійному комбінаті. Крім того, ці рекомендації були впроваджені на Дніпродзержинському коксохімічному заводі, Запорізькому виробничому обєднанні “Кремнійполімер”, ВАТ “Донецьккокс”, ВАТ “Маркохім” (м. Маріуполь), ДАК “Титан” (м. Армянськ) та інших (понад 70 підприємств України та 15 підприємств Росії).

Основні положення та результати дисертації опубліковані в таких роботах:

1. Шварцман В.М. Применение центробежных двухсопловых форсунок в оросительно-брызгальных градирнях // Строительство. Материаловедение. Машиностроение: Сб. научн. тр. Приднепровской гос. академии строительства и архитектуры. – Днепропетровск: ПДАБА.- 1998. - вып.5, часть 2. - С. 60-62.

2. Копач П.І., Шварцман В.М. Екологічний підхід до оцінки пароводяних викидів південної групи підприємств Кривбасу // Екологія і природо-користування: Зб. наук. пр. Інституту проблем природокористування та екології НАН України. - Дніпропетровськ: ІППЕ НАН України. - 2000. - вип.2. - С.106-111.

3. Шапарь А.Г., Копач П.И., Шварцман В.М. Особенности трансформации загрязнителей атмосферы в зоне действия горно-металлургического комплекса // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2001. - № 2. - С.121-124.

4. Шварцман В.М. Оцінка екологічної небезпеки забруднення атмосфери гірничо-металургійними комплексами // Вісник Житомирського інженерно-технологічного інституту. - Житомир: Житомирський інженерно-технологічний інститут. - 2003. - № 1 (24). - С. 273-282.

5. Шварцман В.М. Снижение ресурсоёмкости процессов охлаждения оборотной воды в градирнях // Екологія і природокористування: Зб. наук. пр. Інституту проблем природокористування та екології НАН України. - Дніпропетровськ: ІППЕ НАН України. - 2003. - вип. 6. - С.128-133.

6. Пат. на полезную модель № 263 Украина, МКИ В 05 В 1/34. Центро-

бежная форсунка для распыливания жидкости / В.М. Шварцман - №96083297; Заявл. от 20.08.96; Опубл. 25.12.98.

7. Пат. 17774 А Украина, МКИ В 05 В 1/34. Способ распыливания жидкости / В.М. Шварцман (Украина).- № 96083298; Заявл. 20.08.96; Опубл. 20.05.97.

8. Свидетельство на полезную модель RU 14858 U1 РФ, МКИ 7 В 05 В 1/34. Центробежная форсунка для охлаждения жидкости / В.М. Шварцман (Украина) . - № 2000106616; Заявл. 22.03.2000; Опубл. 10.09.2000.

9. Свидетельство на полезную модель RU 14760 U1 РФ, МКИ 7 В 06 В 1/34. Центробежная форсунка для охлаждения жидкости / В.М. Шварцман (Украина). - № 20001006615; Заявл. 22.03.2000; Опубл. 27.08.2000.

10. Деклараційний патент на корисну модель. - № 1860. Градирня / В.М. Шварцман; - Заявл. 17.09.2002; Опубл. 16.06.2003.

11. Шапарь А.Г., Копач П.И., Шварцман В.М. Некоторые экологические аспекты воздействия объектов горного производства на прилегающие территории // Горный информационно-аналитический бюллетень: Тр. Междунар. симпозиума «Неделя горняка – 2000». – М.: Моск. гос. горный университет, 2000. – № 11. – С. 200-207.

12. Копач П., Шварцман В. Механизм образования кислотных дождей из выбросов крупной промышленной агломерации // Технополис: Тр. Міжнар. науково-практич. конф. „Проблеми природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки”. – Дніпропетровськ: ІППЕ НАН України, 2001. – № 7. – С. 27-29.

Особистий внесок автора у роботах, опублікованих у співавторстві полягає у наступному: [2,12] – постановка задач, виконання теоретичних розробок, аналіз результатів; [3,11] – виконання теоретичних розробок, розробка програмних засобів та проведення розрахунків, аналіз результатів.