بررسی ميزان ذرات معلق و تعیین عملکرد سيستم هاي پالايش ذرات درکارخانه های آسفالت

بررسی ميزان ذرات معلق و تعیین عملکرد سيستم هاي پالايش ذرات درکارخانه های آسفالت

نوع فایل: word

قابل ویرایش 100 صفحه

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد((. M.Sc))

رشته:مهندسی محیط زیست

گرایش :آلودگی هوا

چکیده:

کارخانجات آسفالت منابع انتشار آلاینده های هوا هستند که نقش موثر در آلودگی هوا ،ذرات معلق رادارند.در منطقه نیشابور 3 کارخانه آسفالت باعث تولید این آلاینده ها شده و نیزمشکلاتی را برای محیط شهری و طبیعی ایجاد نموده است .

ابتدا کارخانجات آسفالت شناسایی شده و سپس اطلاعات مورد نیاز در این رابطه جمع آوری گردیده است . از سه کارخانه موجود 2 کارخانه دارای سیستم سیکلون – اسکرابرتر بوده و کارخانه دیگر فاقد سیستم کنترل کننده می باشد . برای ارزیابی سیستم های کنترل کننده این کارخانجات باید نمونه برداری ذرات معلق در زمانی که کارخانه فعال است انجام گیرد .

 برای ارزیابی این سیستم ها ، با توجه به یکسان بودن شرایط تولید در ساعات کار ، 3 نمونه قبل سیستم و 3 نمونه بعد از سیستم کنترل کننده برداشت شده است . نتایج این نمونه برداری حاکی از آن است که ذرات معلق در خروجی این کارخانجات بین محدوده 20859-26137 mg/m³ و میزان ذرات معلق ورودی به سیستم موجود بین رنج 67953-77951mg/m³ می باشد. با توجه به این اعداد کارایی این سیستم ها در کارخانجات آسفالت شهرداری و تیراژ به ترتیب برابر با 68.9% و 73.1% محاسبه گردیده است .

 با توجه به این کارایی ، عملکرد سیستم های موجود با توجه به غلظت ذرات ورودی پایین بوده است. زیرا انجمن متخصصین بهداشت صنعتی امریکا کارایی اسکرابر را به تنهایی 95-98% بیان نمده است .

 از دلایل بازدهی کم در این سیستم ها را می توان به موارد ، طراحی غلط ، عدم نگهداری و بهره برداری مناسب و آبدهی نا مناسب اسکرابرتر اشاره کرد. در پایان راهنمائیهایی پیشنهاد گردیده است که این موارد برای تمامی کارخانه های ایران موثر است .

مقدمه :

در مبحث آلودگي هوا ، ذرات و گرد و غبارات موجود در هوا ، اگر از حدود استاندارد تعيين شده بر اساس قوانين ، مقررات و دستورالعملهاي موجود در محيط زيست ، بيشتر شود ، مخاطراتي را براي محيط زيست طبيعي و انساني به همراه خواهد داشت ، حال اين ذرات اگر در محيط صنعتي و صنايع مختلف توليد شوند مي‌توانند علاوه بر مخاطره آميز بودن روي افراد شاغل در آن صنايع در مناطق مسكوني اطراف آن صنعت نيز تأثيرات سويي را داشته باشند ، از جمله اين صنايع ، مي‌توان صنعت يا صنايع آسفالت سازي را نام برد ، در صنايع آسفالت سازي بسته به پروسه توليد آسفالت كه عمدتاً از شن و ماسه استفاده مي‌شود ، لزوم اهميت كنترل ذرات در اين صنايع ، كاري بس ضروري مي‌باشد، كه متأسفانه در كشور كمتر توجهي به كنترل اساسي ذرات (كه عمدتاً نيز مخاطراتي را براي كارگران شاغل دارد) در آن صنعت مي‌شود.

نكته‌اي كه ضروري به نظر مي‌رسد باید قيد گردد اين است كه در بسياري از كارخانجات آسفالت در ايران و ساير كشورها ، سعي شده است كه از دستگاههاي كنترل كننده ذرات در فرايند توليد آسفالت استفاده شود كه بعضاً به دلايل مختلف كار اين دستگاهها در طول پروسة كنترل ذرات مختل شده و عملاً راندمان مناسبي را جهت حذف ذرات نخواهند داشت كه شايسته است ، مطالعات جامعي جهت راندمان نامناسب كار اين دستگاهها در برخي از اين كارخانجات صورت پذيرد و نسبت به ارايه راهكار مناسب و فني ، پيشنهادات لازم ، ارايه گردد . همانطور که در مطالب فوق نیز بدان اشاره شده ، کارخانجات آسفالت ازجمله منابع توليد کننده آلودگی هوا هستند که نقش مهمی را در انتشار ذرات معلق و ساير آلودگي ها ايفا می کنند ، در نيشابور نيز وجود 3 کارخانه آسفالت دراطراف شهر باعث شده است تا آلودگی شهرافزايش يافته وصدماتی به محيط زيست طبيعی و شهری منطقه واردآيد .

دراين تحقيق ابتدا دو كارخانه آسفالت مورد مطالعه اين رساله شناساِِيی واطلاعات لازم مرتبط با موضوع ازآنها اخذ گرديد. شهر نيشابور داراي 3 كارخانه آسفالت به نا مهاي : دل حفره ، تيراژ و شهرداري مي باشد. كه در اين رساله بر روي دوكارخانه بعنوان مورد مطالعاتي كار شده . سيستم تصفيه ذرات معلق در اين 2 کارخانه از نوع سیکلون- اسکرابرتر انتخاب شده است . به طوری کلی هدف از این رساله ارزیابی و بررسی کارایی سیستم کنترل کننده ذرات معلق در کارخانجات مورد مطالعه و نیز برآورد میزان انتشار ذرات معلق در محوطه و پایین دست کارخانه ای که در جهت باد روستا مسکونی قرار گرفته است .

 به منظور ارزيابی عملکرد سيستمهای تصفيه در اين کارخانجات با استفاده از دستگاه نمونه بردار ذرات معلق ودر هنگام فعاليت عادی ، اقدام به نمونه برداری واندازه گيری ميزان ذرات معلق گرديد، برای ارزيابی عملکرد هرسيستم تعداد 3 نمونه قبل و سه نمونه بعد از سيستم تصفيه ، اندازه گيری شد که روش کلی کار در فصل سوم بدان اشاره گردیده است.

فهرست مطالب:

چکيده

مقدمه

بيان مسئله و اهميت موضوع

فصل اول : مروري بر پژوهش هاي علمي

فصل دوم : کليات

2-1-شرح فرآيند و فعاليت ها در صنعت آسفالت

2-2- آلودگي هوا در صنعت آسفالت

2-3- روش هاي مختلف کنترل آلودگي هوا در صنعت آسفالت

فصل سوم : روش ها و وسائل

3-1- معرفي شهر نيشابور

3-2- معرفي کارخانجات آسفالت نيشابور

3-3- نوع سوخت و مقدار سوخت کارخانجات آسفالت نيشابور

3-4- دودکش ها و وضعيت موجود دستگاههاي کنترل کننده ذرات معلق در کارخانجات آسفالت نيشابور و ارزيابي آنها

3-5- اطلاعات ابعاد اسکرابر تروسيکلون

3-6- باد در نيشابور

3-7- وسايل و روش کار

فصل چهارم :نتايج

4-1- نتايج نمونه برداري از سيستم هاي موجود در کارخانجات آسفالت

4-2- محاسبه کارايي سيستم کنترل کننده ذرات معلق در کارخانه آسفالت شهرداري

4-3- محاسبه کارايي سيستم کنترل کننده ذرات معلق در کارخانه آسفالت شرکت تيراژ

4-4- نتايج نمونه برداري از غلظت ذرات منتشره از واحد آسفالت شرکت تيراژ در پائين دست و محوطه واحد مذکور

فصل پنجم : بحث و تفسير نتايج و پيشنهادات

5-1- نتايج تحقيق

5-2- تفسير نتايج

5-3- پيشنهادات لازم جهت کاهش بار آلودگي حاصل از گرد و غبار در کارخانجات آسفالت نيشابور

5-4- طراحي اسکرلبر بهينه جهت کنترل مناسب ذرات معلق در کارخانجات آسفالت نيشابور

منابع و ماخذ

فهرست منابع فارسی

فهرست منابع انگلیسی

چكيده انگليسي

فهرست جداول:

1-1.جدول: ليست آلاينده هاي انتشار يافته در كارخانجات آسفالت

1-2.جدول: ليست آلاينده هاي انتشار يافته در كارخانجات آسفالت

1-3.جدول: ليست آلاينده هاي انتشار يافته در كارخانجات آسفالت

1-4.جدول: ليست آلاينده هاي انتشار يافته در كارخانجات آسفالت

2-1.جدول: عيب بابي شوينده ونتوري

3-1.جدول: مشخصات و وضعيت كارخانجات آسفالت نيشابور

3-2.جدول: تعداد و محل نمونه برداري با دستگاه Hi-vol در محدوده طرح

4-1.جدول: خصوصيات فيزيكي گاز خروجي از دودكش كارخانه آسفالت تيراژ

4-2.جدول: نتايج نمونه برداري ذرات در بخش هاي مختلف سيستم كنترل كننده در كارخانه آسفالت تيراژ

4-3.جدول: خصوصيات فيزيكي گاز خروجي از دودكش كارخانه آسفالت شهرداري

4-4.جدول: نتايج نمونه برداري ذرات در بخش هاي مختلف سيستم كنترل كننده در كارخانه آسفالت شهرداري

4-5.جدول: اطلاعات نمونه برداري با دستگاه Hi-vol در فاصله 500 متري كارخانه تيراژ

 4-6.جدول: اطلاعات نمونه برداري با دستگاه Hi-vol در فاصله 1000 متري كارخانه تيراژ

4-7.جدول: اطلاعات نمونه برداري با دستگاه Hi-vol در مرز روستا

4-8.جدول: تايج ميانگين تراكم ذرات معلق در پائين دست كارخانه آسفالت تيراژ

4-9.جدول: اطلاعات نمونه برداري با دستگاه Hi-vol در محوطه كارخانه آسفالت تيراژ

4-10.جدول: اطلاعات نمونه برداري با دستگاه Hi-vol در محوطه كارخانه

4-11.جدول: ميانگين TSP در محوطه كارخانه آسفالت مورد مطالعه در فواصل اندازه گيري شده

5-1.جدول: برآورد هزينه طراحي و ساخت ونتوري اسكرابر

5-2.جدول: پارامترهاي طراحي ونتوري اسكرابر مدل VDN-E

5-3.جدول: پارامترهاي طراحي ونتوري اسكرابر مدل VDN-AS

5-4.جدول: پارامترهاي طراحي ونتوري اسكرابر مدل VDN-T

فهرست اشکال:

2-1.شكل: نماي يك كارخانه آسفالت متناوب

2-2.شكل: نماي يك كارخانه آسفالت مداوم

2-3.شكل: برج اسپري ثقلي

3-1.شكل: جانمايي و موقعيت مكاني كارخانجات آسفالت در شهرستان نيشابور

3-2.شكل: نمايي از سيكلون كارخانجات آسفالت نيشابور

3-3.شكل: نمايي از اسكرابرتر كارخانجات آسفالت نيشابور

3-4.شكل: نازلهاي آبپاش در كانال ورودي به فيلتر آبي

3-5.شكل: برش طولي اسكرابرتر

3-6.شكل: برش طولي سيكلون

3-7.شكل: گلباد هاي شهر نيشابور

3-8.شكل: نمايي از دستگاه ISO9096

3-9.شكل: پروب نمونه برداري

3-10.شكل: دو نمونه از ركورد در چارت دستگاه Hi-vol

3-11.شكل: پمپ نمونه بردار Hi-vol و اجزا تشكيل دهنده آن

3-12.شكل:تصويري از نمونه بردار Hi-vol جهت نمونه برداري TSP

5-1.شكل: طرح ونتوري اسكرابر مدل VDN-E

5-2.شكل: طرح ونتوري اسكرابر مدل VDN-S

5-3.شكل: طرح ونتوري اسكرابر مدل VDN-T

منابع و مأخذ:

- نبی بید هندی ، اکبری ، س .،1386، گزیده قوانین و مقررات زیست محیطی صنعت و معدن،انتشارات مرکز آموزش و تحقیقات صنعتی ایران ، چاپ اول

منابع انگلیسی:

1- Schifftner , K.C. and H.E.Hesketh,2003,Wet Scrubbers (2nd Edition) , Technomic

Publishing, Lancaster , PA

2- Davis , W.T.Ed, 2002. , Air Pollution Engineering Manual (2nd Edition) , Air and

Waste

Management , John Wiley & Sons , Inc. , New York

3- Environmental Protection Agency , U.S. (EPA) , “Stationary Source Control

Techniques Document for Fine Particulate” , 2002

 , EPA Document No.EPA-452/R-97-001,

Office of Air Quality Planning and Standards , Research Triangle Park , NC

4- Wark , K.,C.F.Warner , and W.T. Daivs, 2003 , Air Pollution : Its Origin and Control (3rd

Edition) , Addison-Wesley , Reading , M.A

5- Cooper , C.D. and F.C.Alley,2001, Air Pollution Control : A Design Approach ,

Waveland Press , Inc. , Prospect Heights , IL.

6- Environmental Protection Agency , U.S. (EPA) ,2002 , Air Pollution Technology Fact

Sheet , Office of Air Quality Planning and Standards , Research Triangle Park ,

NC.

7- Avallone , E.and T.Baumeister, 2003 , Mark’s Standard Handbook for Mechanical

Engineers , McGraw Hill , New York

8- The Scrubber Manual (Revised) ,2003 , The Mcllvaine Company , Northbrook , IL.

9- Advanced Air Technologies , Inc. , technical information on scrubbers ,

www.aatinc.com/ scrubbing_zone.htm,2002

10- William L.Heuman.,2004 , Industrial Air Pollution Control Systems , McGraw-

Hill,Washington D.C.

11- “Air Pollution Control Systems for Boilers and Incinerators” 6 , May 9 , 2002 , U.S.Army

Technical Manual , TM 5-815-1/AFR 19- .

12- Vatavuk , William , Estimating Costs of Air Pollution Control, 2004 , Lewis Publishers , Chelsea Michigan.

13- Cheremisinoff , Paul. N.,Ed, 2002.,Air Pollution Control and Design for Industry ,

Marcel Dekker , Inc ., New York.

14- Theodore , Louis and Anthony Buonicore , Ed. , 2001, Air Pollution Control Equipment :

Selection , Design , Operation , and Maintenance , Prentice-Hall ,

Inc.Englewood Cliffs , New Jersey.

15- Calvert , S.,J. Goldsmith , G.Leith , and D.Metha,2003 , “Scrubber Handbook” , NTIS ,

Springfield , VA.

16- Hesketh , H.E, 2002.,”Fine Particulate Collection Efficiency Related to Pressure Drop ,

Scrubbant and Particle Properties , and Contact Mechanisims. “Journal of Air

Pollution Control Association , vol. 24 , no.10.

17- Lapple , C.E. and H.J.Kamack,2001 , “Performance of Wet Dust Scrubbers” , Chemical

Engineering Progress , vol .51 March.

18- Semrau , K.T, 2002, “Dust Scrubber Design – A Critique on the State of the Art,”

“Journal of Air Pollution Control Association , vol.13 , December.

19- Semrau , K.T, 2003 ,”Practical Process Design of Particulate Scrubbers” , in Industrial

Air Pollution Engineering , V.Casaseno , ed. , McGraw Hill , New York .

20- “Scrubber Selection Guide” , Calvert Environmental Equipment,2001 , San Diego ,

21- Schnelle , Karl B.Jr, 2002 , and Charles A.Brown , Air Pollution Control Technology

Handbook , CRC Press , Washington D.C.

22- Schifftner , Kenneth C, 2002, Air pollution Control Equipment Selection Guide , Lewis

Publishers , Washington D.C..

23- Calvert , S., 2004,How to choose a particulate scrubber , Chem.Eng. , 54-68 , August 29