Защита атмосферы

Мероприятия по охране атмосферного воздуха можно разделить три взаимосвязанные группы.

• Планирование – рациональное размещение на территории города (региона) вновь строящихся промышленных предприятий в зависимости от вида и мощности предприятия, условий местности.
• Санитарно-законодательные мероприятия, предусматривающие соблюдение норм предельно допустимого содержания вредных веществ в атмосферном воздухе населённых пунктов.
• Внедрение способов снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на действующих предприятиях:

- реализация ресурсо- и энергосберегающих технологий, экологически чистого производства, сводящего к минимуму загрязнение окружающей среды;

- рассеивание вредных веществ с помощью дымовых труб;

- очистка газовых выбросов.

Реализация малоотходных технологий (ресурсо- и энергосберегающих технологий, экологически чистого производства) зависит от технологических особенностей процесса и часто представляет большие трудности. Можно рассматривать разные аспекты возникновения проблем: технологические, экономические (связанные с большими финансовыми затратами на переоборудование производства), социальные и т.д.

Универсальными способами считаются рассеивание вредных веществ с помощью дымовых труб и очистка газовых выбросов. Выбор какого-либо из перечисленных способов или их сочетание определяется физико-химическими свойствами загрязняющих веществ, присутствующих в газовых выбросах.

Дымовая труба высотой 100 м позволяет рассеивать вредные вещества радиусом около 20 км, тем самым, уменьшая экологическую нагрузку на прилегающую к предприятию территорию. Применение высоких труб, к сожалению, не сокращает количества выбросов предприятиями вредных веществ, а только способствует рассеиванию выброса в большем объёме воздушного пространства.

Более эффективным является одновременное использование технологий очистки газовых выбросов предприятий и их последующего рассеяния. По агрегатному состоянию загрязнители воздуха подразделяются на пыли, туманы и газопарообразные примеси.

Для удалениячастиц пыли из газового потока используют следующие системы и физические методы очистки.

• Механические осадители. Пыль отделяется под действием силы тяжести, инерции или центробежной силы. Для этой цели могут использоваться камеры с заслонками, горизонтальными или наклонными полками, лабиринтами; циклоны-осадители с тангенциальным или осевым входом, групповые циклоны и т.п.
• Мокрые инерциальные пылеуловители. Взвешенные частицы оседают на поверхности капель жидкости под действием сил инерции, гравитации, центробежной силы и броуновского движения.Особенно эффективны для очистки от мелкодисперсной пыли (менее 1,0 мкм). Например, скрубберы с насадками, тарелочные скрубберы, аппараты с предварительным распылением – скрубберы Вентури, форсуночные скрубберы, барботажные и пенные аппараты [42].
• Фильтры. Используют для тонкой очистки промышленных выбросов. Метод основан на фильтровании воздуха через пористую перегородку или слой с задержкой на них твёрдых частиц примесей. Применяемые фильтры могут содержать зернистый слой (например, песок, гравий), который может быть неподвижным, движущимся, орошаемым. По виду конструкции фильтры бывают рукавные, каркасные, рамные. Рукава фильтров могут изготавливаться тканевые, волокнистые. Панельные фильтры выполняются из каркаса, в котором размешают кассеты с фильтрующим слоем (проволочная сетка, волокнистый материал, перфорированные пластины). Также в качестве материала для изготовления фильтров используют пористую керамику или металлокерамику [36, 42].
• Электрофильтры. Их применяют для очистки от самых тонких фракций пыли, а также для очистки от тумана. Загрязнённые газы, попав между электродами, проводят ток, большинство частиц пыли заряжаются отрицательно и осаждаются на положительно заряженном электроде, с которого пыль легко удаляется. По количеству зон осаждения электрофильтры делятся на одно- или двухступенчатые, по виду сечения – прямоугольного и круглого, по способу очистки (мокрые или сухие).

К основным методам очистки газообразных выбросов относят следующие.

• Физико-химические методы:

- абсорбция;

- адсорбция.

• Химические методы:

- каталитические;

- некаталитические.

• Термические методы:

- конденсация;

- дожигание.

• Биологические.

Процесс поглощения газообразных веществ или веществ из жидкой фазы жидкостями или твёрдыми телами называется сорбцией (лат. sorbеo – поглощаю). В зависимости от агрегатного состояния веществ различают два вида сорбции. Абсорбция – объемное поглощение газа жидкостью, приводящее к образованию раствора. Адсорбция – поглощение газообразного или жидкого вещества объемом или поверхностью твердого тела (сорбента). Поглощение может происходить за счет действия физических сил (молекулярная сорбция) или за счет химического взаимодействия между сорбентом и поглощаемым веществом (химическое присоединение атома или молекулы (хемосорбция) или ионный обмен).

В качестве абсорбентовиспользуют воду, малолетучие органические жидкости, растворы реагентов. В качестве аппаратов - абсорберы с насадками, скрубберы Вентури и форсуночные, колонны с отражателем и тарельчатые.

А дсорбентами обычно являются активированный уголь, силикагель, алюмосиликаты, оксидные сорбенты, ионообменные смолы и т.д. Их используют для наполнения сменных контейнеров, адсорберов с тонкими и высокими слоями, с движущимся сорбентом и ожиженным слоем, камер с хроматографической очисткой.

При химических методах очистки токсичные компоненты газовоздушной смеси взаимодействуют со специальными веществами, превращаясь в безвредные вещества. По характеру проведения процесса можно выделить селективное каталитическое восстановление или окисление, некаталитическое восстановление добавками аммиака, облучение потоком электронов с добавлением аммиака. Катализатор выполняет роль ускорителя процессов окисления или восстановления. Обычно в качестве добавок к катализаторам применяют благородные металлы, которые наносят на них в виде тонких плёнок. Таким методом, например, осуществляют нейтрализацию в слое палладиевого катализатора оксида углерода (СO), окисляя его до диоксида (CO₂). В слое ванадиевого катализатора (V₂O₅) восстанавливают аммиаком оксиды азота (NO_x) до азота (N₂) и кислорода (O₂). Аммиак может применяться и самостоятельно без катализаторов: он улавливает из газовоздушной смеси диоксид серы (SO₂).

При термическом способе очищаемые газы могут дожигаться при высоких температурах и наличии достаточного количества кислорода. Методом дожигания нейтрализуют углеводороды, выбросы лакокрасочного производства, оксид углерода и др. Эффективность таких систем достигает 0,9÷0,99, температура в зоне горения 500÷750º C [42].

Перспективным методом является поглощение примесей из воздуха биофильтрами, основанными на жизнедеятельности микроорганизмов. Внутри биофильтра размещается смесь компоста с активированным углём и полистиролом, населённая бактериями, которые могут разлагать углеводороды с образованием CO₂, восстанавливать соединения серы и др. [38].

Дата добавления: 2014-01-04