Частина іі технологія захисту атмосфери від викидів шкідливих газів та пари
Розділ 6. МЕТОДИ ЗАХИСТУ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ ВІД ШКІДЛИВИХ ВИКИДІВ
Розділ 7. МЕТОДИ І ПРИНЦИПИ РОЗРАХУНКУ ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ВЛОВЛЕННЯ І ЗНЕШКОДЖЕННЯ ШКІДЛИВИХ ДОМІШОК У ПОВІТРІ
Розділ 8. ЗАСОБИ І ПРИСТРОЇ ОЧИСТКИ ПРОМИСЛОВИХ ГАЗІВ
Розділ 9. ОЧИСТКА ПРОМИСЛОВИХ ГАЗІВ ВІД ДІОКСИДУ СУЛЬФУРУ І ОКСИДІВ НІТРОГЕНУ
Розділ 10. ОЧИСТКА ПРОМИСЛОВИХ ГАЗІВ ВІД ОКСИДУ КАРБОНУ, ДІОКСИДУ КАРБОНУ І СІРКОВОДНЮ
Розділ 11. МЕТОДИ ЗНИЖЕННЯ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ ВІД ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ
Розділ 6 Методи захисту атмосферного повітря від шкідливих викидів
6.1. Основні напрямки захисту атмосфери від шкідливих домішок
Промислове виробництво і інші види господарської діяльності людини супроводжуються виділенням в повітря приміщень і в атмосферне повітря різних речовин, що забруднюють повітряне середовище. Багато технологічних процесів на підприємствах металургійної, хімічної, нафтохімічної промисловості, у ряді цехів машинобудівних заводів, на багатьох інших виробництвах супроводжуються надходженням шкідливих газів і пари в атмосферне повітря. Активним забруднювачем атмосферного повітря є транспорт, в першу чергу, автомобільний.
Для того, щоб уникнути важких наслідків забруднення атмосфери і підтримувати якість повітря на рівні, відповідному санітарним вимогам, викиди в атмосферу повинні очищатися від аерозольних забруднень, шкідливих газів і пари. Викиди шкідливих речовин в атмосферу можна значно зменшити завдяки здійсненню технологічних заходів.
В міру розвитку техніки і вдосконалення технологічних процесів з’являються нові види речовин, що викидаються в атмосферу. В той же час відбувається модернізація існуючих і розробка нових видів технологічного обладнання. Запроваджуються безвідходні технології, при яких виключаються викиди в атмосферу, з’являються нові методи очищення повітря від шкідливих газів і пари, розробляється і застосовується нове технологічне обладнання, до складу якого входять вбудовані агрегати для видалення і знешкодження шкідливих речовин.
Всі відомі методи і засоби захисту атмосфери від хімічних домішок можна об’єднати в три групи.
До першої групи входять заходи, направлені на зниження потужності викидів, тобто зменшення кількості речовини, що викидається, в одиницю часу. До другої групи входять заходи, направлені на захист атмосфери шляхом обробки і нейтралізації шкідливих викидів спеціальними системами очищення. До третьої групи входять заходи щодо нормування викидів як на окремих підприємствах і пристроях, так і в регіоні в цілому.
Для зниження потужності викидів хімічних домішок в атмосферу найширше використовують:
заміну менш екологічних видів палива екологічними;
спалювання палива за спеціальною технологією;
створення замкнутих виробничих циклів.
У першому випадку застосовують паливо з нижчим балом забруднення атмосфери. При спалюванні різних палив такі показники, як зольність, кількість діоксиду сірки і оксидів азоту у викидах, можуть сильно відзрізнятися між собою, тому введений сумарний показник забруднення атмосфери в балах, який відображає ступінь шкідливої дії на людину. Так, для сланців він рівний 3,16, вугілля – 2,02, природного газу – 0,04.
Спалювання палива за особливою технологією (рис. 6.1) здійснюється або в киплячому шарі, або попередньою їх газифікацією.
Рис. 6.1. Схема теплової електростанції з використанням допалювання топкових газів і вприскуванням сорбенту:
1 − парова турбіна; 2 − пальник; 3 − бойлер; 4 – електроосаджувач; 5 – генератор
Для зменшення потужності викиду сірки тверде, порошкоподібне або рідке паливо спалюють в киплячому шарі, який формується з твердих частинок золи, піску або інших речовин (інертних або реакційно-здатних). Тверді частинки вдуваються в гази, що проходять, де вони завихрюються, інтенсивно перемішуються і утворюють примусово рівноважний потік, який в цілому володіє властивостями рідини.
Попередній газифікації піддаються вугілля і нафтові палива, проте на практиці найчастіше застосовують газифікацію вугілля. Оскільки в енергетичних установках газ, що надходить і виходить, може бути ефективно очищений, то концентрації діоксиду сірки і твердих частинок в їх викидах будуть мінімальними.
Одним з перспективних способів захисту атмосфери від хімічних домішок є впровадження замкнутих виробничих процесів, які зводять до мінімуму відходи, що викидаються в атмосферу, повторно використовуючи і споживаючи їх, тобто перетворюючи їх на нові продукти.
Заходи, які направлені на захист атмосфери шляхом обробки і нейтралізації шкідливих викидів спеціальними системами очищення, передбачають очистку газів джерела викиду. Промислова очистка газів від зважених у них твердих або рідких частинок проводиться для зменшення забруднення повітря, вловлювання із газу цінних продуктів чи видалення з нього шкідливих домішок, які негативно впливають на послідуючу обробку газу, а також руйнують апаратуру.
За агрегатним станом забруднювачі повітря поділяються на пил, тумани і газопароподібні домішки. Системи очищення повітря, залежно від вмісту у ньому шкідливих речовин, діляться на три групи: системи і методи очищення викидів від пилу, туманів, газопароподібних домішок (рис. 6.2).
Рис. 6.2. Системи і методи очищення шкідливих викидів
При підвищеному вмісті пилу в повітрі використовують пиловловлювачі і електрофільтри. Фільтри застосовують для тонкого очищення повітря з концентрацією домішок менше 100 мг/м3.
Для очищення повітря від туманів (наприклад, кислот, лугів, масел і ін. рідин) використовують системи фільтрів, які називать тумановловлювачами.
Засоби захисту повітря від газопароподібних домішок залежать від вибраного методу очищення. За характером протікання физико-хімічних процесів виділяють метод абсорбції (промивка викидів розчинниками домішки), хемосорбції (промивка викидів розчинами реагентів, що зв’язують домішки хімічно), адсорбції (поглинання газоподібних домішок за рахунок каталізаторів) і термічної нейтралізації.