Уничтожение вредных выбросов кратко

Обновлено: 08.07.2024

Способы сокращения выбросов в зависимости от погодных условий

Метеорологические условия влияют на выбор мероприятий по сокращению выбросов на предприятии. При нормальных погодных условиях деятельность по снижению выбросов осуществляется в соответствии с утвержденным на предприятии планом экологизации. Систематически и последовательно реализуются такие меры:

разработка и внедрение безотходных, малоотходных и ресурсосберегающих технологий;
внедрение инновационных очистительных систем для более эффективной фильтрации газа и пыли;
переход на экологически чистое сырье и использование вторичных материалов;
использование топливных ресурсов с минимальным содержанием загрязняющих веществ;
обогащение сырьевого материала для производства экологически безопасной продукции;
реорганизация системы движения транспорта;
минимизация объемов неорганизованных выбросов и утечек;
строгий контроль технологической работоспособности производственных фондов и очистных сооружений.

Изменение погоды неблагоприятную сторону (сильный ветер, засуха, дождь) влечет необходимость принятия срочных, внеплановых мер по снижению объемов выбросов. Экологические мероприятия должны быть проведены еще до начала плохих погодных условий (на основании результатов прогнозирования погоды).

Общие меры снижения выбросов для всех субъектов хозяйствования — их сокращение до уровня предельно допустимой нормы. В особо опасных случаях выброс вредных веществ необходимо сократить в несколько раз по сравнению с предельно допустимыми значениями.

На каждом предприятии должен быть утвержден регламент мероприятий по сокращению выброса при плохих метеорологических условиях. Такой регламент обеспечивает сокращение выбросов за счет:

использования топливных ресурсов и чистого сырья;
запрета на ремонт оборудования и транспорта, который может привести к внеплановым выбросам;
усиление интенсивности работы очистных сооружений.

Меры по сокращению выбросов вредных веществ при плохих погодных условиях разрабатываются для действующих и проектируемых предприятий с учетом особенностей производства. Уровень сокращения выбросов загрязняющих веществ зависит от их концентрации.

Снижение выбросов должно обеспечивать сокращение концентрации опасных соединений в приземном шаре:

Первый режим неблагоприятных погодных условий
– до 20%, в основном за счет реализации организационных и технических мероприятий;
Второй режим неблагоприятных погодных условий
– до 40% за счет проведения организационно-технических мероприятий, внесения изменений в технологические процессы, незначительного сокращения производительности предприятия;
Третий режим неблагоприятных погодных условий
– до 60% в основном за счет сокращения производительности компании.

При опасных условиях вопрос сокращения объемов выбросов решается радикально. Предприятие временно приостанавливает работу производственных мощностей. Выбросы прекращаются полностью.

Способы сокращения выбросов на примере газообразных веществ

Газообразные выбросы загрязняют атмосферу. Минимизировать объемы газообразных выбросов в воздух можно за счет инновационных разработок. Для сокращения газообразных выбросов предприятия могут использоваться такие способы:

Оптимизация работы теплогенерирующей установки
— использование присадок, внедрение инновационных технологий сжигания топлива, выбор оптимального режима работы;
Переход на экологически чистое топливо
— например, мазут можно заменить на природный газ. Также популярностью пользуется инновационное синтетическое топливо. Эти мероприятия обходятся дорого, но позволяют сократить выбросы вредных продуктов сгорания;
Фильтрация дымовых газов
— позволяет минимизировать концентрацию вредных соединений в газообразных выбросах. Для удаления вредных частиц используют технологии десульфатации, абсорбции, адсорбции, каталитического окисления;
Рассеивание вредных соединений в атмосфере за счет определенной высоты трубы выброса
— этот метод не влияет на объем выбрасываемых веществ, а обеспечивает их рассеивание на большей площади. В результате концентрация загрязняющих соединений в приземном шаре снижается.

Реализация таких мероприятий позволяет снизить объемы выбросов и концентрацию вредных веществ в воздухе.

Последствия загрязнения воздуха

Во время сгорания различных видов топлива в воздух попадает углекислый газ. Наряду с другими парниковыми газами, он порождает такое опасное явление нашей планеты, как парниковый эффект. Это приводит к разрушению озонового слоя, который в свою очередь защищает нашу планету от интенсивного воздействия ультрафиолетовых лучей. Все это приводит к глобальному потеплению и климатическим изменениям планеты.

Одним из последствий накопления углекислого газа и глобального потепления является таяние ледников. В результате поднимается уровень вод Мирового океана, и в дальнейшем может произойти затопление островов и прибережных зон материков. В некоторых районах постоянным явлением будут наводнения. Погибнут растения, животные и люди.

Загрязняя воздух, различные элементы выпадают на землю в виде кислотных дождей. Эти осадки попадают в водоемы, изменяют состав воды, и это становится причиной гибели флоры и фауны в реках и озерах.

На сегодняшний день загрязнение воздуха – это локальная проблема многих городов, которая переросла в глобальную. Сложно найти место в мире, где остался чистый воздух. Кроме негативного влияния на окружающую среду, атмосферное загрязнение приводит к заболеваниям у людей, которые перерастают в хронические, и сокращают продолжительность жизни населения.

Для вас не секрет, что воздух атмосферы состоит из смеси газов. В него входят азот, кислород, аргон, углекислый газ, неон, гелий, водород и озон.

В результате вмешательства человека, атмосфера пополняется ядовитыми газами – метаном, оксидами азота и углерода, сернистым газом и другими.

Самыми большими загрязнителями атмосферы угарным газом, то есть оксидом углерода, являются металлургические заводы и трубы домашних печей. Смесью различных ядовитых газов нашу атмосферу загрязняет химическая промышленность. Из обыкновенных аэрозольных баллончиков, таких, например, как обычный дезодорант или освежитель воздуха, в воздух попадают ядовитые фреоны.

Не будем забывать и об автомобильных выхлопах. В них содержатся ядовитые для всего живого газы: угарный газ, окись азота, несгоревшие летучие углеводороды.

Загрязнение атмосферы не проходит бесследно для здоровья человека. Когда в воздухе сосредотачивается много ядовитых газов, у человека ухудшается самочувствие, страдают лёгкие, сердечно-сосудистая система, возникает раздражение глаз, слизистых оболочек рта и носа. Вот почему люди в больших городах болеют гораздо чаще тех, кто живёт в небольших городах или деревнях.

Для регулирования содержания в воздухе ядовитых веществ были установлены предельно допустимые нормы

Главным химическим загрязнителем называют сернистый газ. Образуется этот газ при сжигании угля, сланцев, нефти, производстве серной кислоты и при выплавке меди.

Чем так опасен этот газ? Он очень быстро распространяется на достаточно большие расстояния.

Соединяясь с парами воды, этот газ образует серную кислоту, которая, в свою очередь, является самым ядовитым компонентом кислотных дождей.

Кислотные дожди

– это все виды метеорологических осадков, в которых отмечается понижение ph из-за загрязнения воздуха кислотными оксидами.

Давайте посмотрим, чем опасны такие дожди.

Кислотные дожди, которые выпадают на океаническое мелководье, изменяют среду обитания морских беспозвоночных животных. Это приводит к тому, что многие из них перестают размножаться. Нарушается цепочка питания пищевой пирамиды и возникает нарушение экологического равновесия в океанах.

Если кислотный дождь выпадает на поверхность почвы, то повышается общая кислотность, вымывается кальций, магний, калий и другие питательные вещества, повышается токсичность почвы.

Растения, которые растут на такой почве, подвергаются болезням и нападению вредителей. Они прекращают усваивать азот. Из-за этого замедляется рост растений, и они погибают.

В районах, где выпали кислотные дожди, урожайность культур ниже, чем в тех районах, где кислотные дожди не выпадали.

Из-за кислотных дождей около 14 % лесов на планете постепенно умирают.

Все вы, наверное, слышали о парниковом эффекте. Поговорим о нём подробнее. Начнём с определения.

Парниковый эффект

– это естественный процесс разогревания нижних слоёв атмосферы за счёт поглощения ими тепла нагреваемой Солнцем земной поверхности.

Если бы парникового эффекта не было, то температура поверхности Земли была бы настолько низкой, что жизни на ней не существовало бы.

Основными хранителями или поглотителями тепла в атмосфере называют водяные испарения и углекислый газ.

Но проблема заключается в том, что с развитием промышленности в состав парниковых газов стали входить фреоны и оксиды азота.

Чем больше концентрация парниковых газов в атмосфере, тем сильнее парниковый эффект. Именно это и приводит к глобальному потеплению климата.

В настоящее время 20 % от парниковых газов составляют фреоны, которые используются в холодильниках, кондиционерах и аэрозольных баллончиках. 10 % от парниковых газов – это оксиды азота, которые образуются после вырубки лесов и применения азотных удобрений. Метан составляет 10 % парниковых газов. Две трети всего метана выделяется в процессе человеческой деятельности. Самая большая часть парниковых газов, а именно 50 % — это доля углекислого газа.

Такое большое количество углекислого газа выделяется при сжигании ископаемого топлива и дров.

Если увеличение парниковых газов не уменьшится, то это вызовет потепление, что, в свою очередь, вызовет повышение уровня Мирового океана, воды которого затопят города и районы, расположенные в низинах.

Температура на поверхности Солнца составляет около шести тысяч градусов. Для того, чтобы Солнце не спалило Землю, в верхних слоях атмосферы Земли располагается озоновый слой.

– это особая форма кислорода. Этот слой создаёт защитный экран, который и защищает всё живое от губительных ультрафиолетовых лучей.

Мы уже сказали, что в настоящее время в атмосферу поступает очень много фреонов. Сами они не ядовитые и химически инертные, но под действием ультрафиолетовых лучей с определённой длиной волны они способны выделять атомарный хлор, который разлагает озон.

Другими словами, особую опасность для озонового слоя представляют самые простые флакончики с духами, дезодоранты и лаки для волос.

Когда озоновый слой истончается, в нём образуются так называемые озоновые дыры. Это пространство озоносферы, где содержание озона понижено менее чем на 50 %. Впервые озоновые дыры были зафиксированы в начале 80-х годов двадцатого века. Самые большие из них наблюдаются над Антарктидой и Арктикой.

Снижение содержания озона в атмосфере также можно связать с возрастанием в ней количества оксидов азота. Эти оксиды выделяются космическими кораблями, автотранспортом, тепловыми электростанциями. Помимо этого, озоновый слой становится тоньше и из-за уменьшения доли кислорода. А происходит это из-за вырубки лесов и сжигания природного топлива.

Подведём итоги урока

Сегодня мы поговорили о проблеме загрязнения атмосферы. Мы вспомнили, из каких основных компонентов состоит воздух и какие ядовитые вещества его отравляют. Мы узнали, что главным химическим загрязнителем воздуха является сернистый газ. Дали определение кислотным дождям. Познакомились с последствиями выпадения этих дождей. Поговорили о парниковом эффекте и парниковых газах. Не забыли сказать о влиянии человека на озоновый слой планеты.

Охрана биосферы от загрязнения является комплексной задачей. Экологическая безопасность общества определяется многими факторами: экономическими, социальными, технологическими и др.

Охрана биосферы осуществляется по двум направлениям:

совершенствование производственных отношений, т. е. создание действующей системы природоохранных мероприятий;

совершенствование производительных сил, т. е. создание не разрушающих природу производств.

Совершенствование производственных отношений возможно при сочетании административного и экономического методов.

Административный метод охраны окружающей природной среды предполагает регулирование со стороны государства. Государство через систему соответствующих органов устанавливает правовые нормы, регулирующие экологические отношения, определяет меры и средства осуществления государственного контроля, устанавливает меры юридической ответственности за экологические правонарушения. Административный метод используется для обеспечения порядка управления и поэтому исходит из отношений власти и подчинения.

У нас в стране до принятия Конституции РФ в 1993 г. признавалась только государственная собственность на природные ресурсы, что обусловливало преимущественно административный способ управления ими. В Конституции РФ сказано, что "земля и иные природные ресурсы могут находиться в частной, государственной, муниципальной и иных 64 формах собственности" (ст. 9). Признание равноправных форм Собственности на природные ресурсы явилось предпосылкой для формирования экономического механизма охраны окру-> нощей природной среды и природопользования.

Экономический метод охраны окружающей природной еды подразумевает усиление рыночных средств воздействия а экологические процессы, предупреждение загрязнений. В России установлена система платежей за природные ресурсы, определены меры экономического стимулирования для предприятий, которые используют ресурсосберегающие технологии или выпускают экологически чистую продукцию (подобнее эти вопросы рассматриваются в разд. 2).

Совершенствование производительных сил достигается технологическими методами, т. е. путем совершенствования очистки промышленных выбросов и переработки отходов производства, создания малоотходных технологий, комплексного использования природного сырья.

Технологические методы направлены на создание не разрушающих природу производств. Основным принципом при создании не разрушающих природу производств является оказание минимального воздействия на окружающую природную среду. Эта задача решается двумя путями: уничтожение вредных выбросов (очистка и утилизация); создание малоотходных и ресурсосберегающих производств.

1.10. Уничтожение вредных выбросов

Уничтожение вредных выбросов достигается в процессе очистки бытовых и промышленных стоков, газообразных выбросов, а также методами утилизации, т. е. переработки бытовых и промышленных отходов.

Очистка газообразных выбросов включает:

Рассеяние химических соединений в атмосфере через высотные трубы. На большинстве бытовых и промышленных предприятий для отвода газообразных выбросов используются трубы высотой 200—350 м. Такая высота труб позволяет распределить загрязняющие вещества на большие площади, при этом значительно снижается их концентрация в атмосфере. Из трубы высотой 200 м газовые потоки рассеиваются на 20 км, а из трубы высотой 250 м — на 75 км.

Очистку атмосферных выбросов от пыли с применением:

механических обеспыливающих устройств, в которых пыль отделяется под действием гравитационных, инерционных или центробежных сил;

мокрых методов очистки (использование аппаратов, в которых пыль поглощается жидкостью);

электрофильтров (осаждение пыли осуществляется за счет ионизации газа и содержащейся в нем пыли).

Механические обеспыливающие устройства используются для предварительной очистки отходящих газов. Простейшими аппаратами являются осадитвлъные камеры, в которых крупные частицы пыли под действием инерционных сил осаждаются на дно камеры и впоследствии удаляются. Наиболее широкое распространение получили циклоны, в которых частицы пыли выделяются под действием центробежной силы в процессе вращения газового потока в корпусе аппарата.

Мокрые (гидравлические) способы очистки промышленных газов от пыли более эффективны и менее энергоемки по сравнению с механическими методами. В гидравлических аппаратах газы пропускаются через поток распыляемой или стекающей по насадке жидкости. Частицы пыли захватываются потоками промывной жидкости и осаждаются в аппарате, а очищенные газы выбрасываются в атмосферу.

Электрофильтры являются наиболее совершенным способом очистки промышленных выбросов, их эффективность достигает 99%. Принцип действия электрофильтра заключается в том, что пылевидным частицам сообщается заряд, после чего они осаждаются на противоположно заряженном (осадительном) электроде, откуда пыль периодически удаляют.

Очистка атмосферных выбросов от токсичных веществ:

адсорбционные методы очистки, которые основаны на избирательном поглощении газов или паров жидкостями;

каталитические методы очистки, которые основаны на каталитических окислительно-восстановительных реакциях, В результате которых происходит химическое превращение Токсичных веществ в более безобидные соединения.

Адсорбционные методы очистки применяются для очистки отходящих газов от оксидов углерода и от диоксида серы. Оксиды углерода поглощаются водой или медно-аммиачным раствором. Для очистки газов от диоксида серы используются .содовый метод, который осуществляется пропусканием отходящих газов через раствор соды, при этом происходит нейтрализация диоксида серы.

Каталитические методы очистки газов от диоксида серы позволяют переработать уловленный диоксид серы в серную кислоту. В качестве катализаторов используют пиролюзит или активированный уголь.

Очистка сточных вод производится различными методами в зависимости от вида стоков.

Различают промышленные и бытовые стоки. Промышленные стоки содержат специфические загрязнители, поэтому их запрещено сбрасывать в общую городскую систему водоотведения. Методы очистки промышленных стоков определяются физико-химической природой загрязнителей. Очистка производится в несколько этапов.

На первом этапе производится очистка от взвешенных и коллоидных частиц, т. е. механическая очистка, которая производится методами фильтрации, флотации, коагуляции.

Фильтрация применяется для отделения твердых или жидких веществ от сточных вод. В качестве фильтров используются: металлическая или пластмассовая сетка, зернистый слой (песок, уголь, коксовая мелочь), тканевые перегородки из асбеста, стеклянного или искусственного волокна. Фильтры, благодаря пористости, задерживают взвешенные частицы и свободно пропускают воду.

Флотация — метод основан на различной смачиваемости частиц. Этот метод применяется для очистки стоков от взвешенных механических примесей. В емкость с очищаемыми водами снизу подается воздух. Пузырьки адсорбируются на поверхности частиц и выносят их на поверхность, т. е. образуется пена. Флотационные методы используются для очистки сточных вод нефтеперерабатывающих, целлюлозно-бумажных, пищевых и других производств.

Коагуляция — процесс укрупнения диспергированных частиц и объединение их в агрегаты под влиянием физических и химических процессов, самопроизвольно протекающих в растворе, или под влиянием специальных веществ — коагулянтов. В качестве коагулянтов используют соли железа, кремниевую кислоту. В некоторых случаях для коагулирования достаточно подкислить сточные воды. Например, при подкислении бытовых стоков в осадок выпадают мыла. Метод коагуляции применяется для очистки сточных вод текстильных предприятий, фабрик искусственного волокна, нефтеперерабатывающих заводов.

На втором этапе производится очистка сточных вод от растворенных в них химических соединении. На этом этапе применяются: экстракция, адсорбция, ионообменные методы очистки.

Экстракция — использование растворителей для извлечения токсичных веществ из очищаемых стоков. Этот метод применяется для очистки стоков от органических соединений (масел, фенолов, органических кислот). Метод основан на избирательной растворимости органических соединений, которые не растворяются в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях (бензол, хлороформ, спирт и т. п.). Экстракция осуществляется в колонках с насадкой, куда по-, даются сточные воды и экстрагент. Извлекаемые вещества растворяются в экстрагенте. По мере пропускания через насадку экстрагент насыщается извлекаемыми примесями. Очищенные воды направляются на дальнейшую обработку.

Адсорбция — поглощение токсичных веществ твердым веществом — адсорбентом. Этот метод применяется для очистки сточных вод от органических соединений (красители, пестициды, фенолы). Сточные воды пропускают через фильтр, который заполнен адсорбентом. В качестве адсорбентов применяют вещества и материалы, которые обладает высокой поглотительной способностью, например: торф, опилки, уголь, шлаки. Сорбент может также добавляться в очищаемые стоки в измельченном виде.

Ионообмен — использование ионитов, которые участвует в реакции с ионами очищаемых сточных вод. Ионообменная очистка применяется для извлечения из сточных вод металлов, а также соединений мышьяка, фосфора, цианидов. В качестве ионитов используются природные соединения (цеолиты, глинистые минералы, фторапатиты), а также синтетические смолы — высокомолекулярные соединения. В воде Иониты набухают в 1,5—3 раза. Ионитами заполняют емкость, через которую пропускают очищаемые воды.

Очищенные стоки возвращаются в производственный процесс или сбрасывают в городскую систему водоотведения. Для [Каждого промышленного предприятия установлены нормативы содержания загрязняющих веществ в стоках, поэтому очистка вод является обязательным условием деятельности предприятий. За соблюдением этих нормативов осуществляется контроль как со стороны специальных служб самого предприятия, так и со стороны специально уполномоченных на то государственных органов. За несоблюдение установленных нормативов могут применяться меры юридической ответственности, вплоть до закрытия предприятия.

Бытовые стоки очищают на городских станциях очистки также в несколько этапов.

Первый этап — очистка от механических примесей, которая производится в отстойниках, где удерживается 20— 30% загрязнений.

Второй этап — биологическая очистка (очистка от органических соединений), для которой используется так называемый активный ил. В специальных бассейнах, которые продуваются воздухом, микроорганизмы превращают органические соединения в ил, способный осесть. Выпавший осадок собирают, высушивают и компостируют вместе с мусором или в жидком виде отправляют на поля в качестве удобрений. После двух этапов очистки в воде остается около 10% загрязнений.

Третий этап — химическая очистка. Она производится с целью удаления из воды растворенных соединений фосфора, стимулирующих размножение водорослей. К воде примешивают особые химикаты, которые вызывают выпадение всех растворенных веществ, в том числе фосфатов, в осадок. В воде образуются хлопья, опускающиеся на дно и по пути захватывающие с собой всю взвесь, которая еще осталась.

Утилизация твердых отходов. Под твердыми отходами подразумевается бытовой и промышленный мусор.

Прежде проблема мусора решалась вывозом на городскую свалку. В настоящее время, когда объем отходов многократно возрос, такой антиэкологический подход недопустим. Свалки портят ландшафт, отравляют грунтовые воды, заражают воздух. Остро встал вопрос о переработке мусора и о вторичном его использовании, т. е. получении сырья и энергии из мусора. В природе, т. е. в естественной экосистеме, отходов не бывает благодаря механизму кругооборота.

В лесу, например, старые деревья или трава становятся пищей для микроорганизмов, живущих в почве, т. е. перегнивают, удобряют почву, на которой вырастают новые деревья и трава. По такому же пути должна идти и переработка отходов деятельности человека. В мусоре среднестатистического города содержится 30% органических веществ, пригодных для приготовления компоста, 23,1% — бумаги и картона, 22,7% — стекла и 4,5% — металлов.

Утилизация бытового мусора происходит путем компостирования и сжигания. При сжигании образуется энергия, которую можно использовать. Например, в Роттердаме (Нидерланды) мусоросжигательная установка снабжает химическую промышленность города дистиллированной водой. В Изерлоне (Германия) мусоросжигательная установка снабжает город водой и электроэнергией.

Утилизация промышленного мусора. Отходы горнодобывающей и металлургической промышленности используются 1 строительной промышленности в качестве пористого строительного материала.

Важнейший метод переработки твердых промышленных отходов — низкотемпературный пиролиз. Пиролиз — это назревание без доступа воздуха, при этом химические соединения разрушаются, образуя смолисто-угольную массу. Выделяющиеся при этом газы и пары улавливаются и перерабатываются так же, как пары нефти на нефтеперерабатывающем вводе, и их можно использовать в качестве горючего сырья для химической промышленности.

Найдены новые возможности для использования старых шин — их пиролиз. При высокой температуре резина шин разлагается на горючий газ, металлический каркас, выделяется сажа, и все эти материалы можно использовать вторично. Вторичной переработке подвергается и смазочное масло.

Загрязнение атмосферного воздуха вредными выбросами – одна из основных глобальных экологических проблем современного человечества. Международный стандарт определяет вредные выбросы как любое загрязнение атмосферы веществами, которые вредны для здоровья или опасны по другим причинам, независимо от их агрегатного состояния.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения, приведенным в докладе в мае 2018 года, каждые 9 из 10 человек на планете дышат загрязненным воздухом, а загрязнение атмосферного воздуха твердыми частицами ежегодно приводит к гибели около 7 миллионов человек во всем мире.

Источники и состав промышленных выбросов.

Все вещества, загрязняющие атмосферу, в зависимости от условий их образования делятся на вещества естественного (природного) и искусственного (антропогенного) происхождения.

Основными источниками поступающих в атмосферу загрязняющих веществ выступают:

источники природного происхождения, такие как извержение вулканов, ветровая эрозия, лесные пожары и пр.
сжигание ископаемых видов топлива транспортом;
промышленные производства, такие как металлургия, нефте- и газохимия;
сжигание бытовых отходов;
сельскохозяйственное производство;
добыча полезных ископаемых открытым способом.

Выбросы промышленных производств являются наиболее опасными по составу загрязняющих веществ и, поскольку данные выбросы подвижны, то могут влиять на окружающую среду на больших площадях.

Методы очистки промышленных выбросов в атмосферный воздух весьма разнообразны. На выбор того или иного метода очистки в первую очередь влияют химических состав и концентрация загрязняющих веществ в выбросах. К наиболее вредным для здоровья и окружающей среды загрязняющим веществам антропогенного происхождения относятся следующие вещества:

твердые частицы (PM);
диоксид азота (NO2);
озон (O3);
окись углерода (СО);
диоксид серы (SO2);
свинец (Pb);
летучие органические соединения (бензопирен).

В целях предотвращения негативного воздействия на окружающую среду хозяйственной и (или) иной деятельности данным законом устанавливаются нормативы допустимого воздействия на окружающую среду, в том числе нормативы выбросов в атмосферный воздух, количественные значения которых, как для стационарных, так и для передвижных источников, определяются в порядке, установленном Правительством РФ и с использованием методов, утвержденных Приказом Минприроды России.

Методы очистки промышленных выбросов в атмосферный воздух: основные принципы.

Основными принципами использования методов очистки промышленных выбросов являются:

Превентивность, что предполагает: изменение технологического процесса; использование другого сырья, содержащего меньшее количество вредных компонентов (например, замена стандартных реагентов безопасными вариантами); изменение организации труда и внедрение экологических принципов на всех этапах производства.
Вторичность, подразумевающая использование промышленных установок для очистки газовых производственных выбросов.

Реализация первого принципа сопровождается высокими временными и материальными затратами. Очевидно, что сложнее изменить технологию производства, чем использовать устройство для сокращения выбросов, которое является побочным для производственного процесса. Но, в конечном итоге, по ряду причин превентивные решения являются более перспективными. Что касается реализации второго принципа, то он как раз лишен недостатков первого, и зачастую является единственно возможным.

Очистка промышленных выбросов: методы вторичного сокращения количества загрязнений

Для очистки содержащих парообразные и газообразные загрязнители промышленных выбросов в атмосферу используются следующие методы:

Адсорбция на активированном угле. Это универсальный метод с широким спектром применения. Метод адсорбции предназначен для очистки отработанных газов от органических растворителей с относительно низкими или переменными концентрациями во времени. Установки, реализующие этот метод разработаны и изготавливаются в широком диапазоне мощностей - от 100 до 100 000 м3/ч и концентрации органических соединений от 0,5 до 100 мг/м3. Эффективность очистки высокая (около 90%), и до 98% в зависимости от типа загрязняющих веществ. Проблема применения этого метода для экологии состоит в том, как использовать отработанный активированный уголь.
Сжигание в каталитическом слое. Очистка газовых промышленных выбросов сжиганием в каталитическом слое применима к отработанным газам, не содержащим хлористых соединений. Благодаря низкому энергопотреблению технология, основанная на этом методе, особенно подходит для обеззараживания загрязнителей, выбрасываемых промышленностью в воздух. Такие установки предназначены для очистки газов, образующихся при работе таких производств, как например мебельных, химических и пищевых фабрик, фармацевтических предприятий и других промышленных объектов. При концентрациях соединений выше заданных стандартом, установка работает автотермически (без подачи энергии на нагрев реактора).
Адсорбция и десорбция теплого воздуха и каталитическое сгорание. Газоочистные установки, использующие адсорбционный метод с десорбцией и окислением газов на каталитическом слое, предназначены для очистки отходящих газов от примесей с относительно низкими или переменными концентрациями во времени. Установки этого типа используются в широком диапазоне мощностей от 2000 до 100000 м3/ч и концентрациях соединений от 30 мг/м 3 до 500 мг/м3. Эффективность очистки в зависимости от типа загрязняющих веществ достигает 98%. Это метод, аналогичный по своему принципу методу адсорбции на активированном угле, с той разницей, что десорбированная смесь конденсируется, затем из нее отделяется растворитель, который возвращается в рабочий процесс. Эффективность метода зависит от параметров оборудования и составляет около 95%.
Термическое сгорание. Этот метод очистки промышленных выбросов в атмосферу включает различные процедуры. При использовании метода термического сгорания газы направляются в трехкамерный реактор (дожигатель). В нем происходит процесс термического разложения паров растворителя, и тепло, выделяемое во время этой реакции, используется для нагрева входных газов, а его избыток - для технологических целей. Благодаря трехступенчатому процессу дожигания эффективность снижения загрязнения составляет 99%. При низких концентрациях органических соединений в отходящем газе необходимо обеспечить энергию, которая используется для сжигания природного газа в газовой горелке. Дымовая составляющая может подаваться в форсажную камеру с содержанием выбросов в пределах 2-5 г/м3 .
Биофильтрация. Очистка выбросов на предприятии - эффективный способ для нейтрализации запахов и органических соединений. Условием служит подходящая температура (выше 5 °C) и влажность выбросов (от 40 до 70%). Основным элементом биофильтра вступает слой пористого фильтрующего материала, заселенного микроорганизмами, способными к биологическому разложению загрязняющих воздух веществ. Во время медленной продувки газа, через слой фильтрующего материала загрязняющие вещества поглощаются, а затем разрушаются микроорганизмами.

Другие методы очистки промышленных выбросов

Очистка вредных выбросов также может осуществляться:

Поглощением. С использованием эфира полиэтиленгликоля в качестве абсорбента в колонне со структурным заполнением в противоточной системе удаляются выхлопные газы. Процесс протекает при температуре около 5°С. Десорбция осуществляется из пост-абсорбционной жидкости. Пары растворителя собираются в сепараторе и собираются для дальнейшей обработки, а чистый абсорбент рециркулируется. Такая система позволяет сократить выбросы примерно на 93%.
Конденсацией. Когда газ охлаждается до достаточно низкой температуры, большинство летучих органических соединений конденсируется. Такой метод относится к одним из самых дорогостоящих, так как для достижения температуры конденсации необходимо использовать более одной ступени охлаждения.
Горением в факелах. Метод включает сжигание вредных соединений непосредственно в потоке газовой или масляной горелки. Получаемое тепло может быть использовано для отопления или технологических целей. Важным моментом является использование достаточного объема воздуха для полного сжигания летучих органических загрязнителей (ЛОС). Эффективность метода составляет до 99%, но в настоящее время его применяют редко по причине значительных затрат на энергоносители.
Мембранным разделением. Технология основана на селективной проницаемости газовой смеси через мембраны. Фильтры обычно изготавливают из полидиметилсилоксана - силиконовой резины в виде полых волокон. Такие системы лучше всего подходят для удаления загрязнений из концентрированных потоков промышленных выбросов. Стоимость разделения увеличивается пропорционально расходу газа, но не зависит от концентрации ЛОС. Мембранное разделение часто сочетается с конденсацией, что обеспечивает более эффективную очистку, чем при использовании одного метода. Другим способом снижения выбросов соединений диоксинов и фуранов, а также ртути и других летучих металлов является технология сухой адсорбции (введение порошкообразного активированного угля в поток выхлопных газов с последующей очисткой газов в фильтре).

Заключение

Представленные методы сокращения промышленных газовых выбросов в атмосферный воздух, используются при проектировании как новых очистных систем, так и при модернизации существующего оборудования. Их задача состоит в том, чтобы уменьшить влияние производственных процессов на состояние экологии.

Другие статьи

Причины изменения климата

Современное человечество все больше волнует вопрос глобального изменения климата на Земле. Изменение климата по-прежнему является актуальной темой для обсуждения в научной среде и повседневной жизни, важным фактором в экономике и политике, о чем свидетель

Очистка вредных выбросов

Эффективные установки очистки газов, очистка вредных выбросов.

Очистка вредных выбросов и проблема загрязнения атмосферы известна каждому и с каждым годом обретает все больший резонанс. Особенно остро стоит задача очистки дымовых газов и аэрозолей, образующихся в результате сжигания ТБО и побочных продуктов нефтегазохимической отрасли.

На нашем сайте мы уже затрагивали методы пылеулавливания и воздухоочистки, но, в то время как механическая пыль и взвеси опасны, прежде всего, для рабочего персонала предприятий, газо-химическое загрязнение причиняет огромный ущерб не только людям, но и окружающей среде.

Многие из химических соединений, составляющих выбросы промышленных производств, обладают высокой активностью. Попадая в окружающую среду, они часто могут образовывать еще более опасные конгломераты, осаждаться в почвах и водоемах, отравляя воду и подземные водоносные слои.

Очистка вредных выбросов. Стандартизация газоочистных мероприятий.

Nota Bene: выделяют промышленную и тонкую санитарную очистки, регламентированные стандартом ГОСТ 17.2.1.04-77.

Основные газообразные загрязнители

Экстренно важной сегодня является очистка газа от сероводорода, оксидов серы (сернистый ангидрид), окислов азота, пятиокиси ваннадия, бензпирена, угарного газа, углеводородов, являющихся токсичными компонентами печных газов во многих отраслях промышленности. Рассмотрим негативное влияние соединений доменных газов на живые организмы.

Токсичный газ	Эффекты воздействия на человека и млекопитающих
Оксид серы	аллергия, удушье, отек легких, онкология
Оксиды азота NO₂, N₂O₃, N₂O₄	кислородная недостаточность, легочный альвеолит, расстройства зрения
Пентоксид ваннадия	расстройства нервной системы, нарушение кровообращения, поражение кожных покровов
Угарный газ	головная боль, удушье, паралич, гипоксия
Бензпирен	нарушение репликации ДНК, наследственные заболевания, тератогенное действие, высокая эмбриотоксичность, пороки развития у детей
Углеводороды	слабость, тошнота, обмороки, конвульсии
Синильный газ (циановодород)	дисфункция нервной системы, тканевая гипоксия, одышка, аритмия, гипертония
Аммиак	кожные ожоги, удушье, возбуждение нервной системы, бредовые состояния, нарушение пищеварения, расстройства слуха и зрения
Сернокислый натрий	расстройство пищеварения, кишечные колики, гипотония, недомогание

Данная таблица негативных медицинских состояний наглядно демонстрируют эффекты, могущие возникнуть в результате несвоевременной или ненадлежащей установки газоочистных аппаратов, особенно – в эру непрекращающегося ужесточения норм экологического контроля.

Очистка вредных выбросов. Принципы работы, типы и виды газоочистного оборудования.

По природе воздействия все агрегаты и системы можно подразделить на:

Устройства механического действия (циклоны, мокрые скрубберы, рукавные фильтры);
Устройства химического действия (адсорберы, химические скрубберы, пенные абсорберы, барботажные колонны).

По принципу действия все типы промышленных газоочистителей можно разделить на 3 основные группы:

Аппараты сухой газоочистки (каталитические адсорберы, рукавные фильтры);
Насадочные инерционно-диффузионные системы мокрой очистки газов (газопромыватели, пенные барботажные абсорберы, тарельчатые скрубберы);
Безнасадочные устройства мокрой газоочистки (орошаемые циклоны, скрубберы Вентури, однокамерные мокрые скрубберы, гидрофильтры).

Коснемся этой темы чуть более подробно, разобрав преимущества и сферы использования вышеперечисленных аппаратов.

Сухие адсорберы каталитического действия

Схема устройства проста, но обеспечивает высокую степень удаления примесей. Загрязненный поток, проходя через корпус установки, встречает на пути слой (или несколько слоев) сухого адсорбента (реагента), который – в зависимости от химического состава и формы насадок (меток), деактивирует (разлагает путем специфического окисления) тот или иной загрязнитель.

Промышленный адсорбционный фильтр сухого действия

Широчайший спектр назначений: от горнодобывающей промышленности до котельных, (например, как элемент доменной газоочистки печей). Каталитическое окисление широко используется в нефтегазовой отрасли для очищения синтез-газа от окисей углерода.

Рукавные фильтры

Рукавный фильтр – одна из наиболее востребованных систем очистки газов. Множество конструктивных исполнений позволяют использовать данные агрегаты в широчайшем спектре задач очистки.

Несмотря на то, что основная сфера применения рукавных фильтров – промышленная вентиляция и воздухоочистка, функциональный КПД этого типа машин очень высок и позволяет эффективно задерживать загрязняющий агент дисперсности ≥ 0,1 мкм.

Габаритная вариативность конструкции – несомненный плюс. Возможно изготовление как небольших аппаратов, так и многокамерных установок для высокопроизводительных цехов. Круглое, прямоугольное или квадратное сечение. Системы автоматической импульсной очистки. Передовые материалы.

Скруббер с подвижной насадкой

Очистка вредных выбросов является неотъемлемой частью экологии производства. Одной из самых востребованных моделей систем очистки газов является мокрый скруббер с подвижной насадкой.

Двухкамерный мокрый насадочный скруббер – высокоэффективный фильтр удаления не только механических включений, но и опаснейших химических веществ. Он одинаково успешно нейтрализует как пыль (сажу, золу, копоть), так и вредные химические соединения: сернистый ангидрид, пары соляной и серной кислот, газообразный хлор, аммиак, окислы азота, сульфаты натрия.

Мокрый скруббер с подвижной насадкой

Среди преимуществ данного воздухо- и газоочистного аппарата можно выделить:

Степень нейтрализации нежелательных примесей фракцией от 0,5 мкм: до 99.9%;
Селективная нейтрализация механических и газовых компонент потока в разных агрегатных состояниях (аэрозоли, гидрозоли, пар, дым);
Широкий диапазон температур: до +250 °С (с последующим охлаждением потока);
Значительный диапазон габаритов и, как следствие, производительности газоочистной установки: до 100 000 м 3 в час;
Отсутствие необходимости регулярной чистки скруббера;
Невосприимчивость к неоднородности подаваемого газового потока.

Универсальность этой системы позволяет использовать ее практически в любой отрасли, связанной с высокотермической обработкой материалов, отходов, в асфальтобетонной, топливной промышленности.

Вихревые безнасадочные скрубберы и орошаемые фильтры газоочистки

Безнасадочные аппараты являются прямыми предшественниками насадочных (барботажных, тарельчатых, пенных) моделей. Не имея ярусов с абсорбционными наполнителями, они действуют по иному принципу.

Как правило, эффективность таких фильтров достигается благодаря специальной геометрически-топологической форме внутренних полостей, способствующей возникновению существенных по силе турбулентных потоков.

Разогнанная газо-воздушная струя – с включением примесей – на большой скорости соударяется с мельчайшими каплями жидкости, распыляемой форсуночным блоком устройства.

Оседая на поверхности микро-капель, нежелательные компоненты под действием силы тяжести опадают в шламоприемник. Очищенный же влажный поток поднимается и проходит через туманоуловитель, осушается и выходит из аппарата, став пригодным для дыхания или рециркуляции на участке.

Все оборудование входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ).

Читайте также: