Metoder for å beskytte atmosfæren mot forurensning. Tekniske midler og metoder for å beskytte atmosfæren. Miljøeffekter av luftforurensning

For å beskytte atmosfæren mot forurensning, brukes følgende miljøbeskyttelsestiltak:

- grønngjøring av teknologiske prosesser;

- rensing av gassutslipp fra skadelige urenheter;

- spredning av gassutslipp i atmosfæren;

- Overholdelse av standarder for tillatte utslipp av skadelige stoffer;

- ordning av sanitære vernesoner, arkitektoniske og planlagte beslutninger, etc.

Miljøisering av teknologiske prosesser - Dette er først og fremst etableringen av lukkede teknologiske sykluser, ikke-avfall og lite avfallsteknologier, og eliminerer inntrenging av skadelige miljøgifter i atmosfæren. I tillegg er det nødvendig å forhåndsrense drivstoffet eller erstatte det med mer miljøvennlige typer, bruke støvfjerning, gassresirkulering, konvertering av forskjellige enheter til elektrisitet, etc.

Den mest presserende oppgaven i vår tid er å redusere luftforurensning fra avgasser fra biler. For tiden pågår et aktivt søk etter alternativt, mer "miljøvennlig" drivstoff enn bensin. Utviklingen av bilmotorer som driver med elektrisitet, solenergi, alkohol, hydrogen, etc. pågår.

Rensing av gassutslipp fra skadelige urenheter. Det nåværende teknologinivået tillater ikke å forhindre inntreden av skadelige urenheter i atmosfæren med gassutslipp. Derfor brukes forskjellige metoder for å rense avgasser fra aerosoler (støv) og giftig gass og dampforurensninger (NO, NO2, SO2, SO3, etc.) mye.

Ulike typer enheter brukes til å rengjøre utslipp fra aerosoler, avhengig av luftens støvighet, størrelsen på faste partikler og det nødvendige nivået av rensing: tørrstøvsamlere (sykloner, støvfellingskamre), våte støvsamlere (skrubbere osv.), filtre, elektrostatiske bunnfall (katalytisk, absorpsjon, adsorpsjon) og andre metoder for rengjøring av gasser fra giftig gass og dampforurensninger.

Spredning av gassforurensninger i atmosfæren - Dette er reduksjonen av deres farlige konsentrasjoner til nivået for den tilsvarende MPC ved å spre støv og gassutslipp ved bruk av høye skorsteiner. Jo høyere rør, desto større er spredningseffekten. Dessverre tillater denne metoden å redusere lokal forurensning, men samtidig manifesteres regional.

Installasjon av sanitære vernesoner og arkitektoniske planleggingstiltak.

Sanitær beskyttelsessone (SPZ) - det er en stripe som skiller kildene til industriell forurensning fra boliger eller offentlige bygninger for å beskytte befolkningen mot påvirkning fra skadelige produksjonsfaktorer. Bredden på disse sonene er fra 50 til 1000 m, avhengig av produksjonsklasse, skadegraden og mengden stoffer som slippes ut i atmosfæren. Samtidig kan borgere hvis bolig viste seg å være innenfor SPZ og beskytte deres konstitusjonelle rett til et gunstig miljø, enten kreve avslutning av virksomhetens miljøfarlige aktiviteter, eller flytting på bekostning av foretaket utenfor SPZ.

Arkitektoniske og planleggingsarrangementer inkludere riktig gjensidig plassering av utslippskilder og befolkede områder, under hensyntagen til vindretningen, valget for bygging av et industrielt foretak på et jevnt høyt sted, godt blåst av vindene, etc.

Tidligere materialer:

For rensing av gasser fra skadelige gassformige urenheter brukes to grupper av metoder - ikke-katalytisk og katalytisk. Metodene for den første gruppen er basert på fjerning av urenheter fra en gassformig blanding ved bruk av væskeabsorbenter) og faste (adsorberende) absorbenter. Metodene til den andre gruppen består i at skadelige urenheter kommer inn i en kjemisk reaksjon og blir til ufarlige stoffer på overflaten av katalysatorene. En enda mer kompleks prosess i flere trinn er rensing av avløpsvann.

Alle kjente metoder og virkemidler for å beskytte atmosfæren mot kjemiske urenheter kan kombineres i tre grupper.

Den første gruppen inkluderer tiltak som har som mål å redusere utslippskraften, d.v.s. reduksjon i mengden av avgitt stoff per tidsenhet. Den andre gruppen inkluderer tiltak som er rettet mot å beskytte atmosfæren ved å behandle og nøytralisere skadelige utslipp med spesielle rengjøringssystemer. Den tredje gruppen inkluderer tiltak for standardisering av utslipp både hos enkeltbedrifter og enheter, og i regionen som helhet.

For å redusere utslippskraften fra kjemiske urenheter i atmosfæren er det mest brukte:

- erstatning av mindre miljøvennlige drivstoff med miljøvennlig;
- forbrenning ved bruk av spesiell teknologi;
- etablering av lukkede produksjonssykluser.

Absorpsjonsmetoder for rengjøring av avgasser er delt i henhold til følgende kriterier:

1) for absorberbar komponent;
2) av typen absorbent som brukes;
3) etter prosessens art - med og uten gasssirkulasjon;
4) på \u200b\u200bbruk av absorberende materiale - med regenerering og dets retur til syklusen (syklisk) og uten regenerering (ikke syklisk);
5) på bruk av innfangede komponenter - med og uten utvinning;
6) etter type utvunnet produkt;
7) om organiseringen av prosessen - periodisk og kontinuerlig;
8) ved å utforme typer absorpsjonsutstyr.

For fysisk absorpsjon brukes vann, organiske løsningsmidler som ikke reagerer med den ekstraherte gassen, og vandige oppløsninger av disse stoffene i praksis. For kjemisorpsjon brukes vandige oppløsninger av salter og alkalier, organiske stoffer og vandige suspensjoner av forskjellige stoffer som absorbent.

Valget av rengjøringsmetode avhenger av mange faktorer; konsentrasjonen av den ekstraherte komponenten i eksosgassene, volumet og temperaturen på gassen, innholdet av urenheter, tilstedeværelsen av kjemisorbenter, muligheten for å bruke utvinningsprodukter, den nødvendige grad av rensing. Valget er gjort basert på resultatene fra tekniske og økonomiske beregninger.

Adsorpsjonsgassrensingsmetoder brukes for å fjerne gassformige og dampformige urenheter fra dem. Metodene er basert på absorpsjon av urenheter av porøse adsorbentlegemer. Rengjøringsprosessene utføres i batch eller kontinuerlige adsorberere. Fordelen med metodene er en høy grad av rensing, og ulempen er manglende evne til å rense støvete gasser.

Katalytiske rensemetoder er basert på den kjemiske transformasjonen av giftige komponenter til ikke-giftige på overflaten av faste katalysatorer. Gasser som ikke inneholder støv og katalysatorgift, blir rengjort. Metoder brukes for å rense gasser fra nitrogenoksider, svovel, karbon og organiske urenheter. De utføres i reaktorer med forskjellige utførelser.

I gjenvinningsteknologi, sammen med andre metoder, brukes fangst- og dampkomprimeringsmetoder for å fange opp flyktige løsemiddeldamp.

Kondensasjonsmetoden er basert på fenomenet en reduksjon i mettet damptrykk av løsningsmidlet med synkende temperatur. Blandingen av løsemiddeldamp med luft forkjøles i en varmeveksler og kondenseres deretter. Fordelene med metoden er enkelheten i maskinvaredesign og drift av gjenopprettingsenheten. Prosessen med å rense damp-luftblandinger ved kondens er imidlertid veldig komplisert, siden innholdet av flyktige løsemiddeldamp i disse blandinger vanligvis overskrider den nedre eksplosive grense. Ulempene med metoden inkluderer også de høye kostnadene for kjølemediet og elektrisitet og den lave prosentandelen av dampkondensering (utbytte) av løsningsmidler - vanligvis ikke overstiger 70-90%. Kondensasjonsmetoden er kostnadseffektiv bare når løsemiddeldampinnholdet i strømmen som behandles er 100 g / m 3, noe som betydelig begrenser omfanget av kondensasjonsanleggene.

Komprimeringsmetoden er basert på det samme fenomenet som kondensasjonsmetoden, men med henvisning til løsemiddeldamp under trykk. Imidlertid er komprimeringsmetoden mer komplisert i maskinvaredesign, siden en komprimeringsenhet er nødvendig i løsemiddeldampgjenvinningsskjemaet. I tillegg beholder den alle ulempene som ligger i kondensasjonsmetoden, og gir ikke muligheten for å fange opp damper av flyktige løsningsmidler ved deres lave konsentrasjoner.

Termiske metoder (direkte forbrenningsmetoder) brukes for å nøytralisere gasser fra lett oksidert giftig så vel som luktende urenheter. Metodene er basert på forbrenning av brennbare urenheter i ovnsovner eller fakkelbrennere. Fordelen med metoden er enkelhetens utstyr, allsidighet ved bruk. Ulemper: ekstra drivstofforbruk under forbrenning av gasser med lav konsentrasjon, samt behov for ytterligere absorpsjon eller adsorpsjonsrensing av gasser etter forbrenning.

Det skal bemerkes at den komplekse kjemiske sammensetningen av utslippene og høye konsentrasjoner av giftige komponenter forhåndsbestemmer rensningsordninger for flere trinn, som er en kombinasjon av forskjellige metoder.

Atmosfæren beskyttelse

For å beskytte atmosfæren mot forurensning, brukes følgende miljøbeskyttelsestiltak:

- grønngjøring av teknologiske prosesser;

- rensing av gassutslipp fra skadelige urenheter;

- spredning av gassutslipp i atmosfæren;

- Overholdelse av standarder for tillatte utslipp av skadelige stoffer;

- ordning av sanitære vernesoner, arkitektoniske og planlagte beslutninger, etc.

Installasjon av sanitære vernesoner og arkitektoniske planleggingstiltak.

* Dette arbeidet er ikke et vitenskapelig arbeid, er ikke et endelig kvalifiseringsarbeid og er et resultat av behandling, strukturering og formatering av den innsamlede informasjonen som er ment for bruk som en kilde til materiale for uavhengig utarbeidelse av pedagogiske arbeider.

Atmosfærebeskyttelse Atmosfæren er preget av ekstrem høy dynamikk, på grunn av både den raske bevegelsen av luftmasser i laterale og vertikale retninger, samt høye hastigheter, en rekke fysisk-kjemiske reaksjoner som oppstår i den. Atmosfæren blir sett på som en enorm "kjemisk kjele", som er påvirket av mange og varierende menneskeskapte og naturlige faktorer. Gasser og aerosoler som slippes ut i atmosfæren er svært reaktive. Støv og sot som oppstår ved forbrenning og skogbranner, adsorberer tungmetaller og radionuklider, og når de blir avsatt på overflaten, kan de forurense store områder og trenger inn i menneskekroppen gjennom luftveiene. Atmosfærisk forurensning er direkte eller indirekte innføring av et hvilket som helst stoff i det i en slik mengde som påvirker kvaliteten og sammensetningen av uteluften, som skader mennesker, levende og ikke-levende natur, økosystemer, byggematerialer, naturressurser - hele miljøet. Luftrensing fra urenheter. Følgende tiltak brukes for å beskytte atmosfæren mot negativ antropogen påvirkning: - grønngjøring av teknologiske prosesser; - rensing av gassutslipp fra skadelige urenheter; - spredning av gassutslipp i atmosfæren; - ordning av sanitære vernesoner, arkitektoniske og planlagte beslutninger. Avfallsfritt og lite avfallsteknologi Ekologiseringen av disse prosessene er å lage lukkede teknologiske sykluser, ikke-avfalls- og lite avfallsteknologier, som utelukker skadelige forurensninger fra å komme inn i atmosfæren. Den mest pålitelige og mest økonomiske måten å beskytte biosfæren mot skadelige gassutslipp på er å bytte til avfallsfri produksjon eller til avfallsfri teknologi. Begrepet "avfallsfri teknologi" ble først myntet av akademiker N.N. Semenov. Med det menes opprettelse av optimale teknologiske systemer med lukkede material- og energistrømmer. Slik produksjon skal ikke ha avløpsvann, skadelige utslipp til atmosfæren og fast avfall og skal ikke konsumere vann fra naturlige reservoarer. Det vil si at de forstår prinsippet om organisering og funksjon av produksjonen, med rasjonell bruk av alle komponenter av råvarer og energi i en lukket syklus: (primære råvarer - produksjon - forbruk - sekundære råvarer). Selvfølgelig har begrepet “avfallsfri produksjon” en noe vilkårlig karakter; Dette er en ideell produksjonsmodell, siden det under reelle forhold er umulig å eliminere avfall fullstendig og bli kvitt produksjonen av miljøpåvirkningen. Mer presist bør slike systemer kalles lite avfall, noe som gir minimale utslipp, der skadene på naturlige økosystemer vil være minimale. Lavavfallsteknologi er et mellomtrinn i å skape avfallsfri produksjon. For tiden er flere hovedretninger for bevaring av biosfæren bestemt, som til slutt fører til etablering av ikke-avfallsteknologier: 1) utvikling og implementering av fundamentalt nye teknologiske prosesser og systemer som opererer i en lukket syklus, som gjør det mulig å eliminere dannelsen av hovedavfallsmengden; 2) behandling av produksjons- og forbruksavfall som sekundære råvarer; 3) opprettelse av territorielle-industrielle komplekser med en lukket struktur av materialstrømmer av råvarer og avfall i komplekset a. Betydningen av økonomisk og rasjonell bruk av naturressurser krever ikke begrunnelse. I verden vokser stadig etterspørselen etter råvarer, og produksjonen blir mer og mer kostbar. Å være et tverrsektorielt problem, utvikling av teknologier med lite avfall og ikke-avfall og rasjonell bruk av sekundære ressurser krever vedtakelse av tverrsektorielle beslutninger. Utvikling og implementering av grunnleggende nye teknologiske prosesser og systemer som opererer i en lukket syklus, som utelukker dannelse av hovedavfallsmengden, er hovedretningen for teknologisk fremgang. Rensing av gassutslipp fra skadelige urenheter Gassutslipp klassifiseres i henhold til organiseringen av eksos og kontroll - organisert og uorganisert, i henhold til temperatur - oppvarmet og kaldt. En organisert utslipp er et utslipp som kommer inn i atmosfæren gjennom spesiallagde gasskanaler, luftekanaler og rør. Uorganiserte selskaper kaller industriutslipp som kommer inn i atmosfæren i form av underrettet gasstrømmer som et resultat av lekkasje av utstyr. Fravær eller utilfredsstillende drift av gassutsugingsutstyr på stedene for lasting, lossing og lagring av produktet. For å redusere atmosfærisk forurensning fra industrielle utslipp brukes gassrenseanlegg. Ved gassrensing forstås separasjonen fra gass og om omdannelsen til en ufarlig tilstand av et forurensende stoff som kommer fra en industriell kilde. Atmosfærisk beskyttelse bør begrense tilstedeværelsen av skadelige stoffer i luften i et menneskelig miljø på et nivå som ikke er høyere enn P DC. I alle tilfeller må betingelsen være oppfylt: С + Сф 30 mikron. For partikler med d \u003d 5-30 mikron reduseres rensegraden til 80%, og for d \u003d\u003d 2-5 mikron er den mindre enn 40%. Diameteren til partikler som kan bestemmes av syklonen med 50%, kan bestemmes med den empiriske formelen Den hydrauliske motstanden til sykloner med høy ytelse er ca. 1080 Pa. Qi-kloner er mye brukt for røff og middels gassrensing fra aerosoler. En annen type sentrifugalstøvsamler er en rotoklon bestående av både en rotor og en vifte plassert i et nedbørforingsrør. Bladene på vifteventilen, roterende, fører støvet inn i kanalen, som fører til støvmottakeren. Sykloniske apparater er de vanligste i industrien, siden de ikke har bevegelige deler i apparatet og høy driftssikkerhet ved gasstemperaturer opp til 500 ° C, støvoppsamling i tørr form, nesten konstant hydraulisk motstand av apparatet, enkel fremstilling, høy rengjøringsgrad. Ulemper: høy hydraulisk motstand 1250-1500 Pa, dårlig fangst av partikler mindre enn 5 mikron i størrelse. Filtre brukes også til gassrensing. Filtrering er basert på passasjen til gassen som skal renses gjennom forskjellige filtermaterialer. Filtrerflatene består av fibrøse og granulære elementer og er betinget delt inn i følgende typer. Fleksible, porøse partisjoner - stoffmaterialer fra naturlige, syntetiske eller mineralfibre, ikke-vevde fibrøse materialer (filt, papir, papp), celleplater (svampgummi, polyuretanskum, membranfilter). Filtrering er en veldig vanlig teknikk for finrensing av gasser. Fordelene er de relativt lave kostnadene for utstyr (med unntak av cermet-filtre) og den høye effektiviteten til fin rengjøring. Ulempene med filtrering er høy hydraulisk motstand og rask tilstopping av filtermaterialet med støv. Rensing av utslipp av gassformige stoffer fra industrielle foretak For øyeblikket, når ikke-avfallsteknologi er i sin spede begynnelse og det ikke er noen fullstendig avfallsfrie foretak, er hovedoppgaven med gassrensing å redusere innholdet av giftige urenheter i gassforurensninger til de maksimalt tillatte konsentrasjoner (MPC) fastsatt etter sanitærstandarder . Industrielle metoder for rensing av gassutslipp fra gass og damptoksiske urenheter kan deles inn i fem hovedgrupper: 1 Absorpsjonsmetode - består i å absorbere de enkelte komponentene i en gassformig blanding med en absorbent (absorber), som er en væske. Absorbenter brukt i industrien blir evaluert av følgende indikatorer: 1) absorpsjonskapasitet, t. e. løseligheten av den ekstraherte komponenten i absorbenten, avhengig av temperatur og trykk; 2) selektivitet, karakterisert ved forholdet mellom løselighetene til gassene som skal skilles, og deres absorpsjonshastighet; 3) minimum damptrykk for å unngå forurensning av gassen som blir renset med absorberende damp; 4) billighet; 5) fravær av en etsende effekt på utstyret. Som absorbenter brukes vann, oppløsninger av ammoniakk, kaustiske og karbonatalkalier, mangansalter, etanolamin, oljer, suspensjoner av kalsiumhydroksyd, mangan og magnesiumoksider, magnesiumsulfat, etc. som absorbenter. For eksempel for rensing av gasser fra ammoniakk, hydrogenklorid og hydrogenfluorid Vann brukes som et absorberende middel, svovelsyre brukes til å fange vanndamp, og oljer brukes til å fange aromatiske hydrokarboner. Absorpsjonsrensing er en kontinuerlig og som regel syklisk prosess, siden absorpsjonen av urenheter vanligvis ledsages av regenerering av absorpsjonsløsningen og dens retur ved begynnelsen av rengjøringssyklusen. Under fysisk absorpsjon utføres regenereringen av absorbenten ved å varme opp og redusere trykket, som et resultat av at den absorberte gassforurensning desorberes og konsentreres. For implementering av rengjøringsprosessen brukes absorbenter av forskjellige utførelser (film, pakking, rørformet osv.). Den vanligste pakket skrubberen som brukes til å rense gasser fra svoveldioksid, hydrogensulfid, hydrogenklorid, klor, karbonmonoksid og dioksyd, fenoler, etc. I pakket skrubbere er hastigheten på masseoverføringsprosesser lav på grunn av den lavintensive hydrodynamiske regimet til disse reaktorene som opererer. med en hastighet på en grunnlinje på 0,02-0,7 m / s. Volumene av utstyr er derfor store, og installasjonen er tungvint. Absorpsjonsmetoder er preget av kontinuiteten og universaliteten i prosessen, effektiviteten og evnen til å trekke ut store mengder urenheter fra gasser. Ulempen med denne metoden er at pakket skrubbere, boblere og til og med skummaskiner gir en ganske høy grad av ekstraksjon av skadelige urenheter (opp til MPC) og fullstendig regenerering av absorbenter bare med et stort antall rensetrinn. Derfor er teknologiske våtrengjøringsordninger vanligvis komplekse, flerstegs, og rene reaktorer (spesielt skrubbere) har store volumer. Enhver prosess med rensing av våtabsorpsjon av avgasser fra gass og dampforurensninger anbefales bare hvis den er syklisk og bortkastet. Imidlertid er sykliske våtrengjøringssystemer kun konkurransedyktige når de er kombinert med støvrens og gassavkjøling. 2. Metode for kjemisorpsjon er basert på absorpsjon av gasser og damper av faste og flytende absorbenter, som et resultat av hvilke dannes flyktige og dårlig oppløselige forbindelser. De fleste er reversible, dvs. med økende temperatur på absorpsjonsløsningen, brytes de kjemiske forbindelser dannet under kjemisorpsjon ned med regenerering av de aktive komponentene i absorpsjonsløsningen og med desorpsjon av urenheten som absorberes fra gassen. Denne teknikken ligger til grunn for regenerering av x kjemisorbenter i sykliske gassbehandlingssystemer. Kjemisorpsjon er spesielt anvendelig for finrensing av gasser ved en relativt lav initial konsentrasjon av urenheter. 3. Adsorpsjonsmetode - basert på fangst av skadelige gassforurensninger ved overflaten av faste stoffer, svært porøse materialer med en utviklet spesifikk overflate. Adsorpsjonsmetoder brukes til forskjellige teknologiske formål - separasjon av gass-dampblandinger i komponenter med separasjon av fraksjoner, tørking av gasser og for sanitær rengjøring av gassutblåsninger. De siste årene har adsorpsjonsmetoder kommet frem som et pålitelig middel for å beskytte atmosfæren mot giftige gassformige stoffer, noe som gjør det mulig å konsentrere og utnytte disse stoffene. Industrielle adsorbenter, ofte brukt i rensing av gass, er aktivert karbon, silikagel, aluminiumgel, naturlige og syntetiske zeolitter (molekylsikt). De viktigste kravene til industrielle sorbenter er høye absorpsjonsegenskaper, selektivitet (selektivitet), termisk stabilitet, lang levetid uten å endre struktur og overflateegenskaper, og muligheten for enkel regenerering. Oftest brukes aktivt karbon til sanitær rengjøring av gasser på grunn av dets høye absorpsjonsevne og lette regenerering. Ulike design av adsorbenter er kjent (vertikalt, brukt ved lave strømningshastigheter, horisontalt, ved høye strømningshastigheter x, ringformet). Gassrensing utføres gjennom faste adsorbentlag og bevegelige lag. Gassen som skal renses passerer adsorberen med en hastighet på 0,05-0,3 m / s. Etter rengjøring går helvetesorberen over til fornyelse. Adsorpsjonsenheten, som består av flere reaktorer, fungerer generelt kontinuerlig, ettersom noen reaktorer samtidig befinner seg i renselsesstadiet, mens andre er i stadiene med regenerering, avkjøling, etc. Regenerering utføres ved å varme opp for eksempel forbrenning av organiske stoffer, passere skarpt eller overopphetet damp, luft, inert gass (nitrogen). Noen ganger erstattes adsorbenten som har mistet aktivitet (skjermet av støv, tjære oh). De mest lovende er kontinuerlige sykliske prosesser for adsorptiv rensing av gasser i reaktorer med et bevegelig eller suspendert adsorbentlag, som er preget av høye gasstrømningshastigheter (en størrelsesorden høyere enn i periodiske reaktorer), høy gassproduktivitet og arbeidsintensitet. Generelle fordeler ved adsorpsjonsmetoder for gassrensing: 1) rensing av dyp gass fra giftige urenheter; 2) den relativt enkle regenereringen av disse urenheter med deres omdannelse til et salgbart produkt og hvorvidt de returneres til produksjon; Dermed implementeres prinsippet om bortkastet teknologi. Adsorpsjonsmetoden er spesielt rasjonell for fjerning av giftige urenheter (organiske forbindelser, kvikksølvdamp etc.) som er inneholdt i lave konsentrasjoner, dvs. som det siste trinn for sanitærrensing av avgasser. Ulempene med de fleste adsorpsjonsanlegg er periodisiteten 4. Metoden for katalytisk oksydasjon er basert på fjerning av urenheter fra gassen som renses i nærvær av katalysatorer. Katalysatorenes virkning manifesteres i den mellomliggende kjemiske interaksjonen av katalysatoren med reagerende stoffer, som et resultat av hvilke mellomliggende forbindelser dannes. Metaller og forbindelser derav (kobber, manganoksider osv.) Brukes som katalysatorer. Katalysatorene er i form av baller, i form av ringer eller i andre former. Denne metoden er spesielt mye brukt for rensing av avgasser fra forbrenningsmotorer. Som et resultat av katalytiske reaksjoner blir urenheter i gassen omdannet til andre forbindelser, dvs. i motsetning til fremgangsmåtene som er vurdert ovenfor, blir urenhetene ikke ekstrahert fra gassen, men blir omdannet til ufarlige forbindelser, hvis nærvær er tillatt i avgassen, eller til forbindelser lett fjernet fra gasstrømmen. Hvis de dannede stoffene skal fjernes, er ytterligere operasjoner nødvendig (for eksempel ekstraksjon med flytende eller faste sorbenter). Katalytiske metoder blir mer utbredt på grunn av dyp rensing av gasser fra giftige urenheter (opptil 99,9%) ved relativt lave temperaturer og normalt trykk, så vel som ved svært lave innledende konsentrasjoner av urenheter. Katalytiske metoder gjør det mulig å benytte reaksjonsvarmen, dvs. lage energiteknologiske systemer. Katalytiske renseanlegg er enkle å betjene og små. Ulempen med mange katalytiske renseprosesser er dannelsen av nye stoffer som må fjernes fra gassen ved andre metoder (absorpsjon, adsorpsjon), noe som kompliserer installasjonen og reduserer den samlede økonomiske effekten. 5. Den termiske metoden består i rensing av gasser før den slippes ut i atmosfæren ved høy temperatur etterforbrenning. Termiske metoder for nøytralisering av gassutslipp er anvendelige ved en høy konsentrasjon av brennbare organiske miljøgifter eller karbonmonoksid. Den enkleste metoden, fakling, er mulig når konsentrasjonen av brennbare miljøgifter er nær den nedre tenngrensen. I dette tilfellet tjener urenhetene som drivstoff, prosesstemperaturen er 750–900 ° C, og forbrenningsvarmen av urenheter kan utnyttes. Når konsentrasjonen av brennbare urenheter er mindre enn den nedre tenngrensen, er det nødvendig å tilføre en viss mengde varme utenfra. Oftest bringes varmen ned ved tilsetning av brennbar gass og forbrenning i gassen som skal rengjøres. Brennbare gasser passerer gjennom varmegjenvinningssystemet og slippes ut i atmosfæren. Slike energiteknologiske ordninger brukes med et tilstrekkelig høyt innhold av brennbare urenheter, ellers øker forbruket av tilsatt brennbar gass. Spredning av støv og gassutslipp i atmosfæren. Med hvilken som helst rengjøringsmetode, forblir noe av støvet og gassene i luften som frigjøres ut i atmosfæren. Diffusjon av gassutslipp brukes for å redusere farlige konsentrasjoner av urenheter til nivået til tilsvarende MPC. Ulike teknologiske verktøy brukes til å utføre spredningsprosessen: rør, ventilasjonsanordninger. Prosessene for spredning av utslipp påvirkes betydelig av atmosfærens tilstand, virksomhetens beliggenhet og utslippskilder, terrengets natur, etc. Den horisontale bevegelsen av urenheter bestemmes hovedsakelig av vindhastighet, og den vertikale bestemmes av temperaturfordelingen i vertikal retning. Når konsentrasjonen av skadelige stoffer i atmosfæren er fordelt over fakkelen til en organisert høyutslippskilde, skilles 3 soner med atmosfærisk forurensning: 1. Overføring av utslippsrommet, preget av et relativt lavt innhold av skadelige stoffer i overflatelaget i atmosfæren. 2. En røykesone med et maksimalt innhold av skadelige stoffer og en gradvis reduksjon i forurensningsnivået. Denne sonen er den farligste for befolkningen. Avhengig av meteorologiske forhold ligger dimensjonene i denne sonen i området 10-49 rørhøyder. 3. Sonen for gradvis reduksjon av forurensning. Hvis det er umulig å oppnå MPC ved behandling, brukes noen ganger fortynning av giftige stoffer eller gassutslipp gjennom høye skorsteiner for å spre urenheter i den øvre atmosfæren. Den teoretiske bestemmelsen av konsentrasjonen av urenheter i den nedre atmosfæren avhengig av rørhøyden og andre faktorer er relatert til lovene om turbulent diffusjon i atmosfæren og er ennå ikke ferdig utviklet. Rørhøyden som er nødvendig for å gi MPC av giftige stoffer i deres nedre atmosfære, på respirasjonsnivå, bestemmes av omtrentlige formler, for eksempel: PDV \u003d der PDV er den maksimalt tillatte utslipp av skadelige urenheter i atmosfæren, noe som sikrer konsentrasjonen av disse stoffene i overflateluftlaget ikke høyere enn MPC, g / s; H - rørhøyde, m; V er volumet av gassutslipp, m ^ s; ∆ t er forskjellen mellom temperaturene i gassutladningen og den omgivende luften, ° С; A er en koeffisient som bestemmer forholdene for vertikal og horisontal spredning av skadelige stoffer i luft; F er en dimensjonsløs koeffisient som tar hensyn til sedimenteringsgraden for skadelige stoffer i atmosfæren; t er en koeffisient som tar hensyn til forholdene for gassutgang fra munnen av dammen, bestemmes grafisk eller tilnærmet i henhold til formelen: Metoden for å oppnå MPC ved bruk av "høye rør" fungerer bare som palliativ, siden den ikke beskytter atmosfæren, men bare overfører forurensning fra en region til en annen . Ordning av sanitærbeskyttelsessoner En sanitærbeskyttelsessone er en stripe som skiller kildene til industriell forurensning fra bolig- eller offentlige bygninger for å beskytte befolkningen fra påvirkning fra skadelige produksjonsfaktorer. Bredden på sanitærbeskyttelsessonene settes avhengig av produksjonsklasse, skadegraden og mengden av stoffer som slippes ut i atmosfæren, og tas lik 50 til 1000 m. Sanitærbeskyttelsessonen skal anlegges og anlegges. Det er tre typer soner: Sirkulær, med hele omegnen til bedriften med boligutvikling; Sektorbasert, med en delvis omring av bedriften med boligutvikling og tilgrensende anlegg til en naturlig barriere. Trapesformet, med atskillelse av foretaket fra boligområdet. Enheten til sa n-beskyttende soner er et hjelpemiddel for beskyttelse, siden det er en veldig kostbar hendelse, er det en økning i lengden på veier, kommunikasjon, etc. Arkitektoniske og planmessige tiltak inkluderer riktig gjensidig plassering av utslippskilder i bosettinger, under hensyntagen til vindretning, valg for bygging av et industribedrift på et jevnt forhøyet sted som er godt blåst av vind, bygging av veier som omgår bebyggelse, etc.

Luftforurensende stoffer kan være i en annen tilstand av aggregering - det kan være en tilstand av støv, tåke, gassdamp-urenheter. De kan deles inn i hoved - disse miljøgiftene kommer direkte inn i atmosfæren og sekundærsom følger av deres transformasjoner.

Merknad 1

For eksempel oksideres svovelgass som kommer inn i atmosfæren til svovelsyreanhydrid. Samvirker med vanndamp, danner svovelsyreanhydrid dråper svovelsyre og danner sur nedbør.

Industrielle utslipp inneholder svevestøv eller væsker. De er todelt system. gasser i dette systemet er fast fase, og fast eller flytende partikler refererer til spredt fase. Basert på dette bør luftrensingssystemer være forskjellige.

Støvfjerning består av 4 hovedgrupper:

Tørstøvsamler;
Våte støvsamlere;
Elektrostatisk bunnfall;
filtre

Støvsamlere og elektrostatiske presipitatorer brukes når støvinnholdet i luften er høyt. Fin luftrensing i en konsentrasjon av urenheter mindre enn $ 100 $ mg / cu. m utføres ved hjelp av filtre. Urenheter som er tilstede i luften i form av væsker - syrer, alkalier, oljer som skaper tåke, fjernes ved å bruke mist eliminators og bruk fiberholdig til dette filtre. Midlene for beskyttelse mot gassformige urenheter avhenger av den valgte metoden for luftrensing.

I denne forbindelse skiller du:

Metode for å skylle skadelige stoffer med løsemidler eller metode absorpsjon;
Metode adsorpsjon. Gassformige urenheter absorberes av katalysatorene;
Metode chemisorptionved hjelp av hvilken vasking av utslipp skjer med reagensløsninger. Reagenser binder urenheter kjemisk;
Brennende eller termisk nøytraliseringsmetode;
Katalytisk metode.

Hele prosessen med luftrensing kan kjennetegnes av hovedparametrene:

Hvor effektiv er generell luftrensing, som viser graden av reduksjon av skadelige stoffer i produktet som brukes. Effektivitet er preget av koeffisienten $ h \u003d \\ frac (C_ (inn) - C_ (ut)) (C_ (inn)). $ Cin og Cout representerer konsentrasjonen av skadelige stoffer før og etter luftrensing.

Gjengitt hydraulisk motstand. Dette er trykkforskjellen ved innløpet og utløpet til rensesystemet $ DP \u003d \\ frac (xrV2) (2) $, $ X $ er den hydrauliske motstanden, $ r $ er lufttettheten (kg / kubikkmeter), $ V $ er lufthastigheten (m / s). Resultatene av prosessen viser hvor mye luft som går gjennom systemet per tidsenhet (kubikkmeter / time).

Mekaniske luftrenseanlegg

For å rengjøre industrielle utslipp fra faste og flytende skadelige urenheter, bruk fangstapparat forskjellige design.

Prinsippet for arbeidet deres:

Inert nedbør. Essensen er at retningen på utkastingshastighetsvektoren endres dramatisk. Under påvirkning av treghetskrefter vil faste partikler bevege seg i samme retning og falle ned i mottakstratten.

Gravitasjonsavsetning. Avsetningen under deres handling skjer på grunn av de forskjellige krumningene i bane for bevegelse av gasser og partikler. Hastighetsvektoren for bevegelsen er rettet horisontalt.

Sentrifugalutfelling. Essensen er at skadelige utslipp får en roterende bevegelse inne syklon og faste stoffer som et resultat av denne sentrifugalkraften blir kastet til nettet. Siden sentrifugalakselerasjonen er større enn tyngdekrakselen med $ 1000 $ ganger, kan til og med fine partikler fjernes. Sykloner brukes vanligvis til tørr luftrensing. Støvpartikler blir avsatt på husets vegger, og faller deretter ned i beholderen. Gjennom et spesielt utløpsrør kommer ren luft ut. Viktig i denne prosessen er tetthet hopper slik at de avsatte støvpartiklene ikke faller i utløpsrøret. Støvkonsentrasjon og partikkelstørrelse påvirker syklons effektivitet. Oppfangingskapasiteten til sykloner er vanligvis $ 95 $%. Liten størrelse, mangel på bevegelige deler, enkel design er det viktigste fordelene sykloner. TIL ulemper inkluderer energikostnadene for rotasjon og betydelig slitasje på deler.

Mekanisk utkastsfiltrering gjennom en porøs septum. I prosessen med slik filtrering blir aerosolpartikler beholdt, og gasskomponenten passerer fullstendig gjennom.

Det mekaniske luftrensingssystemet inkluderer våte støvsamlere. den scrubbere, hvor trekk er effektiviteten av rengjøring fra fint støv. Disse systemene renser varme og eksplosive gasser fra støv. Prinsippet for deres arbeid er avsetning av støvpartikler under treghet på overflaten av væskedråper. Som et slikt kjemisk irrigasjonsmiddel kan det være kalkmelk som mates inn i skrubberen. I dette tilfellet vil kjemisk rengjøring av gassene oppstå. Tørt støvsamlere støv fra bevegelig luft produseres mekanisk under påvirkning av gravitasjons- og treghetskrefter og kalles treghet. Hvis luftbevegelsens retning blir kraftig endret, vil støvpartiklene med treghet beholde bevegelsesretningen, treffe overflaten, miste energien og vil under påvirkning av gravitasjonskrefter sette seg i en spesiell bunker.

En av de effektive måtene å rense gass fra støv på er elektrisk måtesom utføres ved bruk av elektrostatiske presipitatorer. I et inhomogent elektrisk felt opprettet mellom korona og nedbørselektroder, påvirker ionisering av gassen. Forurensede gasser fanget mellom elektrodene, på grunn av delvis ionisering, fører en elektrisk strøm. Partikler med negativ ladning ledes til utfellingselektroden, med en positiv ladning blir avsatt på koronaelektroden. Hvis vi tar i betraktning at støvpartikler hovedsakelig får en negativ ladning, vil hovedtyngden være på den positive nedbørselektroden. Det er ikke en stor sak å fjerne den fra denne elektroden. Ved hjelp av elektrostatiske presipitatorer når gassrensing $ 97 $%. Denne prosessen har også sin egen fordeler - små partikler fra $ 0,2 $ mikron og deres begrensninger - høyt energiforbruk, behovet for å overvåke elektrodenes renhet, høye sikkerhetskrav.

Fine utslipp produsert ved hjelp av filtre som har en porøs septum. I prosessen med å filtrere luften feller septum faste partikler. Oftest bruker industri stoffposefiltre i tilfelle det ønskede antall ermer er installert. Forurenset luft tilføres ermene, og den rensede luften kommer ut gjennom dysen. Siden hylsene inneholder og er mettet med forurensede partikler, blir de vanligvis renset og ristet for å fjerne utfelt støv.

Fysisk-kjemiske metoder for rengjøring av forurenset luft

Blant de fysisk-kjemiske metodene for luftrensing bør kalles en metode absorpsjon. Essensen ligger i separasjonen av komponentene i gass-luftblandingen. Denne separasjonen skjer under absorpsjonen av gasskomponenter. absorberendesom er absorber. Absorbenten har en spesifikk sammensetning og velges ut fra hvordan den absorberte gassen løses opp i den.

Merknad 2

For å fjerne ammoniakk og hydrogenklorid fra utslipp, brukes for eksempel en absorpsjonsvæske. vann. Svovelsyre brukes til å fange vanndamp, og tyktflytende oljer fjern aromatiske hydrokarboner.

Oftest blir matere absorbert flytende reagens i stedet for vann. Fra skrubbere absorbenter karakterisert ved at de har en dyse som øker overflatearealet for kontakten med gass og væske. Det foregår en mekanisk og hovedsakelig kjemisk rengjøring av gasser fra en rekke skadelige utslipp, inkludert nitrogenoksider, svovel, kull, karbondisulfid, merkaptan. En høy absorpsjonshastighet oppnås ved høyt trykk og lav temperatur.

Adsorpsjonsmetode, blant alle metoder for å beskytte luftkummen, tilhører det en av de mest vanligx Metoden er basert på de fysiske egenskapene til et antall porøse materialer som er i stand til å trekke ut individuelle komponenter fra en gass-luftblanding. Hoved adsorbent i industrien er aktivert kull. Ved bruk av adsorpsjon blir utslippene rengjort ved høye temperaturer. Aktivert karbon brukes til å rense gasser fra utvinning av løsningsmidler, ildeluktende stoffer, etc. Fra designens synspunkt er adsorberere vertikale eller horisontale beholdere fylt med adsorbent og en strøm av rensede gasser passerer gjennom dem.

chemisorption hvordan rengjøringsmetoden er basert på absorpsjon av damper og gasser. Absorpsjon utføres av flytende eller faste absorbenter med dannelse av kjemiske forbindelser. Installasjonene som brukes for denne metoden ligner absorbenter.

Katalytisk metode bruker et spesielt stoff - katalysatoren, i samspillet som de giftige komponentene i luft-gassblandingen blir ufarlige stoffer. Katalysatorer kan være metaller og deres forbindelser, for eksempel platina, kobberoksider, mangan. Katalysatorer akselererer den kjemiske prosessen og kan være i form av baller, ringer, spiraltråd.

For å rengjøre gassen fra skadelige stoffer, bruk termisk metodenoe som krever å opprettholde høye temperaturer og tilstedeværelsen av oksygen. Termiske katalysatorer brenner hydrokarboner, karbonmonoksid og utslipp fra maling og lakkproduksjon.

Et klassisk eksempel på gassrensing på denne måten er fakler i raffinerier. Avgasser fra bedrifter med forskjellig innhold av brennbare stoffer blir samlet i en linje og brent i en høyde av rundt $ 100 $ m. Forbrenning av disse gassene er nødvendig fordi de er giftige og eksplosive. Som et resultat av å forbrenne skadelige urenheter, blir gassen fullstendig renset med frigjøring av karbonmonoksid og damp, men den bruker mye drivstoff.