Защита атмосферы. Основные санитарные требования к качеству атмосферного воздуха

Основные санитарные требования к качеству атмосферного воздуха

Основным критерием контроля качества атмосферного воздуха является ПДК токсичных веществ. При санитарной оценке качества атмосферного воздуха принято выражать содержание загрязняющих веществ в мг на м³ воздуха. Это выражение концентрации применимо для любого агрегатного состояния примесей. За рубежом, например в США, часто пользуются другой концентрацией:

где М — молекулярная масса загрязнителя;

22,4— объем в литрах 1 моля газа при 25°С и 760 мм рт. ст.

Критерием оценки влияния выбросов предприятий на окружающую среду является уровень практических концентраций примесей в атмосфере, полученных в результате рассеивания •выбросов, по сравнению с предельно допустимыми.

Для атмосферного воздуха установлены соответствующие значения ПДК.

Концентрация вредных веществ в воздухе производственных помещений не должна превышать ПДК_рз, в воздухе для вентиляции производственных помещений — 0,3 ПДК_рз; в атмосферном воздухе населенных пунктов — ПДК_{М р}; в зоне отдыха и курортов - 0,8 ПДК_м._р.

Нормы ПДК служат исходной базой для проектирования и экспертизы новых машин и механизмов, технологических лиши'1, промышленных сооружений и предприятий, а также для расчета вентиляционных, газопылеулавливающих и кондиционирующих систем, контролирующих приборов и систем сигнализации.

Основные организации, контролирующие выбросы предприятий в атмосферный воздух, — санитарно-эпидемиологические станции (СЭС); территориальные управления Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды; Государственная инспекция по контролю за работой газоочистных и пылеулавливающих установок.

Для предотвращения загрязнения атмосферы введены нормативы на выбросы вредных веществ непосредственно из каждого источника (труба, шахта и т.д.). Государственным стандартом (1990 г.) установлены величины предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в атмосферу:

ПДВ — количество вредных веществ, выбрасываемых в единицу времени (г/с), которое в сумме с выбросами из других источников загрязнения не создает приземной концентрации примеси, превышающей значение ПДК. Это научно-технический норматив для конкретного источника загрязнения обязательный для данного предприятия.

Физико-химические методы очистки атмосферы от

газообразных загрязнителей

Основное направление защиты воздушного бассейна от загрязнений вредными веществами — создание новой безотходной топологии с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья.

Многие действующие предприятия используют технологические процессы с открытыми циклами производства. В этом случае отходящие газы перед выбросом в атмосферу подвергаются очистке с помощью скрубберов, фильтров ит.д. Это дорогая технология, и только в редких случаях стоимость извлекаемых из отходящих газов веществ может покрыть расходы на строительство и эксплуатацию очистных сооружений.

Наиболее распространены при очистке газов адсорбционные, абсорбционные и каталитическиеметоды.

Санитарная очистка промышленных газов включает в себя очистку от СО2, СО, оксидов азота, SO2, от взвешенных частиц.

• Очистка газов от СО2.

а) Абсорбция водой. Простой и дешевый способ, однако эф
фективность очистки мала, так как максимальная поглотитель
ная способность воды — 8 кг СО₂ на 100 кг воды.

б) Поглощение растворами этанол-аминов по реакции:

2R - NH₂ + СО₂ + Н₂О -> (R - NH₃)₂CO₃.

В качестве поглотителя обычно применяется моноэтаноламин.

в) Холодный метанол СН3ОН является хорошим поглотите
лем СО₂ при -35°С.

г) Очистка цеолитами типа СаА. Молекулы СО2 очень малы

(d = 3,1 А). Для извлечения СО₂ из природного газа и удаления продуктов жизнедеятельности (влаги и СО₂) в современных экологически изолированных системах (космические корабли, подводные лодки и т.д.) используются молекулярные сита типа СаО.

• Очистка газов от СО.

а) Дожигание на Pt/Pd (платино-палладиевом) катализаторе:

2СО + О₂ > 2СО_;.

б) Конверсия (адсорбционный метод):

СО + Н₂О -* СО₂ + Н₂.

• Очистка газов от оксидов азота.

В химической промышленности очистка от оксидов азота на 80% и более осуществляется в основном в результате превращений на катализаторах.

а) Окислительные методы основаны на реакции окисления оксидов азота с последующим поглощением водой и образованием HNO3:

окисление озоном в жидкой фазе по реакции: 2NO + О₃ + Н₂О -> 2HNO₃;

окисление кислородом при высокой температуре: 2NO + О₂ -> 2NO₂.

б) Восстановительные каталитические методы основаны на восстановлении оксидов азота до нейтральных продуктов в присутствии катализаторов или под действием высоких температур в присутствии восстановителей. Процесс восстановления можно представить в виде следующей схемы:

N₂O₅ >N₂O₄ >NO₂ > NO----------------- >N₂+O₂.

-11°C 21.5°C 140°C 600°C 10000°C

Разложение оксидов азота до нейтральных соединений (2NO -> -> N₂ + О₂) происходит в потоке низкотемпературной плазмы (10 000°С). Этот процесс при более низких температурах в присутствии катализатора протекает в двигателях внутреннего сгорания. Присутствие восстановителей в зоне реакции (угля, графита, кокса) также понижает температуру реакции восстановления. При температуре 1000°С степень разложения NO в реакции С + 2NO -> СО₂ + N₂ составляет 100%.

При температуре выхлопных газов автомобиля в двигателе внутреннего сгорания возможна реакция:

2NO + 2СО -> N₂ + 2СО₂.

в) Сорбционные методы.

Это адсорбция оксидов азота водными растворами щелочей и известью СаСОз и адсорбция оксидов азота твердыми сорбентами (угли, торф, силикагели, цеолиты).

• Очистка газов от SO2-

ТЭС мощностью 1 млн кВт при работе на каменном угле выбрасывает в атмосферу 11 тыс. т SO₂, на газе — 20% этого количества.

Очистка дымовых газов электростанций обходится сейчас приблизительно в 300—400 тыс. руб. за 1 кВт в год. Снижение доли серы в нефтепродуктах на 0,5% обходится при этом в 30 тыс. руб. на 1т. Методы улавливания SO₂ требуют больших затрат, их можно разделить на аммиачные, нейтрализации и каталитические.

Эффективность очистки зависит от множества факторов: парциальных давлений SO₂ и О2 в очищаемой газовой смеси; температуры отходящих газов; наличия и свойств твердых и газообразных компонентов; объема очищаемых газов; наличия и доступности хемосорбентов; потребности в продуктах утилизации SO₂; требуемой степени очистки газа.

• Очистка газов от взвешенных частиц, например пыли. Можно выделить несколько методов улавливания частиц пыли:

гравитационное оседание;

центрифугирование;

электростатическое оседание;

инерционное соударение;

прямой захват;

диффузия.

Все процессы очистки осуществляются с помощью специальных фильтров, скрубберов и т.д)

Дата добавления: 2014-01-07