Защита атмосферного воздуха от выбросов

ЛЕКЦИЯ 6. ЗАЩИТА ОТ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ ОПАСНОСТЕЙ

1. Защита атмосферного воздуха от выбросов

2. Защита гидросферы от выбросов

3. Защита земель и почв от загрязнения

4. Защита от энергетических потоков и радиоактивных отходов

Защита атмосферы от вредных выбросов и выделений сводится к обеспечению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны и приземном слое атмосферы, равным или менее ПДК.

Это достигается применением следующих методов и средств:

* рациональное размещение источников вредных выбросов по отношению к населенным зонам и рабочим местам;

* рассеиванием вредных веществ в атмосфере для снижения концентраций в её приземном слое, удалением вредных выделений от источника образования посредством местной или общеобменной вытяжной вентиляции;

* применением средств очистки воздуха от вредных веществ;

* применением СИЗ.

Рациональное размещение предусматривает максимально возможное удаление промышленных объектов − загрязнителей воздуха от населенных зон, создание вокруг них санитарно − защитных зон; учет рельефа местности и преобладающего направления ветра при размещении источников загрязнений и жилых зон по отношению друг к другу.

В частности, промышленное предприятие необходимо располагать по отношению к жилому массиву с учетом направления ветра и расположением предприятий на возвышенных, хорошо продуваемых местах.

Системы очистки. Основными параметрами систем очистки воздуха (газа) являются эффективность и гидравлическое сопротивление.

Эффективность определяет концентрацию вредной примеси на выходе из аппарата, а гидравлическое сопротивление − затраты энергии на пропуск очищаемых газов через аппараты.

Чем выше эффективность и меньше гидравлическое сопротивление, тем лучше.

Номенклатура существующих газоочистных аппаратов значительна, а их технические возможности позволяют обеспечивать высокие степени очистки отходящих газов практически по всем веществам.

Для очистки отходящих газов от пыли имеется широкий выбор аппаратов, которые можно разделить на две большие группы: сухие и мокрые (скрубберы), орошаемые водой.

Рассмотрим лишь некоторые из них, получившие наибольшее распространение в технике пылеулавливания.

Пылеуловители сухого типа. Широкое распространение получили циклоны различных видов:

* одиночные;

* групповые;

* батарейные.

Существует много различных типов циклонов, но наибольшее распространение получили циклоны типов ЦН и СК − ЦН (СК − сажевые конические), с помощью которых можно решить большинство задач по пылеулавливанию.

Разработана номенклатура стандартных циклонов с диаметром цилиндрической части от 200 до 3000 мм.

Все размеры, необходимые для изготовления циклона, представлены в

Циклоны с диаметром более 1 м применять не рекомендуется.

Лучше применять групповые циклоны, в которых несколько одиночных циклонов (как правило, 4 или 6) сгруппированы в один блок обычно с единым пылевым бункером и выходной камерой.

Для очистки больших объемов газа с высокой эффективностью применяют батарейные циклоны, у которых в общем корпусе располагается большое число циклонных элементов.

Циклоны можно применять при концентрациях пыли на входе до 400 г/м3, при температурах газов до 500оС.

Однако существуют проблемы при улавливании слипающихся и пожаровзрывоопасных пылей.

В технике пылеулавливания широко применяют фильтры, которые обеспечивают высокую эффективность улавливания крупных и мелких частиц.

Процесс очистки заключается в пропускании очищаемого газа через пористую перегородку или слой пористого материала.

Перегородка работает как сито, не пропуская частицы с размером, большим диаметра пор.

Частицы же меньшего размера проникают внутрь перегородки и задерживаются там за счет инерционных, электрических и диффузионных механизмов улавливания, некоторые просто заклиниваются в искривленных и разветвленных поровых каналах.

По типу фильтровального материала фильтры разделяют на тканевые, волокнистые и зернистые.

У тканевых фильтров фильтровальная перегородка может быть хлопчатобумажная, шерстяная, лавсановая, нейлоновая, стеклянная, металлическая и т. д. с регулярной структурой переплетения нитей (саржевой, полотняной и т. д.).

Основной механизм фильтрования у таких фильтров − ситовый, при котором фильтрует не только и даже не столько фильтровальная ткань, сколько пылевой слой, образующийся на ее поверхности.

Такие фильтры можно регенерировать путем сброса слоя пыли с поверхности ткани.

Наибольшее распространение в технике очистки промышленных выбросов нашли тканевые рукавные фильтры.

Газ очищается при прохождении через ткань каждого рукава.

В процессе фильтрования на ткани накапливается слой пыли, который уплотняется.

Фильтровальные рукава регенерируются посредством их встряхивания и обратной продувки.

Волокнистые фильтры − это слой тонких и ультратонких волокон с нерегулярной, хаотичной структурой (например, войлок).

Частицы пыли проходят внутрь слоя и задерживаются там, т. е. механизм фильтрования объемный. Такие фильтры плохо регенерируются.

Зернистые фильтры представляют собой свободные засыпки зерен (гранул), например кварцевого песка, различной крупности или перегородки связанных (спеченных) между собой зерен, через которые пропускают очищаемый воздух.

Зернистые фильтры в технике очистки отходящих газов применяют реже, чем тканевые и волокнистые.

Для очистки больших объемов газа с высокой эффективностью применяют электрофильтры.

Наибольшее применение они нашли в металлургии и теплоэнергетике, использующей угольное топливо.

Сущность работы электрофильтра состоит в следующем.

При высоких напряжениях у коронирующего электрода возникает коронный разряд и начинается ионизация воздуха − образуются отрицательные и положительные ионы.

Через пространство между электродами пропускают очищаемый газ, ионы адсорбируются на поверхности частиц пыли, заряжая их.

Отрицательно заряженные частицы пыли начинают перемещаться к положительному осадительному электроду и прилипают к нему, удерживаясь электрической силой.

Электроды выполняют различной формы.

Затраты электроэнергии в электрофильтрах на единицу объема очищаемого газа невелики, они конкурируют и даже превосходят по этому критерию другие типы пылеуловителей.

Однако, сложное электрическое хозяйство, опасность очень высоких напряжений требуют специально подготовленного обслуживающего персонала.

Поэтому их применяют на крупных промышленных объектах и при необходимости очистки больших объемов отходящего и сильно запыленного газа.

Пылеуловители мокрого типа. Их целесообразно применять для очистки высокотемпературных газов, улавливания пожаровзрывоопасных пылей и в тех случаях, когда наряду с улавливанием пыли требуется улавливать токсичные газовые примеси и пары.

Аппараты мокрого типа называют скрубберами.

Номенклатура типов аппаратов разнообразна.

Их недостатком является наличие систем водоснабжения и рециркуляции воды.

Для удаления из отходящих газов вредных газовых примесей применяют следующие методы:

* абсорбции;

* хемосорбции;

* адсорбции;

* термического дожигания;

* каталитической нейтрализации.

Абсорбция − явление растворения вредной газовой примеси сорбентом, как правило, водой.

Методом абсорбции можно улавливать только хорошо растворимые газовые примеси и пары. Так, хорошей растворимостью в воде обладают аммиак, хлороводород, фтороводород, пары кислот и щелочей.

Для проведения процесса абсорбции используют аппараты мокрого типа, применяемые в технике пылеулавливания.

Хемосорбцию применяют для улавливания газовых примесей, нерастворимых или плохо растворимых в воде.

Метод хемосорбции заключается в том, что очищаемый газ орошают растворами реагентов, вступающих в химическую реакцию с вредными примесями с образованием нетоксичных, малолетучих или нерастворимых химических соединений.

Адсорбция заключается в улавливании поверхностью микропористого адсорбента (активированный уголь, селикагель, цеолиты) молекул вредных веществ.

Метод обладает очень высокой эффективностью, но жесткими требованиями к запыленности газа − не более 2...5 мг/м3.

Одним из лучших адсорбентов является активированный уголь, у которого в 1 г содержится до 1600 м2 поверхностей.

Адсорбция широко применяется для улавливания паров растворителей, неприятно пахнущих веществ, органических соединений и множества других газов.

Адсорбционная способность адсорбента тем выше, чем меньше его температура и существенно снижается с ее повышением.

Это используется в работе адсорберов и при их регенерации.

Термическое дожигание − процесс окисления вредных веществ кислородом воздуха при высоких температурах (900...1200 °С).

С помощью термического дожигания окисляют токсичный угарный газ СО до нетоксичного углекислого газа СО2, углеводороды СпНm до углекислого газа и воды.

Процесс термического окисления при низкой температуре отходящих газов энергоемок, так как требует использования дополнительного топлива для нагрева газов до высоких температур.

Термическое дожигание применяют для очистки отходящих raзов от органических веществ, например, паров растворителей и красок в лакокрасочных производствах, очистки выбросов испытательных станций двигателей, работающих на органических горючих.

Каталитическая нейтрализация достигается применением катализаторов − материалов, которые усиливают протекание реакции или делают их возможными при значительно более низких температурах (250…400оС).

Термокаталитические реакторы широко применяют для очистки отходящих газов окрасочных цехов, сушильных камер и т. д.

Каталитические нейтрализаторы используют для очистки выхлопных газов.

При сильном и многокомпонентном загрязнении отходящих газов применяют сложные многоступенчатые системы очистки, состоящие из последовательно установленных аппаратов различного типа.

В загрязненном воздухе в качестве индивидуальных средств защиты применяют респираторы и противогазы.

Дата добавления: 2014-01-06