Экология
региональное природопользование

Природопользование

Очистка выбросов в атмосферу от примесей

Методы очистки атмосферы определяются природой загрязнителей. Ряд современных технологических процессов связан с измельчением веществ. При этом часть материалов переходит в пыль, которая вредна для здоровья и наносит значительный материальный ущерб вследствие потери ценных продуктов.

Пыль, осевшая в индустриальных городах, преимущественно содержит 20 % оксида железа, 15 % оксида кремния и 5 % сажи . Промышленная пыль включает также оксиды различных металлов и неметаллов, многие из которых токсичны. Это оксиды марганца, свинца, молибдена, ванадия, сурьмы, мышьяка, теллура. Пыль и аэрозоли не только затрудняют дыхание, но и приводят к климатическим изменениям, поскольку отражают солнечное излучение и затрудняют отвод тепла от Земли.

Принципы работы пылеулавливающих аппаратов основаны на использовании различных механизмов осаждения частиц: гратационном осаждении, осаждении под действием центробежной силы, диффузионном осаждении, электрическом (ионизационом) осаждении и некоторых других. По способу улавливай пыли аппараты бывают сухой, мокрой и электрической основной критерий выбора типа оборудования физикохимические свойства пыли, степень очистки, параметры газового потока (скорость поступления). Для газов, содержащих горючие и ядовятые примеси, лучше использовать аппараты мокрой очистки.

Основным направлением защиты атмосферы от загрязнений является создание малоотходных технологий с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья. Но это в идеале, в настоящее время очистка газов от загрязнений является пока единственным эффективным методом обезвреживания атмосферы. Существующие методы очистки можно разделить на две группы: некаталитические (абсорбционные и адсорбционные) и каталитические. Рассмотрим ряд методов химической очистки от наиболее распространенных загрязнителей.

Очистка газов от диоксида углерода:
1. Абсорбция водой. Способ прост и дешев, однако эффективность очистки мала, так как максимальная поглотительная способность воды — 8 кг СО2 на 100 кг воды.
2. Поглощение растворами этаноламинов:
В качестве поглотителя обычно применяют моноэтаноламин, хотя триэтаноламин обладает большей реакционной способностью.
3. Холодный метанол является хорошим поглотителем СО2 при 35 °с.
4. Очистка цеолитами типа СаА. Молекулы СО2 очень малы: 3,1А, поэтому 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.

Очистка газов от оксида углерода:

  • Дожигание на Pt/Pd-катализаторе.
  • Конверсия (адсорбционный метод).

Очистка газов от оксидов азота.
В химической промышленности очистка от оксидов азота л 80 % осуществляется за счет превращений на катализатора:
1. Окислительные методы основаны на реакции окисления ov сидов азота с последующим поглощением водой и образование»:

  • Окисление озоном в жидкой фазе.
  • Окисление кислородом при высокой температуре.

2. Восстановительные методы основаны на восстановлении оксидов азота до нейтральных продуктов в присутствии катализаторов или под действием высоких температур в присутствии восстановителей.
3. Сорбционные методы:

  • Адсорбция оксидов азота водяными растворами щелочей и СаСО3.
  • Адсорбция оксидов азота твердыми сорбентами (бурые угли, торф, силикагели).

Очистка газов от диоксида серы SO2:
1. Аммиачные методы очистки. Они основаны на взаимодействии SO2 с водным раствором сульфита аммония.
Образовавшийся бисульфит легко разлагается кислотой.
2. Метод нейтрализации SO2. Он основан на поглощении Wi раствором соды или извести.
3. Каталитические методы. Основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности катализаторов:

  • пиролюзитный метод — окисление SO2 кислородом в жидкой фазе в присутствии катализатора — пиролюзита (МпО2); метод может использоваться для получения серной кислоты.
  • озонокаталитический метод — разновидность пиролюзитного метода и отличается от него тем, что окисление Мп2+ в Мп3+ осуществляют в озоновоздушной смеси.

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 компонентов; требуемой степени очистки газа.
Иллюстрацией метода очистки газа по принципу безотходной техологии может служить процесс очистки выбросов от SO2 пуДМ окисления до SO3 при температуре 50480 °С. Затем при 220—260 °С введение газообразного ама приводит к выпадению осадка в виде кристаллов сульфата , являющегося эффективным минеральным удобрением.

После проведенной очистки газ поступает в атмосферу и р свивается, при этом загрязнение воздушной среды в приземном слое не должно превышать ПДК. Главной геофизической обсерваторией России разработана «Методика расчета концентраций в ат мосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выброса предприятий». Программы расчетов на ЭВМ носят названц «Эфир 5» и «Эфир 6». Рассмотрим вариант защиты окружающей среды от промышленных выбросов.

При расчете могут устанавливаться:
1) См — реальная максимальная концентрация загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы для сравнения ее с ПДК;
2) Н — минимальная высота трубы для обеспечения ПДК в приземном слое атмосферы;
3) ПДВ — предельно допустимый выброс, обеспечивающий концентрацию вредных веществ в приземном слое атмосферы не выше ПДК;
4) Смт — соответствующая ПДВ вредных веществ на выходе из трубы.

В заключение отметим, что очистка выбросов представляет разновидность утилизации отходов, имеющую огромное значениедля получения многих химических соединений, при постоянном истощении природных полезных ископаемых, и поэтому разработка новых и совершенствование существующих способов переработки выбросов никогда не потеряют актуальности.

<Загрезнение водного бассейна и контроль за состоянием гидросферы
Главная   |   Поля   |   Жизнедеятельность   |   Природопользование   |   Безопасность   |   Карта сайта
2008-2015 © p0d.ru, E-mail:info@p0d.ru