Способы очистки атмосферного воздуха

При каталитическом методе токсичные компоненты газовоздушной смеси, взаимодействуя со специальным веществом - катализатором, превращаются в безвредные вещества. В качестве катализаторов используются металлы или их соединения (платина, оксиды меди и марганца и пр.). Катализатор, выполняемый в виде шаров, колец или спиральной проволоки, играет роль ускорителя химического процесса.

Добавка благородных металлов в виде пленки на поверхности катализатора составляет сотые доли процента к  его массе.

Термический метод или высокотемпературное дожигание, который иногда называют термической нейтрализацией, требует поддержания высоких температур очищаемого газа и наличия достаточного количества кислорода. В термических катализаторах сжигаются такие газы, как, например, углеводороды, оксид углерода, выбросы лакокрасочного производства. Эффективность этих систем очистки достигает 0,9...0,99, температура в зоне горения - 500...750°С.

Серьезной проблемой современности  являются значительные выбросы сернистого ангидрида и окислов азота, которые  разносятся на огромные расстояния и  выпадают в виде «кислотных дождей», заражая водоемы, зеленые насаждения, грунтовые воды. Выбросы этих вредных  веществ наблюдаются в металлургии, при производстве серной кислоты  и минеральных удобрений.

Наиболее перспективным  направлением развития сернокислотного  производства считают получение  кислоты по схеме ДКДА (двойное  контактирование - двойная абсорбция). Общая степень контактирования  в процессе достигает 99,8%, дополнительной очистки газа от сернистого ангидрида  не требуется, выбросы S0₂ в атмосферу в два-три раза ниже, чем при одностадийном контактировании; повышается коэффициент использования сырья[11, 20].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Результаты исследований и их анализ.

На практике реализуются  следующие варианты защиты атмосферного воздуха:

- вывод токсичных веществ  из помещений общеобменной вентиляцией;

- локализация токсичных  веществ в зоне их образования  местной вентиляцией, очистка  загрязненного воздуха в специальных  аппаратах и его возврат в  производственное или бытовое  помещение, если воздух после  очистки в аппарате соответствует  нормативным требованиям к приточному  воздуху;

- локализация токсичных  веществ в зоне их образования  местной вентиляцией, очистка  загрязненного воздуха в специальных  аппаратах, выброс и рассеивание  в атмосфере;

- очистка технологических  газовых выбросов в специальных  аппаратах, выброс и рассеивание  в атмосфере; в ряде случаев  перед выбросом отходящие газы  разбавляют атмосферным воздухом;

- очистка отработавших  газов энергоустановок, например, двигателей внутреннего сгорания  в специальных агрегатах, и  выброс в атмосферу или производственную  зону (рудники, карьеры, складские  помещения и т. п.)

Для соблюдения ПДК вредных  веществ в атмосферном воздухе  населенных мест устанавливают предельно  допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ  из систем вытяжной вентиляции, различных  технологических и энергетических установок.

Аппараты очистки вентиляционных и технологических выбросов в  атмосферу делятся на: пылеуловители (сухие, электрические, фильтры, мокрые); туманоуловители (низкоскоростные  и высокоскоростные); аппараты для  улавливания паров и газов (абсорбционные, хемосорбционные, адсорбционные и  нейтрализаторы); аппараты многоступенчатой очистки (уловители пыли и газов, уловители туманов и твердых  примесей, многоступенчатые пылеуловители). Их работа характеризуется рядом  параметров. Основными из них являются активность очистки, гидравлическое сопротивление и потребляемая мощность.

Широкое применение для очистки  газов от частиц получили сухие пылеуловители - циклоны различных типов.

Электрическая очистка (электрофильтры) - один из наиболее совершенных видов  очистки газов от взвешенных в  них частиц пыли и тумана. Этот процесс  основан на ударной ионизации  газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. Для этого  применяют электрофильтры.

Для высокоэффективной очистки  выбросов необходимо применять аппараты многоступенчатой очистки. В этом случае очищаемые газы последовательно  проходят несколько автономных аппаратов  очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки.

Такие решения находят  применение при высокоэффективной  очистке газов от твердых примесей; при одновременной очистке от твердых и газообразных примесей; при очистке от твердых примесей и капельной жидкости и т. п. Многоступенчатую очистку широко применяют в системах очистки воздуха с его последующим  возвратом в помещение.

Абсорбционный способ очистки  газов, осуществляемый в установках-абсорберах, наиболее прост и дает высокую  степень очистки, однако требует  громоздкого оборудования и очистки  поглощающей жидкости. Основан на химических реакциях между газом, например, сернистым ангидридом, и поглощающей  суспензией (щелочной раствор: известняк, аммиак, известь). При этом способе  на поверхность твердого пористого  тела (адсорбента) осаждаются газообразные вредные примеси. Последние могут  быть извлечены с помощью десорбции  при нагревании водяным паром.

Способ окисления горючих  углеродистых вредных веществ в  воздухе заключается в сжигании в пламени и образовании СО2 и воды, способ термического окисления - в подогреве и подаче в огневую горелку.

Каталитическое окисление  с использованием твердых катализаторов  заключается в том, что сернистый  ангидрид проходит через катализатор  в виде марганцевых составов или  серной кислоты.

Для очистки газов методом  катализа с использованием реакций  восстановления и разложения применяют  восстановители (водород, аммиак, углеводороды, монооксид углерода). Нейтрализация  оксидов азота NOx достигается применением метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида углерода.

Перспективен сорбционно-каталитический способ очистки особо токсичных  веществ при температурах ниже температуры  катализа.

Адсорбционно-окислительный  способ также представляется перспективным. Он заключается в физической адсорбции  малых количеств вредных компонентов  с последующим выдуванием адсорбированного вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического или термического дожигания.

В крупных городах для  снижения вредного влияния загрязнения  воздуха на человека применяют специальные  градостроительные мероприятия: зональную  застройку жилых массивов, когда  близко к дороге располагают низкие здания, затем - высокие и под их защитой - детские и лечебные учреждения; транспортные развязки без пересечений, озеленение.

Для повышения эффективности  санитарно-защитных зон на их территории высаживают древесно-кустарниковую  и травянистую растительность, снижающую  концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, интенсивно загрязняющих атмосферный  воздух вредными для растительности газами, следует выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и  травы с учетом степени агрессивности  и концентрации промышленных выбросов. Особо вредны для растительности выбросы предприятий химической промышленности (сернистый и серный ангидрид, сероводород, серная, азотная, фтористая и бромистая кислоты, хлор, фтор, аммиак и др.), черной и цветной металлургии, угольной и теплоэнергетической промышленности[12].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Очистка атмосферных выбросов от загрязняющих веществ имеет огромное экологическое значение. Антропогенные  процессы загрязнения воздушного бассейна в большинстве случаев поддаются  управлению.

Для полноценной очистки  газовых выбросов целесообразны  комбинированные методы, в которых  применяется оптимальное для  каждого конкретного случая сочетание  грубой, средней и тонкой очистки  газов и паров. На первых стадиях, когда содержание токсичной примеси  велико, более подходят абсорбционные  методы, а для доочистки -- адсорбционные  или каталитические. Наиболее надежным и самым экономичным способом охраны биосферы от вредных газовых  выбросов является переход к безотходному производству, или к безотходным  технологиям. Термин «безотходная технология»  впервые предложен академиком Н.Н. Семеновым. Под ним подразумевается  создание оптимальных технологических  систем с замкнутыми материальными  и энергетическими потоками. Такое  производство не должно иметь сточных  вод, вредных выбросов в атмосферу  и твердых отходов и не должно потреблять воду из природных водоемов. Конечно же, понятие «безотходное производство» имеет несколько  условный характер; это идеальная  модель производства, так как в  реальных условиях нельзя полностью  ликвидировать отходы и избавиться от влияния производства на окружающую среду. Точнее следует называть такие  системы малоотходными, дающими  минимальные выбросы, при которых  ущерб природным экосистемам  будет минимален. В настоящее  время определилось несколько основных направлений охраны биосферы, которые  в конечном счете ведут к созданию безотходных технологий: разработка и внедрение принципиально новых  технологических процессов и  систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование  основного количества отходов; создание бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе наиболее эффективных методов очистки  сточных вод; переработка отходов  производства и потребления в  качестве вторичного сырья; создание территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса. Разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование основного количества отходов, является основным направлением технического прогресса. Т.о. в ходе работы были сформированы знания о способах очистки производственных выбросов, показана их эффективность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  использованных источников и литературы.

    1. ГОСТ 17.2.1.04-77 «Охрана  природы.  Атмосфера, источники  и метеорологические факторы  загрязнения промышленных выбросов».

2.Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности/С.В. Белов.- М.: Издательский центр «Высшая школа», 1999 г. с 29 – 38.

3.Бринчук, М.М. Правовая охрана окружающей среды от загрязнения токсичными веществами/М.М. Бринчук.- М. 1990г. с 100 – 108.

4. Гурова, Т. Ф. Основы экологии и рационального природопользования / Т. Ф. Гурова, Л. В. Назаренко. - М.: Издательство Оникс, 2005. с 18 – 23.

5. Данилов-Данильян, В.И. Экология, охрана природы и экологическая безопасность/ В.И. Данилов-Данильян.- М.: МНЭПУ, 1997 г. с 20 – 22.

6. Данилов-Данильян, В.И. Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать?/В.И. Данилов-Данильян.- М.: МНЭПУ, 1997 г. с 113 – 117.

7. Донская, С.А. Основы экологии и экономика природопользования/С.А. Донская, Н.П. Донской. - Мн.: Технопринт, 2000 г. с 71 – 77.

8. Реймерс, Н. Ф. Природопользование/Н.Ф. Реймес. - М.: Издательский центр «Мысль», 1990 г. с 54 – 62.

9. Реймерс, Н.Ф. Природопользование/Н.Ф. Реймес.- М. 1990г. с 61 – 70.

10. Подобедов, Н.С. Природные ресурсы Земли и охрана окружающей среды/Н.С. Подобедов.- М.: Издательский центр «Недра», 1985 г. с 44 – 50.

11. Хаустов, А.П. Природопользование, охрана окружающей среды и экономика / А. П. Хаустов. - М.: Издательство РУДН, 2006 г. с 128 – 134.

12. Протасов, В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России/В.Ф. Протасов.- М.: 1999 г. с 114 – 125.

13. Пыльнева, Т.Г. Природопользование/Т.Г. Пыльнева.- М, 1997г.

14. Савенок, А. Ф. Основы экологии и рационального природопользования / А. Ф. Савенок, Е. И. Савенок. - Мн.: Сэр-Вит, 2004 г. с 391- 432.

15. Шимова, О. С. Основы экологии и экономика природопользования/ О. С. Шимова, Н. К. Соколовский. - Мн.: БГЭУ, 2002 г. с 358- 367.

    16. Основы химической технологии: Учебник для студентов хим. технол.  спец. вузов / И.П. Мухленов, А.Е. Горштейн, Е.С. Тумаркина; Под ред. И.П. Мухленова. – 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1991. – 463 с.

    17.    Глинка Н.Л. Общая химия. Изд. 17-е, испр. — Л.: «Химия», 1975. – 728 с.

        18.  Кузнецов В.В., Усть-Качкинцов В.Ф. Физическая и коллоидная

химия. Учеб. пособие для вузов. — М.: Высш. школа, 1976. – 277 с.

    19. ХромовС.П.,  Петросянц М.А.  Метеорология и климатология: Учебник, 4-е изд.: перераб. и доп. — М.: Изд-во МГУ, 1994. – 520 с.

    20. Данилов-Данильян В.И. «Экология, охрана природы и экологическая безопасность» М.: МНЭПУ, 1997 г.

   21. Протасов В.Ф. «Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России», М.: Финансы и статистика, 1999 г.

    22.Белов С.В. «Безопасность жизнедеятельности» М.: Высшая школа, 1999г.