Файл: Ответы безопасность технолигических процессов и производств.docx

Элементы деятельности организации, продукции и услуг, которые могут взаимодействовать с окружающей средой, называют экологическими аспектами.

Примерами являются: сбросы, выбросы в атмосферу, расходование или повторное использование материалов, а также шумовое воздействие.

Изменения окружающей среды отрицательного или положительного характера, полностью или частично являющиеся следствием экологических аспектов, называют воздействиями на окружающую среду.

В результате хозяйственной деятельности человека или непосредственного общения людей с окружающей природной средой в природе постоянно отмечаются какие-то изменения. Эти изменения носят название антропогенные, т.е. вызванные деятельностью человека.

Выделяют четыре главных направления воздействия человека на биосферу:

1. Изменения структуры земной поверхности: распашка целинных земель, вырубка лесов, осушение болот, создание искусственных водоёмов и другие изменения поверхностных вод и т.д.

2. Изменения состава биосферы, круговорота и баланса входящих в неё веществ - добыча ископаемых, создание отвалов выработанных пород, выбросы различных веществ в атмосферу и гидросферу, изменения влагооборота.

3. Изменение энергетического и, в частности, теплового баланса отдельных регионов и планеты в целом.

4. Изменения, вносимые в биоту - совокупность живых организмов; истребление некоторых организмов, создание новых пород животных и растений, перемещение организмов (акклиматизация) в новые места.

Все антропогенные изменения в природе можно разделить на две категории:

- преднамеренные (освоение земель под с/х культуры или многолетние насаждения, сооружение водохранилищ, строительство городов)

- попутные (изменения газового состава атмосферы, загрязнения окружающей среды)

Научно-технический прогресс, способствующий бурному развитию производительных сил, несомненно даёт человеку много благ: рост урожайности, бытовой комфорт, быстроту передвижения по планете, возможность удовлетворения всевозможных материальных и духовных запросов, прогресс медицины.

Положительные последствия НТП можно перечислять до бесконечности, но за некоторые блага человечество расплачивается дорогой ценой - уничтожение природы во многих районах.

---

4.Моделирование технологических процессов в техносфере. Виды моделей. Расчет коэффициентов линейного уравнения регрессии. Проверка значимости коэффициентов и адекватности уравнения регрессии

Моделирование – установление закономерностей модели, дающее информацию об исследуемом процессе или явлении. Модель - система, отражающая отдельные стороны явления, процесса.

Видов моделирования: аналоговое (имитационное) - перенос закономерностей или законов с одной системы на др.; физическое - основанное на масштабах увеличения и уменьшения размеров системы; математическое - установление или получение математической моделей; комбинированное - сочетание нескольких видов моделирования.

В системном анализе выделяют четыре типа моделей: модель типа «черный ящик»; модель состава; модель структуры; комплексная модель

О сновные параметры:

U-входные видимые неуправляемый элемент

X-входной управляемый элемент

Z-входной невидимый неуправляемый

Y-выходные переменные


Входные эффекты представляют собой внешние факторы по отношению к рассматриваемой системе, а выходные эффекты могут быть изменениями ее свойств и характеризоваться комплексом параметров.

Метод планирования экспериментов (или ПФЭ )

Если модель с одним входным и одним выходным параметром (простейшая модель), то: - линейное уравнение. Если несколько выходных параметров: . Если парные взаимодействия значимы (нелинейная зависимость): .

В се факторы делят на 2 уровня (нижний и верхний) и переводят в кодированную систему. Для нахождения коэффициентов нужно составить матрицу планирования (кол-во строк 2ⁿ, где n – кол-во факторов, действующих на систему).

---

Матрица строится таким образом, чтобы значение опытов, реализованных на практике, не повторялось.



Проверка значимости коэффициентов проходит с учетом критерия стьюдента.

Для детального исследования области оптимума применяют планы второго порядка. Число строк матрицы равно: N = 2ⁿ + 2n.

5. Рациональное использование энергии – основа устойчивого развития биосферы. Наблюдение за энергетическими потоками. Виды энергетики.

Термодинамика устанавливает свойства систем (внутренняя энергия, теплота, работа), не прибегая к детальному рассмотрению процессов на молекулярном уровне.

Практическая ценность энергии определяется той ее частью, которая превращается в полезную работу.

Мера превратимой энергии в полезную работу называется эксергией. Она измеряется количеством механической или др. формы энергии, которая получена от данной системы в результате перехода из одного состояния в состояние равновесия с окружающей средой. При совершении работы за счет кинетической или потенциальной энергии, эксергия численно равна величине энергии.

Принципы рационального использования энергии решаются различными методами в промышленности и транспорте. В промышленности главная задача – использование вторичных энергетических ресурсов, а на транспорте – повышение КПД по преобразованию тепловой энергии в механическую.

Общие проблемы: учет экономических последствий применения энергетических устройств; экономное расходование энергетических ресурсов; выбор наиболее рационального пути преобразования одного вида энергии в др.

Решение этих проблем – сохранение устойчивого развития биосферы. Рациональное использование энергии непосредственно связанно с эффективностью источников энергии, которые делятся на:

• 
  Традиционные источники (ГЭС, ТЭС, АЭС, двигатели внутреннего сгорания)
  
• 
  Альтернативные источники (геотермальные, биоэнергетика, ветроэнергетика)
  
• 
  Смешанные источники (атомно-водородные и солнечно-водородные установки)
  

Альтернативные и смешанные источники энергии, несмотря на высокие эколого-экономические показатели, составляют незначительную долю от традиционных.

---

6.Метод материального баланса. Составление материальных балансов технологических процессов. Виды материальных балансов экологических систем.

С целью выяснения причин загрязнения окружающей среды составляют материальные балансы источников выбросов и сбросов вредных веществ. Уравнения материального баланса основаны на законе сохранения веществ, позволяют решать следующие задачи:

– определить массу токсичных веществ, попадающих в атмосферу, воду, почву;

– рассчитать концентрации вредных веществ в выбросах и сбросах;

– рассчитать эксплуатационные характеристики очистных сооружений, технологических процессов, промышленных предприятий;

– выдать рекомендации и принять решения по вводу в действие систем охраны труда или природоохранных мероприятий.

Основные уравнения материального баланса следующие:



Примеры других материальных балансов экологических систем: газовый баланс (частный случай – кислородный баланс); баланс экологических компонентов – количественное сочетание газов, воды, растений, животных и др. организмов, обеспечивающих экологическое равновесие определенного типа.

7.Расчет количества загрязняющих веществ, выделяющихся при горении топлива.

К вредным веществам, выделяющимся в результате горения, относят: угарный газ (СО), оксиды азота (NO_х), оксид серы (SO₂), твердые вещества и бензперен (С₂₀Н₁₂).

Существуют два метода расчета количества загрязняющих веществ, образующихся при горении топлива: метод удельных показателей выбросов вредных веществ и метод параметров работы технологического оборудования.

Метод удельных показателей выбросов вредных веществ относится к упрощенному расчету. Этот метод дает оценочные суммарные количества вредных веществ, поступающих в атмосферу:

M_i= α_iQ_i(1–η_i)

где M_i–масса загрязняющего вещества, кг; Q_i –количество сжигаемого топлива, кг; α_i

---

–удельный показатель выброса, кг/кг; η_i–КПД газоочистки или золоуловителя.

Удельный показатель выброса вещества зависит от вида топлива, топочного устройства, условий сжигания горючего вещества.

Определение выбросов загрязняющих веществ по параметрам работы технологического оборудования основано на учете эксплуатационных характеристик устройств, в которых сжигается топливо.

Количество золы и несгоревшего жидкого и твердого топлива рассчитывают по формуле:

М_тв = ВАf(1-η)

В- расход топлива т/год; А- зольность топлива на рабочую массу, %; η -доля частиц, улавливаемая золоуловителем; f- коэффициент улавливания.

8. Мониторинг и расчет выбросов твердых частиц, оксида углерода (II), оксидов серы, оксидов азота, органических веществ.

Выброс твердых частиц при горении топлива зависит от состава топлива, конструкции устройства, где происходит горение, эффективности работы пылеулавливающих установок.

При сжигании угля с содержанием минеральной части до 15% вынос твердых частиц за пределы топочной камеры составляет 10-13% от массы топлива, а остальная зола удаляется со шлаком, при сжигании угля, дров в атмосферу поступает в 10-20 раз больше твердых частиц, чем при сжигании жидкого топлива. Выброс оскида углерода (II) в основном зависит от неудовлетворительного регулирования процесса горения. В небольших топливных установках, печах выброс оксида углерода (II) достигает 2 % от массы топлива.

Содержащаяся в топливе сера переходит в сернистый ангидрид, поэтому количество оксилов серы, поступивших в атмосферу, определяется содержанием серы и ее соединений в топливе. Оксиды азота образуются от сгорания азотосодержащих соединений и в реакциях взаимодействия кислорода воздуха с азотом.

В процессе пиролиза углеводородных топлив получается канцерогенное вещество-бензпирен С₂₀Н₁₂ . Образование бенспирена зависит от режима горения- температуры и количества кислорода. Загрязнение атмосферы бенспиреном значительно возросло в связи с развитием автомобильного транспорта. Ежегодно в атмосферу попадает несколько тысяч тонн бенспирена, 1 мг которого достаточно для того, чтобы вызвать рак легких или кожи. Бенспирен содержится в табачном дыме и является причиной заболевания многих курильщиков.

---