ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ДОНЕЦКОГО КОКСОХИМЗАВОДА

Алдохіна А.С., Предпосылки создания єлектронной системы контроля состояния воздушного бассейна Донецкого коксохимзавода.-Збірка студентських наукових праць факультету КІТА ДонНТУ. Випуск 1. - Донецьк: ДонНТУ 2003.-266с.

Одной из глобальных проблем человечества является оценка экологического состояния окружающей среды и влияния научно- технического прогресса на экологическую обстановку промышленных регионов. Для Донецкой области особенно актуален вопрос о состоянии воздушного бассейна коксохимических заводов. Существуют стационарные химико-технологические средства контроля выбросов вредных газов в атмосферу. В настоящее время большое распространение получают системы экспресс-анализа, проводящие измерения с заданной частотой и точностью.

Поскольку контроль за концентрацией всех возможных вредных веществ (ВВ) невозможен, то в каждом регионе (области, городе) составляется свой перечень анализируемых ВВ, определяемый особенностями имеющихся предприятий. Существует, однако, перечень соединений, подлежащих определению везде: диоксины, хлорированные бифенилы, полиароматические углеводороды и т.д. Концентрация их контролируется промышленным автоматическим термохимическим сигнализатором типа СТХ-ЗУ4 до взрывоопасных концентраций (см.рис.1). В состав сигнализатора входят: блок питания и сигнализации БПС-107У4, датчик ДТХ-107У4 или ДТХ-108У4 [1]. Датчик служит для преобразования неэлектрической величины (концентрации горючих веществ в воздухе) в электрический сигнал постоянного тока. С датчика через УИ32 сигнал поступает на операционный усилитель (ОУ). При равенстве напряжения сигнала и напряжения стабилизатора UCT2 на выходе ОУ напряжение скачком меняет полярность, при этом узел сигнализации выдаёт сигнализацию «концентрация» во внешнюю цепь и загорается лампа НЗ.

Рисунок 1 - Структурная схема сигнализатора СТХ-ЗУ4

Рассматриваемый сигнализатор имеет большое количество недостатков: стационарность, одноканальность, однофункциональность, низкая чувствительность, большой интервал дискретизации. Недостатки обусловлены несовершенством конструкции датчика. Его можно заменить более современным основанном на новых принципах и методах работы.

Для определения ВВ в воздухе могут быть рекомендованы самые разные методы, выбор которых определяется природой анализируемого вещества и его концентрацией.

Если необходим длительный контроль за содержанием какого-либо вещества удобно использовать интегрирующие методы. В их основе, как правило, лежат химические процессы. Так, если изучается динамика изменения содержания диоксида серы SO2 в атмосфере в течение 4-6 месяцев, в выбранной точке моделируют "природный объект" (например, куст) из ткани, пропитанной гидрооксидом бария (Ва(ОН)2.). При наличии в воздушных потоках, перемещающихся в данной местности, диоксид серы (SO2) за счет взаимодействуя его с гидрооксидом с образованием сульфида бария (BaSCb), масса которого может быть определена после озоления "псевдокуста". Знание метеорологических характеристик позволит рассчитать содержание SO2.

Чаще всего, однако, отбор пробы воздуха и его анализ представляют собой две разные операции. Пробу воздуха можно отбирать с одновременным накоплением анализируемого компонента или без. Первый отбор пробы применим лишь в тех случаях, когда концентрация анализируемого ВВ достаточно велика. Если же требуется проводить анализ на уровне предельно-допустимой концентрации (ПДК), отбор пробы совмещают с концентрированием определяемых компонентов.

Накопление компонентов на месте отбора пробы проводят: вымораживанием, адсорбцией, абсорбцией. Выбор варианта накопления компонентов пробы определяется их концентрацией и особенностями использующегося в дальнейшем метода анализа.

Процесс накопления компонентов может быть совмещен с его обнаружением (использование индикаторных трубок). Индикаторными трубками на уровне ПДК могут быть обнаружены газы, такие как: диоксид серы (SO2 ), фосген, ртуть. При наличии в пробе этих веществ, при концентрациях, равных ПДК или превышающих их, наблюдается появление у трубки окраски. Метод не очень удобен, так как интенсивность окраски будет зависеть от скорости движения пробы через трубку, а количественное определение невозможно. В мониторинге воздушной среды используют различные газоанализаторы. Так, отечественная промышленность предлагает газоанализаторы для контроля содержания неорганических газов в воздухе рабочей зоны. Достоинством современных газоанализаторов является наличие устройств, позволяющих проводить их автокалибровку, управление от внешних устройств, вывод информации на ЭВМ, возможность селективного детектирования определяемого вещества, портативность. Наряду с достоинствами газоанализаторы имеют и недостатки, главный из которых -невозможность фиксировать изменения качественного состава анализируемой среды при расширении ассортимента загрязнителей.

В значительной степени лишены недостатков портативные газовые хроматографы. При анализе объектов, представляющих собой микрокомпонентные смеси переменного состава, хроматографии нет альтернативы. В пересчете на стоимость определения одного компонента хроматография имеет очень низкую себестоимость, обладая одновременно высокой селективностью и чувствительностью определения.

Рассмотренные методы и средства позволят повысить точность измерения выбросов за счет усовершенствования сигнализатора концентрации вредных веществ, путем создания электронной системы контроля состояния воздушной среды. Для повышения точности измерений необходимо предусмотреть отбор проб в нескольких точках и обеспечить оперативную обработку получаемых данных, используя микропроцессорную систему.

Литература

Паспортные данные сигнализатора термохимического СТХ-ЗУ4.