Захист атмосфери - студопедія

Для захисту повітряного басейну від негативного антропогенного впливу у вигляді забруднення його шкідливими речовинами використовують такі заходи:

¨ екологізацію технологічних процесів;

¨ очистку газових викидів від шкідливих домішок;

¨ розсіювання газових викидів в атмосфері;

¨ пристрій санітарно-захисних зон, архітектурно-планувальні рішення і ін.

Найбільш радикальна міра охорони повітряного басейну від забруднення ¾ екологізація технологічних процесів і в першу чергу створення замкнутих технологічних циклів, безвідходних та маловідходних технологій, що виключають потрапляння в атмосферу шкідливих забруднюючих речовин.

Екологізація технологічних процесів передбачає, зокрема, створення безперервних технологічних процесів виробництва, заміну місцевих котельних установок на централізоване тепло, попереднє очищення палива і сировини від шкідливих домішок, заміну вугілля і мазуту на природний газ, застосування гідрознепилення, переклад на електропривод компресорів, сваєбойних агрегатів, насосів та ін. Все ширше застосовують часткову рециркуляцію, т. е. повторне використання газів, що відходять.

З огляду на виняткову актуальність охорони атмосферного повітря від забруднення відпрацьованими газами (ОГ) автомобілів, першочерговою проблемою є створення екологічно «чистих» видів транспорту.

В даний час ведеться активний пошук більш «чистого» палива, ніж бензин. Як його замінника розглядаються екологічно чисте газове паливо, метиловий спирт (метанол), малотоксичний аміак і ідеальне паливо ¾ водень. Тривають інтенсивні розробки по заміні карбюраторного двигуна на більш екологічні типи ¾ дизельний, паровий, газотурбінний і ін.

У дослідно-конструкторських бюро створені пробні моделі автомобілів, що працюють на енергії електричних акумуляторів в межах міста, а за його межами перехідних на роботу на звичайних карбюраторних двигунах. Тривають роботи зі створення ідеального з точки зору екологічних вимог виду транспорту ¾ автомобіля на сонячних елементах.

На жаль, нинішній рівень розвитку екологізації технологічних процесів, впровадження замкнутих технологічних циклів і т. Д. Є недостатнім для повного запобігання викидів токсичних речовин в атмосферу. Тому на підприємствах повсюдно використовуються різні методи очищення газів, що відходять від аерозолів (пилу, золи, сажі) і токсичних газо- і пароподібні домішок (NO, NO2. SO2. SO3 і ін.).

Для очищення викидів від аерозолів застосовують різні типи пристроїв в залежності від ступеня запиленості повітря, розмірів твердих частинок і необхідного рівня очищення.

Сухі пиловловлювачі (циклони, пилеосадітельние камери) призначені для грубої механічної очистки викидів від великої і важкої пилу. Принцип роботи ¾ осідання частинок під дією відцентрових сил і сил тяжкості. Пилогазовий потік вводиться в циклон через патрубок (рис. 20.2), далі він робить обертально-поступальний рух уздовж корпусу; частинки пилу відкидаються до стінок циклону і потім падають вниз до збірки пилу (бункер), звідки періодично видаляються. Для підвищення ефективності роботи застосовують групові (батарейні) циклони.

Мал. 20.2. Схема пристрою циклону:
1 ¾ корпус; 2 ¾ вхідний патрубок; 3 ¾ вихлопна труба; 4 ¾ збірник пилу

Мокрі пиловловлювачі (скрубери, турбулентні, газопромивачі і ін.) Вимагають подачі води і працюють за принципом осадження частинок пилу на поверхню крапель під дією сил інерції і броунівського руху. Найбільше практичне застосування отримали скрубери Вентурі (рис. 20.3), які забезпечують 99% очищення від частинок розміром понад 2 мкм і як всі мокрі пиловловлювачі незамінні при очищенні від пилу вибухонебезпечних і горючих газів.

Мал. 20.3. Схема пристрою скрубера Вентурі:
1 ¾ труба Вентурі; 2 ¾ скруббер-каплеуловитель

Фільтри (тканинні, зернисті) здатні затримувати дрібнодисперсні частинки пилу до 0,05 мкм. Особливо ефективні рукавні фільтри з тканинами з синтетичних волокон підвищеної термостійкості (250-300 ° С) типу «сульфон-Т», фільтрувальні металеві тканини (до 800 ° С), а також фільтри з тканин типу ФПП і ФПА, що дають високий ступінь очищення ( 99,9%).

Електрофільтри ¾ найбільш досконалий спосіб очищення газів від зважених в них частинок пилу розміром до 0,01 мкм при високій ефективності очищення газів (99,0-99,5%). Принцип роботи всіх типів електрофільтрів заснований на іонізації пилогазового потоку біля поверхні коронирующих електродів. Купуючи негативний заряд, порошинки рухаються до осадительному електроду, має знак, зворотний заряду коронирующего електрода. При струшуванні електродів обложені частинки пилу під дією сили тяжіння падають вниз до збірки пилу (рис. 20.4). Електроди вимагають великої витрати електроенергії ¾ це їх основний недолік.

Мал. 20.4. Схема пристрою трехпольного електрофільтру:
1 ¾ корпус; 2 ¾ електрод осадітельного; 3 ¾ електрод коронирующий; 4 ¾ механізм струшування
коронирующих електродів; 5 ¾ механізм струшування осаджувальних електродів;
6 ¾ газорозподільна решітка; 7 ¾ збірник пилу; 8 ¾ ізолятор

Способи очищення викидів від токсичних газо- і пароподібні домішок (NO, NO2. SO2 і ін.) Поділяють на три основні групи: 1) поглинання домішок шляхом застосування каталітичного перетворення; 2) промивка викидів розчинниками домішки (абсорбційний метод) і 3) поглинання газоподібних домішок твердими тілами з ультрамікроскопічних структурою (адсорбційний метод).

За допомогою каталітичного методу перетворюють токсичні компоненти промислових викидів в речовини нешкідливі або менш шкідливі для навколишнього середовища шляхом введення в систему додаткових речовин, званих каталізаторами. Широко застосовують палладийсодержащих і ванадієві каталізатори. З їх допомогою відбувається каталітичне досжіганіе оксиду вуглецю до діоксиду і діоксиду сірки до оксиду. Можливо також відновлення оксидів азоту аміаком до елементарного азоту.

Одна з різновидів цього методу ¾ дожигание шкідливих домішок за допомогою газових пальників (смолоскипна спалювання) широко використовується на нафтопереробних заводах.

Абсорбційний метод заснований на поглинанні шкідливих газоподібних домішок рідким поглиначем (абсорбентом). В якості абсорбенту використовують воду, розчини лугів (соди), аміаку та ін. Газоподібні ціанисті сполуки абсорбують, наприклад, 5% -ним розчином залізного купоросу. Пристрій, в якому здійснюють процес абсорбції, називають абсорбером.

Розсіювання газових домішок в атмосфері. Використовують для зниження їх небезпечних концентрацій. Як показує досвід в приземному шарі атмосфери поблизу великих енергетичних установок (ТЕЦ, ТЕС, ГРЕС) і інших підприємств, концентрація шкідливих речовин у відхідних газах може перевищувати гранично допустимі норми, незважаючи на всі вживані заходи з очищення газів і екологізацію технологічних процесів.

Розсіювання шкідливих речовин в атмосфері ¾ це тимчасове, вимушене захід, який здійснюється при відсутності надійних методів очищення для того чи іншого речовини, а також внаслідок того, що існуючі очисні пристрої не забезпечують повного очищення викидів від шкідливих речовин.

Захист атмосферного повітря від шкідливих викидів підприємств в значній мірі пов'язана з пристроєм санітарно-захисних зон і архітектурно-планувальними заходами.

Санітарно-захисна зона ¾ це смуга, що відокремлює джерела промислового забруднення від житлових або громадських будівель для захисту населення від впливу шкідливих факторів виробництва (викиди пилу і інші види забруднення середовища).

Ширину санітарно-захисних зон встановлюють залежно від класу виробництва, ступеня шкідливості і кількості виділених в атмосферу речовин і приймають рівною від 50 до 1000 м. Наприклад, для цементних заводів продуктивністю понад 150 тис. Т цементу в рік (I клас виробництва) ширина санітарно -Захисний зони ¾ 1000 м, а для підприємств по виготовленню комишиту (V клас виробництва) ¾ 50 м.

Архітектурно-планувальні заходи включають правильне взаємне розташування джерел викиду і населених місць з урахуванням напрямку вітрів, вибір під забудову промислового підприємства рівного піднесеного місця, добре продувається вітрами, спорудження автомобільних доріг в обхід населених пунктів і ін.

Крім розглянутих вище заходів щодо захисту повітряного басейну передбачається також охорона озонового шару.

¨ організація спостережень за зміною озонового шару під впливом господарської діяльності та інших процесів;

¨ дотримання нормативів допустимих викидів речовин, що шкідливо впливають на стан озонового шару;

¨ регулювання виробництва і використання хімічних речовин, що руйнують озоновий шар та ін.

Ведеться також інтенсивна розробка і впровадження заходів щодо різкого скорочення викидів сполук сірки, оксидів азоту та інших найнебезпечніших забруднювачів атмосферного повітря.