XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Введение

В агропромышленном комплексе есть две неотъемлемые отрасли: животноводство и растениеводство. Обе нуждаются в чистой окружающей среде.

В животноводстве и птицеводстве основной проблемой являются продукты жизнедеятельности скота и птицы. Запах внутри и снаружи помещений, уже являясь немалой проблемой, скрывает за собой проблему выбросов в окружающую среду азота, сероводорода и аммиака. Плохая вентиляция напрямую влияет на гигиену, так повышенная влажность в хлеву / птичнике может приводить к появлению желудочно-кишечных инфекций у скота и птицы. Вентиляция с фильтрацией воздуха в данном случае может улучшить качество воздуха внутри здания и снизить риск респираторных заболеваний у животных и человека.

В процессах растениеводства, а конкретно хранения уже собранного урожая, чистый воздух и правильная вентиляция так же очень важны. В фрукто / овощехранилищах продукция должна оставаться свежей, а в случае зернохранилищ к этому добавляется еще и потребность удаления пылевых масс, образующихся в процессе складирования и хранения. Фильтрация воздуха способна удалить многие содержащиеся в воздухе частицы, включая пыль и скопления патогенных микроорганизмов.

Целью данного исследования является анализ уже существующих методов очистки воздуха, снижающих уровень последствий загрязнения, для выявления наиболее эффективных и наименее энергозатратных.

Проблема

Основной проблемой является воздействие вредных веществ на окружающую среду и на продукцию сельского хозяйства, в следствии чего ухудшается выходное качество готовой продукции.

Основная часть

Воздух- это сложная смесь, в состав которой входят главным образом азот и кислород, аргон, углекислый газ, водород, а также разные примеси различных фракций и концентраций, которые непосредственно влияют на качество продукта, а соответственно и его стоимость, именно поэтому постоянный контроль за составом, а также температурой и влажностью так важны.

Однако основы сельского хозяйства делятся на две различные среды, именно поэтому все устройства очистки воздуха основаны на специфике физико-химических свойств воздуха в той или иной отрасли, отсюда имеем следующие методы:

Так для очистки от пыли применяются устройства с сухим, мокрым или электрическим методом, для туманов и брызг сухой или электрический, для очистки воздуха от примесей газов- методы основанные на химических свойствах этих газов. Для очистки от токсичных примесей чаще всего применятся сорбционные, электрический методы, а также конденсация и сжигание.

Очистка от твердых мелкодисперсных примесей

Устройства, основанные на сухом методе газоочистки, могут разделять смесь воздуха и пыли с частицами от 5 до 50 микрометров, воздуха и дыма - от 0,1 до 5 микрометров. Используют способ, базирующийся на физических свойствах газовой смеси, дисперсности взвешенных частиц - способ осаждения загрязнителей.

Все устройства, работающие по методу мокрой газоочистки, действуют за счет контакта газового потока с жидкостью в результате которого образуется межфазная поверхность контакта.

Устройства, использующие электрический метод очистки, действуют за счет ионизации электрическим зарядом взвешенных в газах твердых или жидких частиц под действием постоянного электрического тока с последующим осаждением их на электродах. Метод базируется на физических свойствах, взаимодействии электрического поля и заряда частицы, способен обеспечить степень очистки газов до 99,95%. Аппараты подобного типа широко применяются для улавливания высокодисперсных частиц, при этом имея большой запас производительности.

Устройства так же подразделяются по принципу очистки:

Очистка от газообразных и парообразных примесей

Устройства, основанные на абсорбционном методе, действуют за счет протекания химических реакций кислых газов и сильных оснований, происходит переход газа или пара из газовой смеси в жидкий поглотитель – абсорбент. Степень очистки таким устройством 70-99%.

Устройства, работающие за счет адсорбционного метода также, как и устройства абсорбционного метода действуют за счет протекания химических реакций, однако есть существенное отличие, поглощаемое вещество- адсорбат не проникает вглубь поглощающего вещества- адсорбента. Благодаря такому принципу действия удается добиться высокой степени очистки от паров растворителей, оксидов азота, оксидов серы, а также галогенов и их соединений. Степень очистки таким устройством 80-96%.

Устройства, основанные на каталитическом методе, позволяют ускорять химические реакции за счет гетерогенного катализа, тем самым превращая опасные примеси в безвредные или легко удаляемые из газа соединения. Так для соединений NOx и органических веществ степень очистки будет равна 90-99%.

Устройства в которых применяются конденсационные методы очистки газов основан на выделении паров из воздуха. Метод на данный момент требует большого количества энергии, поэтому не получил широкого применения.

Устройства использующие термические методы широко применяются в случаях, когда выделение примесей невозможно или нецелесообразно. Высокотемпературное обезвреживание протекает благодаря термохимическому преобразованию- разложению вредных веществ в том числе органических примесей. Степень очистки таким устройством 90-99%.

Фильтрация осуществляется путем комбинации различных методов.

Вывод

Таким образом можно сделать вывод, что Использование устройств фильтрации приточного воздуха позволяет достичь очистки воздуха до 99%, ни коим образом, не затрагивая жизненных и технологических процессов производства, поэтому их применение является наиболее приоритетным по отношению к таким способам обеззараживания как химическая и физическая дезинфекция. А устройства для пылеочистки с применением электрического метода будут наиболее эффективны и наименее энергозатратны во время эксплуатации. Именно поэтому установка и использование таких систем целесообразней.

Список литературы

Иванова Светлана Александровна, Уразов Сергей Игоревич к.т.н., доценты Классификация воздушных фильтров для обезболивания воздуха в малообъёмных сельскохозяйственных помещениях ФГБОУ ВО «Южно-Уральский ГАУ»

Ветеринарно-санитарные требования при проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации животноводческих помещений.

Б.В. Жеребцов эффективность использования системы рециркуляции вентиляционного воздуха с его очисткой в животноводстве ФГБОУ ВО «ГАУ Северного Зауралья»

Файн В.Б., Иванова С.А., Смирнягин Е.В. К теории процесса обеспыливания воздуха в помещении при работе рециркуляционного электрофильтра // Вестник Челябинского агроинженерного университета.

А.Г.Ветошкин процессы и аппараты пылеочистки: расчет и проектирование Учебное пособие

А.Г. Ветошкин процессы и аппараты газоочистки Учебное пособие