Очистка выбросов в атмосферу реферат

Обновлено: 05.07.2024

Проблема очистки воздуха в зоне жизни человека от разнообразных загрязнений, вносимых промышленностью, от аэрозолей и бактерий является одной из наиболее актуальных проблем. Трактаты по вопросу все чаще и чаще появляются как вопль о надвигающейся катастрофе. Этот вопрос приобрел особое значение после изобретения атомных и водородных бомб, ибо атмосферный воздух стал все более и более насыщаться осколками ядерного распада. Эти осколки в форме высокодисперсных взвешенных веществ при взрыве поднимаются в атмосферу на большую высоту, затем в течение короткого времени растекаются по всему атмосферному океану и постепенно падают на поверхность земли в виде тонкой радиоактивной пыли, или уносятся осадками — дождем и снегом. И являются угрозой человеку в любой точке поверхности нашей планеты.

Методы очистки атмосферы

Все методы очистки делятся на регенеративные и деструктивные. Первые позволяют возвращать в производство компоненты выбросов, вторые трансформируют эти компоненты в менее вредные.

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).

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.

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. Затем ценный компонент можно получить из конденсата (если для регенерации использовался острый пар); для этой цели используется ректификация, экстракция или отстаивание (последнее возможно в случае взаимной нерастворимости воды и ценного компонента). При непрерывной адсорбции слой адсорбента постоянно перемещается: часть его работает на поглощение, часть – регенерируется. Это, конечно, способствует истиранию адсорбента. В случае достаточной стоимости регенерируемого компонента использование адсорбции может быть выгодным. 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 (в общем виде механизм этой реакции описывается схемой:

CnHm + NOx + CO——>CO2 + H2O +N2,

где в качестве катализатора kt используется платина, палладий, рутений или другие вещества). Методы могут требовать применения реагентов и дорогих катализаторов.

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.

Аэроионы — мельчайшие жидкие или твердые частицы, заряженные положительно или отрицательно. Особенно благоприятно действие отрицательных (легких аэроионов). Их справедливо называют витаминами воздуха.

Механизм действия отрицательных аэроионов на взвешенные в воздухе частицы состоит в следующем. Отрицательные аэроионы воздуха заряжают (или перезаряжают) пыль и микрофлору, находящиеся в воздухе, до определенного потенциала, пропорционально их радиусу. Заряженные пылевые частицы или микроорганизмы начинают двигаться вдоль силовых линий электрического поля по направлению к противоположно (положительно) заряженному полюсу, т.е. к земле, к стенам и потолку. Если выразить в длинах силы гравитации и силы электрические, действующие на тонкодисперсную пыль, то легко можно увидеть, что электрические силы превосходят силы гравитации в тысячи раз. Это дает возможность по желанию строго направлять движение облака тонкодисперсной пыли и очищать, таким образом воздух в данном месте. При отсутствии электрического поля и диффузном движении отрицательных аэроионов между каждым движущимся аэроионом и положительно заряженной землей (полом) возникают силовые линии, вдоль которых движется данный аэроион вместе с частичкой пыли или бактерией. Осевшие на поверхности пола, потолка и стен микроорганизмы могут периодически удаляться.

2. Биоремедиация атмосферы

Биоремедиация атмосферы – комплекс методов очистки атмосферы с помощью микроорганизмов.

Исследователи из Школы инженерии и прикладных наук им. Генри Самуэли при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе генетически модифицировали цианобактерии (сине-зелёные водоросли), которые теперь способны поглощать CO2 и вырабатывать жидкое топливо изобутан, имеющий большой потенциал в качестве альтернативы бензину. Реакция происходит под действием солнечной энергии через фотосинтез. Новый метод имеет два преимущества. Во-первых, снижается объём парниковых газов из-за утилизации CO2. Во-вторых, получаемое жидкое горючее может быть использовано в нынешней энергетической инфраструктуре, в том числе в большинстве автомобилей. Используя цианобактерии Synechoccus elongatus, исследователи генетическим путём увеличили количество захватывающего углекислый газ фермента. Затем были внедрены гены от других микроорганизмов, позволившие поглощать CO2 и солнечный свет. В результате бактерии производят газ изобутеральдегид.

Биофильтрация является наиболее выгодной с экономической точки зрения и наиболее отработанной технологией очистки отходящих газов. Она может быть успешно использована для защиты атмосферы на предприятиях пищевой, табачной, нефтеперерабатывающей промышленности, станциях очистки сточных вод, а также в сельском хозяйстве.

В состав установки входят:

— биоабсорбер,- вспомогательное оборудование-циркуляционный насос, клапан,

— емкость (100л) для солевого раствора, КИП, теплообменник, хвостовой вентилятор.

Установка в рабочем состоянии ( с жидкостью) весит ок. 6,0 т, имеет габариты 4*3,5*3 м ( в помещении) и установочную мощность 4 квт.

Преимущества разработки. Биофильтрационная установка имеет следующие основные преимущества:

— высокую эффективность очистки газо-воздушных выбросов (от 92 до 99%),

— низкие эксплуатационные энергозатраты до 0,3КВт*ч/м3,

— высокую производительность по очищаемому газовому потоку (10- 20тыс./м3*ч),

— низкое аэродинамическое сопротивление газовому потоку (100-200 Ра),

— простое обслуживание, длительную, надежную и безопасную эксплуатацию.

Научно-техническая разработка отработана в промышленном варианте.

Биопрепараты МИКРОЗИМ(TM) ОДОР ТРИТ:

Биологический препарат — нейтрализатор запахов, действующий по принципу нейтрализации летучих соединений. Биопрепарат представляет собой комплекс биологических экстрактов растительного происхождения, вступающих в биохимические реакции с летучими соединениями широкого спектра от химических: ацетона, фенолов, до органических: меркаптанов, сероводорода, аммиака, и в результате реакции уничтожающих летучие соединения и нейтрализующих запахи вызванные этими летучими соединениями. Биопрепарат не маскирует запах с помощью ароматизаторов или отдушек, но уничтожает запах путем естественной очистки воздуха от летучих соединений. Результатом действия препарата Одор Трит является приемлемый уровень запаха (интенсивностью 1-2 балла) без посторонних ароматов (ароматизаторов, отдушек).

Заключение

В настоящее время проблема очистки атмосферы остро встала перед человечеством, в связи с разнообразными загрязнениями человеком, промышленностью, сельским хозяйством. В течение нескольких десятков лет, ученные придумывают все новые и новые изобретения и очистительные сооружения, пытаются придумать более экономичные способы очищения атмосферы. Одним из таких способов является биоремедиация.

Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей природной среды и неотъемлемой частью среды обитания всего живого. От его качества зависит здоровье людей, а также состояние растительного и животного мира. На формирование качества атмосферного воздуха влияют различные факторы, в том числе производственная деятельность предприятий промышленности, большое количество транспортных средств и неблагоприятные метеорологические условия, то есть естественные процессы, которые способствуют еще большему накоплению загрязняющих примесей в воздухе.

Выбросы загрязняющих веществ являются, пожалуй, главной экологической проблемой на сегодняшний день. Наибольший процент выбросов загрязняющих веществ на сегодняшнее время приходится на промышленные предприятия. Именно они таят в себе едва ли не главную угрозу окружающей среде.

1. Выбросы загрязняющих веществ

Выбросы загрязняющих веществ – это различные разновидности отходов, попадающие в окружающую среду в результате жизнедеятельности человека. Они оказывают вредное воздействие на людей, животных, растения, почву, воду, здания, вызывают коррозию изделий из металла, понижают прозрачность атмосферы, повышают влажность воздуха, увеличивают количество туманов, уменьшают видимость и т. д. Выбросы загрязняющих веществ, попадая в атмосферу, литосферу и гидросферу, разрушают эти экосистемы, делая их либо малопригодными для существования жизни, либо же совсем непригодными.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу представляют собой, в основном, летучие газообразные химические вещества. Как показывают результаты экологических исследований, выбросы в атмосферу, ее загрязнение, являются одними из самых мощных и постоянных факторов негативного воздействия на человека и окружающую его природную среду. Промышленные предприятия, бытовые котельные, а также автомобильный транспорт, выбрасывающий ежедневно в приземную атмосферу огромное количество ядовитых выхлопов, что приводит к постоянно растущему накоплению в атмосфере углекислого газа, являются сильнейшим загрязнителем окружающей среды. Естественно, наибольшее количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу происходит в больших городах [4].

В городах воздух очень сильно загрязняют вредные выбросы промышленных предприятий. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) за 2014-2015 год, ежегодно в мире примерно 3,7 миллионов человек умирает из-за загрязнения атмосферного воздуха. Общее количество смертей, связанных с воздействием загрязненного воздуха как в помещениях, так и в атмосфере, достигает 7 миллионов в год. Существуют нормы ПДК (предельно допустимых концентраций) веществ в воздухе. За этим должны следить специальные органы (лаборатория загрязнения окружающей среды) и принимать какие-либо меры: от штрафа до закрытия предприятия. Человек полностью не осознает всю опасность, поэтому, в своём эссе я хочу рассказать о проблемах загрязнения воздуха, как бороться с ними.

Регулярный учет вредных выбросов в атмосферный воздух ведется на 18 тыс. предприятий. В 2010 г. они составили 24,8 млн. т (из них 2 % – синтетические высокотоксичные ингредиенты) – это на 11,7 % меньше, чем в предыдущем году. Однако в ряде регионов наблюдается рост выбросов в атмосферу; причины этого – нарушение технологических режимов, использование низкокачественного и некондиционного сырья и топлива.

В связи с изношенностью основных фондов участились залповые и аварийные выбросы вредных ингредиентов. Состояние воздушного бассейна городов и промышленных центров ухудшается. В список городов с наибольшим уровнем загрязнения (41 город) вошли: Архангельск, Братск, Грозный, Кемерово, Красноярск, Москва, Новосибирск и др.

Повышение уровня загрязнения атмосферы отмечается не только в городах и прилегающих территориях, но и в фоновых районах, в которых выбросы большого количества диоксидов серы (более 9 млн. т в год) вызывают закисление атмосферных осадков. Области повышенной кислотности зафиксированы на европейской территории России, а также в ряде промышленных районов, где развита цветная металлургия. Выпадение загрязняющих веществ на территории Российской Федерации обусловлено не только выбросами собственных источников, но и трансграничным переносом [1, 2].

Даже безвредные для человека вещества, например, фреон, попадая в верхние слои атмосферы, способствуют разрушению озонового слоя. Следовательно, появляется все больше и больше озоновых дыр, которые пропускают жесткий ультрафиолетовый спектр солнечного излучения. От этого страдает на только климат Земли, но и все люди, т.к. подобное излучение является одной из основных причин возникновения рака кожи, а повышение температуры ведет к учащению сердечно-сосудистых заболеваний. Изменение климата вследствие загрязнения воздуха и глобального потепления значительно влияет на жизнь человека и имеет гораздо более серьезные последствия, чем мы можем себе представить. К примеру, приводит к сокращению пригодных для возделывания земель, уменьшая тем самым площадь сельскохозяйственных угодий. Что, в свою очередь, грозит сокращением возможного количества продовольствия и наступлением всеобщего голода [3].

2. Источники и виды загрязнения атмосферы

Источники загрязнения атмосферы принято делить на два вида: естественные (их число крайне невелико и влияние на атмосферу планеты в целом незначительно) и искусственные (создаваемые человеком). Основными искусственными источниками загрязнений являются автотранспорт, промышленные предприятия и объекты энергетики [5].

К природным источникам загрязнения относятся: извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем. Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы – вулканическая и флюидная активность Земли. Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы. Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару.

Продолжительность загрязнённого состояния атмосферы после крупных вулканических извержений достигает нескольких лет. На долю природных факторов в конце ХХ в. приходилось 75 % общего загрязнения атмосферы. Остальные 25 % возникали в результате деятельности человека. Антропогенные источники загрязнения обусловлены хозяйственной деятельностью человека. К ним следует отнести: Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд. т. углекислого газа в год. Работа тепловых электростанций, когда при сгорании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди. Выхлопы современных турбореактивных самолётов с оксидами азота и газообразными фтор углеводородами из аэрозолей, которые могут привести к повреждению озонового слоя атмосферы. Выбросы вредных веществ от автомобилей. Производственная деятельность. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора). Выбросы предприятиями различных газов. Сжигание топлива в котлах, сопровождающееся образованием оксидов азота, которые вызывают смог.

По характеру загрязнение атмосферы бывает:

– физическое: механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение (например, выбросы тёплого воздуха и т. п.);

– химическое – загрязнение газообразными веществами и аэрозолями [6].

На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха это: оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (свинец, медь, цинк, кадмий, хром и др.), аммиак, пыль и радиоактивные изотопы; биологическое – в основном загрязнение микробной природы. Например, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами, а также их токсинами и продуктами жизнедеятельности.

Ключевое место в процессе загрязнения отводится предприятиям промышленности. На их долю приходится более 50 % от общего числа вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Все дело в том, что топливо, сжигаемое в промышленных печах, никогда не бывает полным. Помимо угарного газа с дымом в воздух попадают разные несгоревшие частицы: сажа, зола и пыль, которые позже оседают на землю в ближайших районах. Для того чтобы избежать вредного воздействия отравляющих веществ на людей, все чаще промышленные предприятия выносятся за пределы населенных пунктов.

Кроме продуктов горения, промышленность является источником выброса в атмосферу мельчайшей пыли. Ведущее место здесь отведено цементным заводам. Тут следует отметить, что введение высокотехнологичных пылеуловителей позволило снизить выброс этого загрязнителя в несколько раз.

Второе место по количеству выбросов, загрязняющих атмосферу, отводится автотранспорту. Специалистами было установлено, что ежегодно один легковой автомобиль поглощает более 4 тонн кислорода, выбрасывая при этом более 1 тонны вредных веществ (около 800 килограммов окиси углерода, 100 килограммов окиси азота и 200 килограммов различных примесей). Учитывая тот факт, что по дорогам мира передвигается более 800 миллионов автомобилей, легко представить себе весь ужас возможных последствий [5].

При процессах сгорания топлива наиболее интенсивное загрязнение приземного слоя атмосферы происходит в мегаполисах и крупных городах, промышленных центрах ввиду широкого распространения в них автотранспортных средств, ТЭЦ, котельных и других энергетических установок, работающих на угле, мазуте, дизельном топливе, природном газе и бензине. Вклад автотранспорта в общее загрязнение атмосферного воздуха достигает здесь 40 – 50 %.

Мощным и чрезвычайно опасным фактором загрязнения атмосферы являются катастрофы на АЭС (Чернобыльская авария) и испытания ядерного оружия в атмосфере. Это связано как с быстрым разносом радионуклидов на большие расстояния, так и с долговременным характером загрязнения территории.

Высокая опасность химических и биохимических производств заключается в потенциальной возможности аварийных выбросов в атмосферу чрезвычайно токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать эпидемии среди населения и животных. В настоящее время в приземной атмосфере находятся многие десятки тысяч загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Ввиду продолжающегося роста промышленного и сельскохозяйственного производства появляются новые химические соединения, в том числе сильно токсичные. Главными антропогенными загрязнителями атмосферы кроме крупнотоннажных оксидов серы, азота, углерода, пыли и сажи являются сложные органические, хлорорганические и нитросоединения, техногенные радионуклиды, вирусы и микробы. Наиболее опасны широко распространённые в воздушном бассейне диоксин, бенз(а)пирен, фенолы, формальдегид, сероуглерод. Твёрдые взвешенные частицы представлены главным образом сажей, кальцитом, кварцем, гидрослюдой, каолинитом, полевым шпатом, реже сульфатами, хлоридами. В снеговой пыли специально разработанными методами обнаружены окислы, сульфаты и сульфиты, сульфиды тяжёлых металлов, а также сплавы и металлы в самородном виде.

Заключение

В заключение можно сделать вывод о том, что загрязнение атмосферного воздуха является проблемой для всего человечества в целом. Решение проблемы загрязнения воздуха требует согласованных действий на самых разных уровнях. На уровне правительств и международных организаций принимаются различные документы, обязывающие участников промышленной деятельности сокращать вредные выбросы. На уровне конкретных источников вредных выбросов должны предприниматься меры по предотвращению или хотя бы снижению загрязнения воздуха. Для нормализации свойств воздуха необходимо производить контроль выбросов в атмосферу. Очистка промышленных выбросов позволит минимизировать количество вредных веществ, выбрасывающихся с промышленных предприятий в атмосферу.

Список литературы

1. Глобальные экологические проблемы России. Серия: Чтения памяти академика А. Л. Яншина, 2008 г.

2. Социально-экологические проблемы развития городов России. В.Битюкова.

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы

Понравилось? Нажмите на кнопочку ниже. Вам не сложно, а нам приятно).

Чтобы скачать бесплатно Рефераты на максимальной скорости, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Важно! Все представленные Рефераты для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.

Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.

Если Реферат, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.

Читайте также: