Источники выбросов делят на
- организованные (например, дымовая труба предприятия);
- и неорганизованные (например, неплотность в аппарате).
- Второе деление:
- стационарные (трубы предприятий);
- передвижные (автомобили, железнодорожный транспорт и т.п.).
Все методы очистки делятся на регенеративные и деструктивные. Первые позволяют возвращать в производство компоненты выбросов, вторые трансформируют эти компоненты в менее вредные.
В случае, если в газовом потоке содержатся ценные вещества (например, летучие растворители), может быть выгоднее использовать регенеративные методы (но всё опять-таки определяется экономической целесообразностью: возможно, себестоимость выделения этих компонентов будет больше их цены). Всё зависит от характеристик загрязнителя и его концентрации в газовом потоке: чем она меньше, тем дороже выделение.
По другому признаку все методы очистки можно разделить на реагентные и безреагентные. Использование дополнительных реагентов, естественно, удорожает процесс.
Наконец, методы очистки газовых выбросов можно разделить по типу обрабатываемого компонента (очистка от аэрозолей – от пыли и тумана, очистка от кислых и нейтральных газов и так далее).
Обычно, аэрозоли (взвеси твердых или жидких частичек в газе) имеются в каждом выбросе. Для их удаления используются следующие методы очистки:
- г равитационные – в них осаждение взвешенных частичек происходит под действием силы тяжести: газовый поток с небольшой скоростью проходит через определённый аппарат, при этом наиболее крупные взвешенные частицы падают на дно и затем удаляются;
- инерционные– в них используется резкое изменение направления движение газового потока: взвешенные частицы по инерции продолжают движение, ударяются о специально установленные преграды и либо прилипают к ним, либо падают на дно и удаляются. К классу аппаратов, основанных на этом методе, относится, например, жалюзийный пылеуловитель – газовый поток проходит через жалюзи, элементы которых установлены под углом к направлению его движения.
Сюда же относятся аппараты, где осаждение происходит под действием центробежной силы (центробежная сила является частным случаем силы инерции). Самыми распространёнными из таких аппаратов являются циклоны. На их устройстве я бы хотел остановится подробнее, ввиду того, что почти никакое производство без них не обходится. Очень часто вся очистка заключается в пропускании газового потока через циклон, например, на мебельных и деревообрабатывающих производствах.
Циклон – это вертикальный аппарат, верхняя часть которого представляет собой цилиндр, а нижняя ё конус, сужающийся к основанию аппарата. Внутри (соосно) находится ещё одна труба меньшего диаметра, доходящая примерно до середины конусной части (впрочем, этой внутренней трубы может и не быть). Загрязнённый газовый поток подводится тангенциально (то есть по касательной) в верхней части аппарата, закручивается спиралью и опускается вниз. Отброшенные центробежной силой взвешенные частицы ударяются о стенки и падают вниз, где под днищем аппарата обычно имеется бункер. Очищенный газовый поток в нижней части закручивается в обратную сторону и поднимается вверх, выходя из верхней части аппарата. Чем меньше диаметр циклона, тем эффективнее он очищает, но тем меньше его производительность, поэтому газовый поток можно распараллелить и пустить одновременно в несколько маленьких циклонов (батарею).
- основанные на фильтрации (используются фильтры из ткани, нетканого полотна, а также жесткие фильтры – насыпные или сита). Материал фильтра может иметь щелочную реакцию, тогда он помогает очистить газовый поток также от кислых газов (SOx, NOx). Фильтры регенерируют продувкой в обратном направлении или встряхиванием.
- электрические методы очистки. При этом способе очистки газовый поток направляется в электрофильтр, где проходит в пространстве между двумя электродами – коронирующим и осадительным. Частицы пыли заряжаются, движутся к осадительному электроду, разряжаются на нем. Таким методом можно очищать пыли с удельным сопротивлением от 100 до 100 млн. Ом*м. Пыли с меньшим удельным сопротивлением сразу же разряжаются и улетают, а с большим –образуют плотный изолирующий слой на осадительным электроде, резко уменьшая степень очистки. Методом электрической очистки можно удалять не только пыли, но и туманы. Очистка электрофильтров производится путем смыва пыли водой, вибрацией или с помощью ударно-молоткового механизма.
- различные мокрые методы– использование пенных аппаратов, скрубберов.
Возможны комбинации всех этих методов (например, фильтроциклон – комбинация циклона и фильтра, центробежный скруббер – практически орошаемый водой циклон и т.д.). При выборе конкретного метода очистки руководствуются его стоимостью, объемами подлежащих очистке газовых потоков, характеристиками взвешенных частиц (дисперсионный состав, плотность пыли, смачиваемость, электропроводность).
Для очистки от газов применяют следующие методы
- адсорбция, то есть поглощение твёрдым веществом газового (в нашем случае) компонента. В качестве адсорбентов (поглотителей) применяют активные угли различных марок, цеолиты, силикагель и другие вещества. Адсорбция – надёжный способ, позволяющий достигать высоких степеней очистки; кроме того, это регенеративный метод, то есть уловленный ценный компонент можно вернуть обратно в производство. Применяется периодическая и непрерывная адсорбция. В первом случае по достижении полной адсорбционной емкости адсорбента газовый поток направляют в другой адсорбер, а адсорбент регенерируют – для этого используется отдувка острым паром или горячим газом. Например, недавно (весной 2001 года) проведенный для одного из кабельных заводов расчёт участка рекуперации ксилола показал, что срок окупаемости составит менее года. При этом 600 т ксилола, которые ежегодно попадали в атмосферу, будут возвращены в производство.
- абсорбция, то есть поглощение газов жидкостью. Этот метод основан либо на процессе растворения газовых компонентов в жидкости (физическая адсорбция), либо на растворении вместе с химической реакцией – химическая адсорбция (например, поглощение кислого газа раствором с щелочной реакцией). Этот метод также является регенеративным, из полученного раствора можно выделить ценный компонент (при использовании химической адсорбции это не всегда возможно). В любом случае вода очищается и хотя бы частично возвращается в систему оборотного водоснабжения.
- термические методы – являются деструктивными. При достаточной теплотворной способности выбросного газа его можно сжечь напрямую (все видели факелы, на которых горит попутный газ), можно применить каталитическое окисление, или (при малой теплотворной способности газа) использовать его в качестве дутьевого газа в печах. Получающиеся в результате термического разложения компоненты должны быть менее опасными для окружающей среды, чем исходный компонент (например, органические соединения можно окислить до углекислого газа и воды – если нет других элементов, кроме кислорода, углерода и водорода). Этот метод позволяет добиться высокой степени очистки, но может стоить дорого, особенно если используется дополнительное топливо.
- различные химические методы очистки – как правило связанные с использованием катализаторов. Таковым, например, является каталитическое восстановление оксидов азота из выхлопных газов автотранспорта.
- биологическая очистка – для разложения загрязняющих веществ используются специально подобранные культуры микроорганизмов. Метод отличается низкими затратами (реагентов используется мало и они дешевые, главное - микроорганизмы живые и размножаются сами, используя загрязнения как пищу), достаточно высокой степенью очистки, но в нашей стране, в отличие от Запада, широко распространения, к сожалению, пока не получил.
- конденсация, компримирование – физические методы очистки, применимые лишь при значительных концентрациях ЗВ в выбросе.
В заключение хотелось бы добавить следующее: на многих функционирующих сейчас предприятиях системы очистки не позволяют добиться концентраций в приземном слое ниже ПДК (да и сами величины ПДК постоянно пересматриваются в сторону снижения). Часть элементов системы очистки выбросов не работает, часть работает в нештатном режиме, на закупку нового оборудования нет денег, а если бы даже и нашлись деньги, его эксплуатация сильно повысит себестоимость продукции. Так что никакая технология сама по себе для охраны природы ничего не сделает. Нужны "правила игры", которые сделают выгодным затраты на природоохранные мероприятия. [20]
Список литератур
[1] Аверкиев М.С. Метеорология. М., 1960 г. Данилов А. Д. Химия, атмосфера и космос. Л., 1968 г.
[2]https://ru.wikipedia.org/wiki/%C0%F2%EC%EE%F1%F4%E5%F0%E0_%C7%E5%EC%EB%E8
[3] Билимович Б.Ф. Тепловые явления в технике 1981 г.
[4] Аксенов И.Я. Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. – М.: Транспорт, 1986 г. – 176с.
[5] https://referat.yabotanik.ru/jekologicheskoe-pravo/vliyanie-metallurgicheskoj-promyshlennosti-na-okruzhajushhuju-sredu/74991/70829/page3.html
[6] https://www.ogbus.ru/authors/Abdrakhimov/Abdrakhimov_1.pdf
[7] https://bio.1september.ru/2000/14/5.htm
[8] https://revolution.allbest.ru/ecology/00118397_0.html
[9] https://otherreferats.allbest.ru/ecology/00065675_0.html
[10] https://www.google.ru/#hl=ru&newwindow=1&output=search&sclient=psy-ab&q=влияние+сельского+хозяйства+на+атмосферу&oq=влияние+сельского+хозяйства+на+атмосферу&gs_l=hp.3..0i30.4340.4340.1.5993.1.1.0.0.0.0.94.94.1.1.0...0.0...1c.cIePF0m58tE&psj=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_qf.&fp=b773e4d360bb012d&bpcl=35466521&biw=1280&bih=709
[11] https://www.google.ru/#hl=ru&newwindow=1&sclient=psy-ab&q=+влияние+жкх+на+атмосферу&oq=+влияние+жкх+на+атмосферу&gs_l=serp.3...6556.18807.1.20390.34.13.0.0.0.7.180.1347.9j4.13.0...0.0...1c.1.4ZmGCIprts4&psj=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_qf.&fp=b773e4d360bb012d&bpcl=35466521&biw=1280&bih=709
[12] https://www.chelpogoda.ru/pages/610.php
[13] https://xreferat.ru/10/1661-1-sera-i-okruzhayushaya-sreda.html
[14] https://masters.donntu.edu.ua/2007/feht/brushchenko/library/libk3.htm
[15] https://ecoportal.su/news.php?id=24631
[16] Грин X. и Лейн В. Аэрозоли — пыли, дымы, туманы, пер. с англ.,
Л. 1969 г.
[17] Г.А. Кузнецов «Экология и будущее», Москва, изд. 1988 г.
- «Калейдоскоп», 12(46), 1997 г.
[18] «Кислотный дождь» Л. Хорват. Москва Стройиздат 1990 г.
«Лес и атмосфера» Уильям Х. Смит. Москва. «Прогресс» 1985 г.
[19] Небел Б.Наука об окружающей среде, Т.1 (Как устроен мир), М., 1993 г.
Гвишиани Д.М., Римский клуб. История создания, избранные доклады и выступления, официальные материалы, М., 1997
Микаэль П. Тодаро, Экономическое развитие, М., 1997 г.
[20] https://zelenyshluz.narod.ru/articles/atmosfer.htm