СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ АТМОСФЕРУ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПОСРЕДСТВОМ ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
METHOD OF DECREASE IN HARMFUL SUBSTANCES POLLUTING ATMOSPHERE BY MEANS OF CLOSED CONTROL SYSTEM

2
x
3
2
3
Изобретение относится к способу снижения загрязнения атмосферы вредными веществами замкнутой системой автоматического управления и может быть использовано в индустриальных странах во всех отраслях промышленности, имеющих источники загрязнения атмосферного воздуха. К числу наиболее распространенных веществ-загрязнителей атмосферы относятся соединения углерода в виде аэрозолей и газов (сажа, CO, CO, углеводороды), соединения азота (NO, NH), соединения серы (SO, SO), фенолы (химически активные соединения галогенов), частицы пыли различного химического состава.
Среди промышленных предприятий наибольший вклад в загрязнения атмосферы вносят металлургические, химические, нефтехимические заводы. Дымовые трубы, входящие в состав технологического оборудования теплоэлектростанций, ТЭЦ, крупных промышленных предприятий, относятся к высоким точечным источникам. Их выбросы, как правило, дают наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха в крупных городах [1].
Для очистки выбросов от дисперсных загрязнений (в виде твердых и жидких частиц) применяют осадительные камеры, циклоны, скрубберы, электрофильтры и т.д. Для удаления парогазообразных загрязнителей применяют различные установки, основанные на адсорбции, абсорбции, дожигании, каталитическом превращении примесей ([2], с.391).
В настоящее время разработаны и серийно выпускаются измерительные устройства и агрегаты для очистки воздух, газовых выбросов и сточных вод от примесей - загрязняющих веществ (ЗВ), опасных для человека и окружающей среды.
Однако нерешенными проблемами пока остаются недостаточная эффективность очистки технологических и вентиляционных выбросов. Существующие системы являются разомкнутыми, включают «человеческий фактор» при передаче и реализации результатов мониторинга в соответствующих очистных агрегатах, что наносит ущерб от сброса и выброса ЗВ не только из-за потерь информации, но и из-за больших временных разрывов в такой системе и соответствующих экономических потерь. Предлагается замкнутая система автоматического управления (фиг.1).
Объектом управления является предприятие - источник выбросов ЗВ в атмосферу, воду, сбросов твердых отходов, энергетических выбросов.
Управление включает измерительные, усилительно-преобразующие, вычислительные, регулирующие и исполнительные устройства.
Исполнительные устройства - очистные агрегаты - получают сигналы управления в соответствии с заданным законом (алгоритмом) управления и изменяют свои параметры с целью (по критерию) минимизации управляемых координат системы - составляющих ЗВ* (фиг.2).
Измерительные устройства включают широкий спектр датчиков-газоанализаторов, анализаторов физико-химических параметров воды и т.п., измеряющих и передающих информацию по концентрациям ЗВ*. Измерительные устройства размещаются в точках наибольшей концентрации ЗВ* с помощью подвижных носителей (фиг.3).
Усилительно-преобразующие и вычислительные устройства обеспечивают обработку, сжатие, формирование информации и передачу ее в управляющие и регулирующие устройства, а также в устройства визуализации и регистрации.
Исполнительные устройства регулируют параметры очистных агрегатов в соответствии с управлением, минимизирующим концентрации ЗВ*.
Система автоматического управления работает в реальном масштабе времени.
Существует ряд локальных систем автоматического контроля загазованности атмосферного воздуха, в частности САКЗ-МК [3]. САКЗ-МК предназначена для непрерывного автоматического контроля содержания топливного углеводородного и угарного газа в воздухе помещений с выдачей световой и звуковой сигнализации и перекрытием подачи газа в предаварийных ситуациях. Область применения - обеспечение безопасной эксплуатации газовых котлов, газонагревательных приборов и другой газоиспользующей аппаратуры в котельных, газоперекачивающих станциях, производственных и бытовых помещениях. Хотя эти системы уже отработаны, но являются стационарными и не могут быть использованы в качестве систем мониторинга и последующего регулирования для уменьшения выбросов ЗВ через устье дымовой или газовой трубы предприятия.
Наиболее близким к предложенному способу является известный способ САКЗ- МК-3 для контроля загазованности, параметров технологического процесса и работы оборудования в необслуживаемых котлах ОАО «Инвестстрой» [2].
Предложенный способ отличается от известного тем, что точка замеров в выбросах объекта находится в самом факеле выброса, что позволяет иметь более достоверные показатели загрязнения атмосферы воздуха от источника, концентрация которой существенно выше, чем в других точках, так как газ (дым), выбрасываемый из трубы в факел, охлаждается, и плотность газа в факеле увеличивается, пока не произойдет рассеяние факела.
Замеры ингредиентов, выбрасываемых источником загрязнений, преобразуются и передаются непрерывно в устройства визуализации и регистрации в пунктах контроля и принятия решений. Измерительные устройства размещены на беспилотных носителях, которые движутся по заданной траекторий, либо расположены в зоне факела, и замеры производятся автоматически по заданной программе.
Измеренные данные, обработанные и преобразованные в сигналы управления, подаются на исполнительные органы очистных агрегатов, меняющих концентрацию выбрасываемых вредных веществ в заданных пределах.
Разработанная и реализованная замкнутая система автоматического управления, воздействующая на состояние окружающей среды, позволяет, не вмешиваясь в технологию производства продукции предприятия, резко уменьшить вредное воздействие предприятия на живую природу.
Источники информации
1. Экологическая безопасность воздушной среды. В.И.Козаченко, Т.В.Колобашкина, Т.А.Пожарова и др. Учебно-методическое пособие Санкт-Петербург, 2003 г., стр.4, 5.
2. Окружающая среда и человек. Д.П.Никитин, Ю.В.Новиков. Учебное пособие для вузов. Москва, «Высшая школа», 1986 г.
3. ОАО «Инвестстрой» сайт: http://saratov-gaz.ru.