Škodlivé nečistoty vo výfukových plynoch môžu byť prítomné buď vo forme aerosólov, alebo v plynnom či parnom stave. V prvom prípade je úlohou čistenia extrahovať suspendované pevné a kvapalné nečistoty obsiahnuté v priemyselných plynoch - prach, dym, kvapôčky hmly a rozstreky. V druhom prípade - neutralizácia plynov a parných nečistôt.
Čistenie od aerosólov sa vykonáva pomocou elektrostatických odlučovačov, filtračných metód cez rôzne porézne materiály, gravitačnej alebo inerciálnej separácie, metódy mokrého čistenia.
Čistenie emisií z plynov a parných nečistôt sa vykonáva adsorpčnými, absorpčnými a chemickými metódami. Hlavnou výhodou chemických čistiacich metód je vysoký stupeň čistenia.
Hlavné metódy čistenia emisií do atmosféry:
Neutralizácia emisií premenou toxických nečistôt obsiahnutých v prúde plynu na menej toxické alebo dokonca neškodné látky je chemická metóda.
Absorpcia škodlivých plynov a častíc celou hmotou špeciálnej látky nazývanej absorbent. Zvyčajne sú plyny absorbované kvapalinou, väčšinou vodou alebo vhodnými roztokmi. Využívajú na to zametanie cez zberač prachu, ktorý funguje na princípe mokrého čistenia, alebo rozprašujú vodu na malé kvapky v takzvaných práčkach, kde voda rozprášená do kvapiek a usadená pohltí plyny.
Čistenie plynov adsorbentmi - telesami s veľkým vnútorným alebo vonkajším povrchom. Patria sem rôzne značky aktívneho uhlia, silikagél, alumogél.
Na čistenie prúdu plynu sa používajú oxidačné procesy, ako aj procesy katalytickej konverzie.
Elektrostatické odlučovače sa používajú na čistenie plynov a vzduchu od prachu. Sú to duté komory s elektródovými systémami vo vnútri. Elektrické pole priťahuje malé častice prachu a sadzí, ako aj znečisťujúce ióny.
Kombináciou rôznych spôsobov čistenia vzduchu od znečistenia je možné dosiahnuť efekt čistenia priemyselných plynných a pevných emisií.
Gravitačné zberače prachu(obr. 6.1) sú najjednoduchšie a najlacnejšie čistiace zariadenia. Prachový vzduch je privádzaný cez prívod 1 stretávanie sa s prekážkami na ceste 2 , znižuje rýchlosť. Prachové častice sa v dôsledku zníženia rýchlosti a pod vplyvom ich hmotnosti usádzajú v zásobníku 3 a vyčistený vzduch vystupuje cez potrubie 4 v atmosfére.
1 - prívodné potrubie; 2 - bariéry; 3 - bunker; 4 - výstupné potrubie
Obrázok 6.1 - Všeobecná schéma gravitačného zberača prachu
Gravitačné komory slúžia len na usádzanie hrubého prachu. Prachové častice menšie ako 10 µm sa v týchto komorách prakticky neusadzujú a v rozsahu frakcií 10–100 µm nepresahuje účinnosť usadzovania 40 %.
Rýchlosť usadzovania veľkých prachových častíc možno určiť podľa vzorca:
, pani,
kde r chp, r p - hustota materiálu prachových častíc a vzduchu, mg/m3;
k- koeficient, ktorý závisí od tvaru častíc, so štvorcom prierez k= 1,1, s obdĺžnikovým - 0,9;
h- hrúbka častíc, mm.
Počas pobytu častice v komore sa musí usadiť:
kde t-čas zotrvania prachových častíc v komore, sek;
H 0 – výška usadzovania, m.
Dĺžka gravitačnej komory, berúc do úvahy skutočnú rýchlosť pohybu prašného vzduchu, nesmie byť menšia ako dĺžka, ktorá sa vypočíta podľa vzorca:
,
kde d- priemer častíc, mikrón.
Inerciálne zberače prachu(obr. 6.2) sa začali hojne používať pod názvom cyklóny. V praxi sa dobre osvedčili valcové (TsN-P, TsN-15, TsN-24, TsN-2) a kužeľové (SK-TsN-34, SK-SN-34-M, SDK-TsN-33) cyklóny. Takto fungujú. Prúd prašného vzduchu sa privádza do cyklónu cez vstup 1 tangenciálne k vnútornému povrchu telesa, ktorý určuje vratný pohyb pozdĺž telesa k zásobníku 3 . Pod vplyvom odstredivé Sily prachových častíc na stene cyklónu tvoria prachovú vrstvu, ktorá sa spolu s časťou vzduchu dostáva do násypky.
1 - prívodné potrubie; 2 - horný otvor; 3 - bunker
Obrázok 6.2 - Všeobecná schéma cyklónu
Veľkosť odstredivej sily je určená vzorcom:
, H,
kde ALE - konštantný bezrozmerný koeficient;
r r - hustota častíc, mg/m 3 ;
d- priemer častíc, mikrón;
V m - tangenciálna zložka rýchlosti častíc, pani;
r- polomer častíc, mikrón;
R- polomer cyklónu, m;
P - konštantná, ktorá závisí od polomeru cyklónu a Prevádzková teplota;
H c - výška cyklónu, m.
K oddeleniu prachových častíc od vzduchu dochádza pri otočení prúdu vzduchu v násypke o 180°. Prúd vzduchu zbavený prachu vytvára vír a vychádza z násypky, čím vzniká výstup vzduchu, ktorý opúšťa cyklón hornými otvormi. 2.
Pre normálnu prevádzku cyklónu je potrebná tesnosť násypky. V inom prípade bude prach s prúdom vzduchu vystupovať cez horné počiatočné otvory (kanály). Pre všetky cyklóny musia byť zásobníky valcového tvaru s priemerom rovným 1,5 D- pre valec a (1,1 - 1,2) D- pre kužeľové cyklóny ( D je vnútorný priemer cyklónu). Výška valcovej časti násypky je 0,8 D.
Používa sa na čistenie veľkého množstva vzduchu batériové cyklóny BC-2; TsRB-150U a ďalšie.
Akumulátorové cyklóny pozostávajú z niekoľkých cyklónových prvkov s malým priemerom kombinovaných v jednom kryte, ktoré majú spoločný prívod vzduchu, ako aj spoločnú zbernú násypku .
Čistenie vzduchu v batériových cyklónoch je založené na využití odstredivých síl.
Účinnosť cyklónov závisí od koncentrácie a veľkosti prachových častíc. Priemerná účinnosť čistenia vzduchu je 98% pri veľkosti častíc 30 - 40 mikrón, 80 % - o 10 mikrón a 60 % - pri 4 - 5 mikrón.
Rotačné, protiprúdové rotačné a radiálne zberače prachu sú široko používané v podnikoch.
Dobre osvedčené v podnikoch látkové zberače prachu(obr. 6.3), sa používajú na stredné a jemné jednostupňové čistenie vzduchu od jemného suchého prachu (s počiatočným obsahom prachu viac ako 200 mg/m3). S veľmi vysokým obsahom prachu vo vzduchu (viac ako 5000 mg/m3) Látkové zberače prachu sa používajú ako sekundárne úrovne čistenia.
Látkový zberač prachu pozostáva zo skladacieho kovového puzdra 5 rozdelená na niekoľko vertikálnych priečok. Každá sekcia obsahuje valcové rukávy-filtre 6 manšestrové, flanelové alebo látkové. Látkové filtre sa vyznačujú vysokou účinnosťou čistenia vzduchu od strelného prachu (98% a viac).
Princíp činnosti zberača textilného prachu je nasledujúci. Vzduch naplnený prachom vstupuje do potrubia 1 do rozvodnej skrine bunkra 7 odkiaľ vstupuje do rukávov 6 . Po prechode filtráciou je vzduch privádzaný do medziramenného priestoru a následne do kolektora 4 . Prach sa usadzuje na vnútornom povrchu návlekov, odkiaľ je odstraňovaný pomocou sekacieho mechanizmu 3 alebo je vyfukovaný prúdom vzduchu zo špeciálneho ventilátora cez kanál 2 . Prach z rukávov sa dostáva do bunkra 7 , odkiaľ pomocou šneku 8 prepravované mimo cyklónu.
Jeden z najlepší druhčistenie vzduchu od prachu a hmly je elektrické čistenie. Tento proces čistenia je založený na nárazovej ionizácii vzduchu v zóne korónového výboja, prenose náboja iónov prachovými časticami, ich ukladaní na zrážacie a korónové elektródy. elektrické zberače prachu(obr. 6.4).
Elektrické zberače prachu sú široko používané na čistenie vzduchu od veľmi jemných prachových častíc s veľkosťou 0,01 mikrón a menej. Delia sa na jednostupňové a dvojstupňové. živiť sa priamy prúd vysoké napätie - 60 - 100 kV.
Zloženie elektrického zberača prachu zahŕňa: vstupné potrubie 1 obliehanie 2 a korunovanie 3 elektródy, izolant 4 , zásuvka 5 a bunker 6.
Hlavné sily, ktoré predurčujú pohyb prachových častíc k ukladacej elektróde, sú: aerodynamické sily, príťažlivé sily a tlakové sily elektrického „vetra“.
Preto, keď je prašný vzduch dodávaný cez vstupné potrubie 1 prachové častice sa nabijú, ktoré sa pohybujú smerom k ukladacej elektróde 2 vplyvom aerodynamických a elektrických síl a kladne nabité prachové častice sa usadzujú na zápornej korónovej elektróde 3 . Keďže objem vonkajšej zóny korónového výboja je oveľa väčší ako objem vnútornej, väčšina prachových častíc je nabitá záporne. Preto sa väčšina prachu usadzuje na kladnej elektróde (steny krytu zberača prachu) a len relatívne malé množstvo na zápornej korónovej elektróde. V tomto prípade je elektrický odpor vrstiev prachu obzvlášť dôležitý.
Prach s nízkym elektrickým odporom ( R< 104 Ohm∙cm 3) pri dotyku elektród okamžite stratí náboj a získa náboj, ktorý zodpovedá značke elektródy; po ktorej vzniká medzi elektródou a prachovými časticami odpudivá sila. Proti tejto sile pôsobí len sila priľnavosti, no ak je nedostatočná, tak účinnosť čistenia prudko klesá. Prach so značným elektrickým odporom sa v elektrostatických odlučovačoch zachytáva ťažšie, pretože výboj častíc strelného prachu je pomalý. Preto v reálnych podmienkach s cieľom znížiť elektrický odpor Tieto častice zvlhčujú práškový vzduch pred jeho privedením do filtra, čím sa zvyšuje účinnosť čistenia. To je dôvod, prečo priemysel používa niekoľko typických dizajnov suchých a mokrých zberačov prachu. Elektródy suchých zberačov prachu sa periodicky čistia otriasacími mechanizmami a mokré zahrievaním vodnou parou.
Technická prax potvrdzuje, že existujúce zariadenia na čistenie prachu nie vždy poskytujú potrebné čistenie vzduchu od prachu. Je známe, že čím sú prachové častice menšie, tým je ťažšie ich zachytiť a usadzovať častice menšie ako 1 mikrón sa stáva takmer nemožným. Preto sa v priemysle často používa metóda akustickej koagulácie, ktorá je založená na zväčšení veľkosti a hmotnosti práškových častíc pôsobením ultrazvukových vibrácií.
Na obr. 6.5 je schéma prúdová práčka, čo je typ Venturiho práčky. Jeho princíp fungovania je nasledujúci. Prúdenie vzduchu cez trysku 3 sa privádza na vodnú hladinu, kde sa usádzajú najväčšie prachové častice. Jemný prach, rozptýlený po celom priereze tela 1 stúpa smerom k prúdu kvapiek, ktorý sa privádza do práčky cez pásy trysiek 2 . Účinnosť čistenia v práčkach trysiek je nízka (0,6 - 0,7).
Odstredivé pračky batériového typu (obr. 6.6) sa používajú na mokré čistenie netoxických a nevýbušných prúdov vzduchu od prachu. Princíp činnosti takýchto zberačov prachu je nasledujúci.
Pri prívode prašného vzduchu cez prívodné potrubie 5 prachové častice sú vrhané späť na tekutý film 2 odstredivé sily, ktoré vznikajú pri rotácii prúdu vzduchu do práčok v dôsledku tangenciálneho uloženia prívodného potrubia. Tekutý film s hrúbkou najmenej 0,3 mm tvorené prúdením vody cez trysku 1 a nepretržite steká nadol a vťahuje prachové častice do násypky 4 . Účinnosť čistenia vzduchu v takýchto práčkach závisí od priemeru ich telesa, rýchlosti vzduchu vo vstupnom potrubí a rozptylu prachu.
V podnikoch sa používa päť hlavných metód čistenia atmosférický vzduch z pár rozpúšťadiel, riedidiel (acetón, benzén, xylén toluén, formaldehyd, čpavok atď.), plynov a iných škodlivých látok, a to: absorpcia; adsorpcia; chemisorpcia; tepelná neutralizácia; katalytická neutralizácia a podobne.
Absorpciačasto označovaný v odbore ako proces drhnutia. Princípom tejto metódy je rozdeľovanie zmesi plynu a vzduchu na jej zložky absorpciou jednej alebo viacerých zložiek plynu (absorbentov) tejto zmesi kvapalinovým absorbentom (absorbentom) za vzniku roztoku. Deštruktívnou silou je v tomto prípade koncentračná zložka na rozhraní plyn-kvapalina. Absorbent rozpustený v kvapaline v dôsledku difúzie preniká do vnútorných vrstiev absorbentu. Tento proces je určená veľkosťou povrchu separácie fáz, turbulenciou tokov a koeficientom difúzie. Hlavnou podmienkou pre výber absorbentu je rozpustnosť extrahovanej zložky v ňom a jej závislosť od teploty a tlaku.
Napríklad na odstránenie amoniaku, chlorovodíka alebo fluorovodíka z technologických emisií sa ako absorbčná kvapalina používa voda, menej často kyselina sírová alebo viskózny olej atď.
Na obr. 6.7 je znázornená schéma absorbéra. Do absorbéra cez potrubie 1 splynovaný vzduch vstupuje s maximálnym parciálnym tlakom, prechádza vrstvou kvapaliny 5 (vo forme bublín) a vystupuje cez trysku 3 s minimálnym parciálnym tlakom. Absorpčná kvapalina vstupuje do zariadenia proti prúdu cez postrekovač 4 a vystupuje cez potrubie 7 . Absorpčný proces je heterogénny, prebieha na rozhraní „plyn-kvapalina“, aby sa urýchlil, rôzne zariadenia ktoré zväčšujú kontaktnú plochu plynu s kvapalinou.
Na zvýšenie účinnosti čistenia vzduchu od pár rozpúšťadiel, riedidiel a plynov sa používajú chemické absorbéry vo forme vodných roztokov elektrolytov (kyseliny, soli, zásady a pod.). Napríklad na čistenie vzduchu od oxidu siričitého ako absorbéra (neutralizátora) sa používa alkalický roztok, ako výsledok reakcie sa získa soľ:
S02 + 2NaOH \u003d Na2S04 + H20.
katalytické čistenie. Na zníženie toxicity spaľovacích motorov v vozidiel používajú sa neutralizátory výfukových plynov (obr. 6.8). Konvertor- Ide o prídavné zariadenie, ktoré sa zavádza do výfukového systému motora na zníženie toxicity výfukových plynov.
1 - prívodné potrubie; 2 – odbočné potrubie na prívod kvapaliny;
3 - výstupné potrubie; 4 – rozprašovač kvapaliny (absorbér);
5 - absorbér; 6 - nosná mriežka; 7 - odbočné potrubie na vypúšťanie kvapaliny
Obrázok 6.7 - Schéma absorbéra na čistenie atmosférického vzduchu od plynov a ľahkých zložiek lakovacie materiály
a - katalytický reaktor: 1 - rekuperátor; 2 - kontaktná príloha;
3 – katalyzátor; 4 - zapaľovač; 5 - ohrievač; b - inštalácia na čistenie vzduchu od pár formaldehydu: 1 - šesťdosková kolóna; 2 – merač amoniaku, 3 – reaktor; 4 - kapacita; 5 - čerpadlo; 6 - zber; 7 - ventilátor
Obrázok 6.8 - Schéma zariadení na konverziu toxických zložiek
priemyselného odpadu na neškodné látky
V strojárskej praxi sú najbežnejšie katalyzátory. Práca takýchto neutralizátorov spočíva v hlbokej (90%) oxidácii oxidu uhoľnatého a uhľovodíkov v širokom rozsahu teplôt (250 - 800 ° C) za prítomnosti vlhkosti, zlúčenín síry a olova.
V konvertoroch sa spravidla používajú platinové katalyzátory, ktoré urýchľujú rôzne reakcie. Katalyzátory tohto typu sa vyznačujú nízkymi teplotami v počiatočnom štádiu. efektívnu prácu, odolnosť voči vysokej teplote, trvanlivosť pri vysokých prietokoch plynu. Konvertory s platinovými katalyzátormi sú však dosť drahé. Preto moderné konvertory používajú lacnejšie katalyzátory vyrobené zo zlúčenín Fe 2 O 3, Co 3 O 4, Cr 2 O 3 alebo MnO 2 . Takéto neutralizátory pracujú v podmienkach veľkých teplotných rozdielov, vibrácií a agresívneho prostredia.
Na obr. 6.9 je znázornená schéma katalyzátora pre automobil s naftový motor vnútorné spaľovanie. Konštrukcia neutralizátora má formu "potrubia v potrubí". Reaktor pozostáva z vonkajších a vnútorných perforovaných roštov, medzi ktorými je umiestnená vrstva granulovaného katalyzátora.
Podľa charakteru chemických reakcií sa neutralizátory tohto typu delia na: oxidačné (horľavé), obnovovacie, trojzložkové (bifunkčné).
1 - telo; 2 - reaktor; 3 - mriežka; 4 - tepelná izolácia; 5 – katalyzátor;
6 - príruba
Obrázok 6.9 - Schéma katalyzátora
1. Charakteristika atmosféry (zloženie, štruktúra, hodnota).
2. Zdroje znečistenia ovzdušia a hlavné znečisťujúce látky.
3. Dôsledky znečistenia ovzdušia (smog, kyslé dažde, skleníkový efekt, poškodzovanie ozónovej vrstvy).
4. Legislatívna ochrana ovzdušia.
5. Architektonické a plánovacie opatrenia na ochranu ovzdušia.
6. Technologické a hygienicko-technické opatrenia na ochranu ovzdušia.
7. Hlavné metódy a prostriedky čistenia emisií do atmosféry.
8. Adsorpcia a čistenie emisií v práčkach plynov.
Prednáška 7. OCHRANA HYDROSFÉRY
7.1 Charakteristika hydrosféry
7.1.1 Stav vodných zdrojov
7.1.2 Vlastnosti vody ako limitujúci faktor v ekosystéme
7.2 Význam hydrosféry
7.3 Zdroje a druhy znečistenia vôd. priemyselné znečistenie
7.4 Dôsledky znečistenia hydrosféry
7.5 Metódy čistenia hydrosféry
7.5.1 Samočistenie morí a oceánov
7.5.2 Upratovanie domácnosti Odpadová voda
7.5.3 Čistenie priemyselných odpadových vôd
7.6 Výber niektorých technických a technologických prostriedkov ochrany hydrosféry pred priemyselným znečistením
7.7 Štátny monitoring vodných útvarov a normalizácia v oblasti ochrany
Kľúčové pojmy a slová: hydrosféra; endogénne vody; fotolýza vody; osmotický tlak; kolobeh vody v prírode; flotácia; biofiltrom
7.1 Charakteristika hydrosféry
Voda je jednou z najúžasnejších látok na našej planéte. Môžeme ho vidieť v pevnom (sneh, ľad), kvapalnom (rieky, moria) a plynnom (vodná para v atmosfére) skupenstve. Všetky prírody sa nezaobíde bez vody, ktorá je prítomná vo všetkých metabolických procesoch. Všetky látky absorbované rastlinami z pôdy do nich vstupujú iba v rozpustenom stave. V prírode nie je čistá voda. Ale za experimentálnych podmienok čistá vodaľahko sa prehrieva a podchladzuje, pri atmosférickom tlaku dosahujú teploty +200 a -33 o C.
Vo všeobecnosti je voda inertné univerzálne rozpúšťadlo, teda rozpúšťadlo, ktoré sa nemení vplyvom látok, ktoré rozpúšťa. Voda je ako rozpúšťadlo dipól s vysokým momentom (1,87), pod vplyvom ktorého medziatómové a medzimolekulové sily na povrchu telies ponorených vo vode 80-krát zoslabnú. Ide o najvyššiu hodnotu zo všetkých známych zlúčenín, vďaka čomu je voda najunikátnejším rozpúšťadlom. Napríklad: vypitím pohára vody denne skonzumujeme počas života 0,1 g pohára.
Vo vode kedysi vznikol život na našej planéte. Vďaka oceánom prebieha na našej planéte termoregulácia. Človek nemôže žiť bez vody. Nakoniec v modernom svete voda je jedným z najdôležitejších faktorov určujúcich rozloženie výrobných síl a veľmi často aj výrobných prostriedkov. Ministerstvo obrany Anglicka vypracovalo doktrínu, podľa ktorej sa z krátkodobého hľadiska môže prístup k čistej pitnej vode stať príčinou ozbrojených konfliktov.
Hydrosféra- vodná škrupina Zeme, ktorá rotuje so Zemou a je súborom oceánov, morí, jazier, riek, ľadovcových útvarov, podzemnej vody a atmosférickej vody. Hydrosféra spája všetky voľné vody, ktoré sa môžu pohybovať pod vplyvom slnečnej energie a gravitačných síl, pohybovať sa z jedného stavu do druhého. Vody zeme sú v neustálom pohybe
7.1.1 Stav vodných zdrojov(upravené podľa 3. svetového fóra o vode, Kjóto, marec 2003:
Celková zásoba vody na Zemi je asi 1400 miliónov km 3. Z tohto celkového množstva tvorí 97,5 % slaná voda v oceánoch.
O niečo viac ako 2 % všetkej vody, teda asi 28 miliónov metrov kubických, je vhodných na ľudskú spotrebu. 3 km. Z tejto vody asi: 69 % tvorí voda vo forme snehu a ľadu v Antarktíde, Arktíde a Grónsku; 30 % pripadá na podzemnú vodu; 0,12 % pre povrchové vody riek a jazier.
Vhodné na priame použitie predstavuje 9 000 km 3 .
Spotrebuje sa 4000 km 3 .
Prítok kontinentálnych vôd do Svetového oceánu (ročne obnoviteľné zdroje vody) je 45 tisíc km3.
Geografické rozdelenie spotreby vody:
- Ázia: 55 % všetkej vody.
- Severná Amerika: 19 %.
- Európa: 9,2 %.
- Afrika: 4,7 %.
- Južná Amerika: 3,3 %.
- Zvyšok sveta: 8,8 %.
Podľa sektora: poľnohospodárstvo- 70 %, priemysel - 22 %, domácnosti – 8%.
Spotreba vody za deň na osobu(berúc do úvahy všetky odvetvia hospodárstva) :
600 l v Severnej Amerike a Japonsku;
250 - 350 l v Európe;
10-20 litrov v krajinách blízko Sahary.
Svetový priemerný ročný odber vody z riek a podzemných zdrojov je 600 m 3 na osobu, z toho 50 m 3 je pitná voda alebo 137 litrov na osobu a deň.
Takže dôležitosť vody a hydrosféry - vodného obalu Zeme, nemožno preceňovať. Práve teraz, keď je miera rastu spotreby vody enormná, keď niektoré krajiny už pociťujú akútny nedostatok sladkej vody, je otázka zníženia znečistenia sladkej vody obzvlášť akútna.
Prednáška 11
Atmosférický vzduch obklopujúci človeka je neustále vystavený znečisteniu. Ovzdušie výrobných priestorov je znečistené emisiami z technologických zariadení alebo pri technologických procesoch bez lokalizácie odpadových látok. Vetraný vzduch odvádzaný z priestorov môže spôsobiť znečistenie ovzdušia v priemyselných areáloch a obývaných oblastiach. Okrem toho je ovzdušie priemyselných lokalít a obývaných oblastí znečistené technologickými emisiami z dielní, emisiami z tepelných elektrární a vozidiel.
Ovzdušie v domácnostiach je znečistené splodinami horenia zemného plynu a iných palív, výparmi rozpúšťadiel, čistiace prostriedky, holiace konštrukcie a pod., ako aj toxické látky vstupujúce do obytných priestorov s prílevom vetracieho vzduchu. IN letné obdobie pri priemernej vonkajšej teplote 20 0 C preniká do obytných priestorov asi 90 % nečistôt vonkajšieho vzduchu, v prechodnom období pri t = 25 0 C - 40 %, v r. zimný čas– až 30 %.
Zdroje znečistenia ovzdušia v priemyselných priestoroch sú:
1. V zlievarniach sú to emisie prachu a plynov z kupol, elektrického oblúka a indukčné pece, priestory na skladovanie a spracovanie vsádzky (odlievacích komponentov) a formovacích hmôt, priestory na vyklepávanie a čistenie odliatkov.
2. V kovárňach a lisovniach - prach, oxid uhoľnatý, oxid síry a iné škodlivé látky.
3. V galvanovniach - ide o škodlivé látky vo forme jemnej hmly, pár a plynov. Najintenzívnejšie škodlivé látky sa uvoľňujú pri procesoch kyslého a zásaditého leptania. Pri nanášaní galvanických povlakov ide o fluorovodík atď.
4. Pri obrábaní kovov na obrábacích strojoch - prach, hmla, oleje a emulzie.
5. V oblastiach zvárania a rezania kovov - prach, plyny (fluorovodík a pod.).
6. V oblastiach spájkovania a cínovania - toxické plyny (oxid uhoľnatý, fluorovodík), aerosóly (olovo a jeho zlúčeniny).
7. V lakovniach - toxické látky pri odmasťovaní a aerosóly z lakov a farieb.
8. Z prevádzky rôznych elektrární (ICE a pod.)
Na odstránenie a čistenie vzduchu v priemyselných priestoroch sa používajú rôzne systémy na čistenie a lokalizáciu škodlivých látok.
1. Odstránenie toxických látok z priestorov všeobecným vetraním;
2. Lokalizácia toxických látok v zóne ich vzniku lokálnym vetraním s čistením znečisteného vzduchu v špeciálnych zariadeniach a jeho návrat do priestorov výroby alebo domácnosti, ak vzduch po vyčistení v zariadení vyhovuje regulačné požiadavky dodávať vzduch;
3. Lokalizácia toxických látok v zóne ich vzniku lokálnym vetraním, čistením znečisteného vzduchu v špeciálnych zariadeniach, uvoľňovaním a rozptylom v atmosfére.
Obrázok 3
1 - zdroje toxických látok;
2 - zariadenia na lokalizáciu toxických látok (miestne odsávanie);
3 - čistiace prístroje.
4. Čistenie emisií technologických plynov v špeciálnych zariadeniach; v niektorých prípadoch sa výfukové plyny pred vypustením riedia atmosférickým vzduchom;
5. Čistenie výfukových plynov z elektrární (napríklad spaľovacích motorov) v špeciálnych jednotkách a vypúšťanie do atmosféry alebo výrobných priestorov (bane, lomy, sklady atď.).
V prípadoch, keď skutočné emisie prekračujú maximálne prípustné emisie (MAE), berúc do úvahy už existujúce znečistenie ovzdušia, presnejšie jeho zložky už existujúce v atmosfére, je potrebné použiť zariadenia na čistenie plynov a nečistôt v emisnom systéme.
Obrázok 4
1 – zdroj toxických látok a procesných plynov;
2 - čistiace prístroje;
3 - potrubie na rozptyl emisií;
4 - zariadenie (dúchadlo na privádzanie vzduchu na riedenie emisií).
Zariadenia na čistenie vetrania a technologických emisií do atmosféry sa delia na:
Zberače prachu (suché, elektrické, mokré filtre);
odstraňovače hmly (nízka rýchlosť a vysoká rýchlosť);
Zariadenia na zachytávanie pár a plynov (absorpcia, chemisorpcia, absorpcia a neutralizátory);
Viacstupňové čistiace zariadenia (lapače prachu a plynov, lapače hmiel a pevných nečistôt, viacstupňové lapače prachu).
Zberače suchého prachu - cyklóny - sa široko používajú na čistenie plynov od častíc.
Elektrostatické odlučovače sú najdokonalejším spôsobom čistenia plynov od prachových častíc a hmiel v nich suspendovaných.
Na jemné čistenie plynov od častíc a kvapkajúcej kvapaliny sa používajú rôzne filtre.
Mokré práčky plynu majú široké využitie a používajú sa na čistenie od jemného prachu s d 2 ≥ 0,3 μm, ako aj na čistenie od prachu zo zahriatych a výbušných plynov.
Na čistenie vzduchu od hmly kyselín, zásad, olejov a iných kvapalín sa používajú vláknité filtre.
Metóda absorpcie - čistenie emisií plynov z plynov a pár - je založená na absorpcii týchto plynov kvapalinou. Rozhodujúcou podmienkou pre aplikáciu tejto metódy je rozpustnosť plynov a pár vo vode. Môžu to byť napríklad technologické emisie amoniaku, chlóru či fluorovodíka.
Práca chemisorbérov je založená na absorpcii plynov a pár kvapalnými alebo tuhými absorbérmi za vzniku ťažko rozpustných a málo prchavých chemických zlúčenín (plyny z oxidov dusíka a kyslé pary).
Absorpčná metóda je založená na schopnosti niektorých jemných pevných látok ako absorbentu (aktivovaný oxid hlinitý, silikagél, aktivovaný oxid hlinitý a pod.) extrahovať a koncentrovať jednotlivé zložky emisií plynných zmesí na svoj povrch. Používajú sa na čistenie vzduchu od výparov rozpúšťadiel, éteru, acetónu, rôznych uhľovodíkov atď. Absorbenty sú široko používané v respirátoroch a plynových maskách.
Tepelná neutralizácia je založená na schopnosti horľavých plynov a pár, ktoré sú súčasťou ventilačných a procesných emisií, horieť za vzniku menej toxických látok.
Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár
Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.
Hostené na http://www.allbest.ru/
Ministerstvo školstva a vedy Ruská federácia
Federálna štátna rozpočtová vzdelávacia inštitúcia
vyššie odborné vzdelanie
Štátna technická univerzita na Donu (DSTU)
Spôsoby a prostriedky ochrany ovzdušia a hodnotenie ich účinnosti
Vykonané:
študent MTS skupiny IS 121
Kolemašová A.S.
Rostov na Done
Úvod
2. Mechanické čistenie plynov
Použité zdroje
Úvod
Atmosféra sa vyznačuje mimoriadne vysokou dynamikou v dôsledku rýchleho pohybu vzdušných hmôt v bočnom a vertikálnom smere a vysokých rýchlostí, ktoré v nej prebiehajú rôzne fyzikálne a chemické reakcie. Atmosféra je vnímaná ako obrovský „chemický kotol“, na ktorý vplývajú početné a premenlivé antropogénne a prírodné faktory. Plyny a aerosóly uvoľňované do atmosféry sú vysoko reaktívne. Prach a sadze vznikajúce pri spaľovaní paliva, lesných požiaroch pohlcujú ťažké kovy a rádionuklidy a keď sa usadia na povrchu, môžu znečistiť rozsiahle oblasti a dostať sa do ľudského tela dýchacím systémom.
Znečistenie ovzdušia je priame alebo nepriame vnášanie akejkoľvek látky do ovzdušia v takom množstve, ktoré ovplyvňuje kvalitu a zloženie vonkajšieho ovzdušia, spôsobuje škody ľuďom, živej a neživej prírode, ekosystémom, stavebné materiály, prírodné zdroje – celé životné prostredie.
Čistenie vzduchu od nečistôt.
Na ochranu atmosféry pred negatívnym antropogénnym vplyvom sa používajú tieto opatrenia:
Ekologizácia technologických procesov;
Čistenie emisií plynov od škodlivých nečistôt;
Disipácia plynných emisií v atmosfére;
Usporiadanie pásiem sanitárnej ochrany, architektonické a plánovacie riešenia.
Bezodpadová a nízkoodpadová technológia.
Ekologizácia technologických procesov je vytváranie uzavretých technologických cyklov, bezodpadových a nízkoodpadových technológií, ktoré vylučujú vstup škodlivých škodlivín do atmosféry.
Najspoľahlivejším a najhospodárnejším spôsobom ochrany biosféry pred emisiami škodlivých plynov je prechod na bezodpadovú výrobu, prípadne bezodpadové technológie. Termín „bezodpadová technológia“ prvýkrát navrhol akademik N.N. Semenov. Znamená to vytvorenie optimálnych technologických systémov s uzavretými materiálovými a energetickými tokmi. Takáto výroba by nemala mať odpadové vody, škodlivé emisie do ovzdušia a tuhý odpad a nemala by spotrebovať vodu z prírodných nádrží. To znamená, že chápu princíp organizácie a fungovania odvetví, s racionálnym využívaním všetkých zložiek surovín a energie v uzavretom cykle: (primárne suroviny - výroba - spotreba - druhotné suroviny).
Samozrejme, pojem „produkcia bez odpadu“ je do istej miery svojvoľný; ide o ideálny model výroby, keďže v reálnych podmienkach nie je možné úplne eliminovať odpad a zbaviť sa vplyvu výroby na životné prostredie. Presnejšie povedané, takéto systémy by sa mali nazývať nízkoodpadové systémy s minimálnymi emisiami, pri ktorých budú škody na prírodných ekosystémoch minimálne. Nízkoodpadová technológia je medzikrokom pri vytváraní bezodpadovej výroby.
1. Rozvoj bezodpadových technológií
V súčasnosti je identifikovaných niekoľko hlavných smerov ochrany biosféry, ktoré v konečnom dôsledku vedú k vytvoreniu bezodpadových technológií:
1) vývoj a implementácia zásadne nových technologických procesov a systémov fungujúcich na uzavretá slučka, čo umožňuje vylúčiť tvorbu hlavného množstva odpadu;
2) spracovanie odpadov z výroby a spotreby ako druhotných surovín;
3) vytváranie územno-priemyselných komplexov s uzavretou štruktúrou materiálových tokov surovín a odpadov v rámci komplexu.
Význam ekonomického a racionálneho využívania prírodné zdroje nevyžaduje odôvodnenie. Vo svete neustále rastie potreba surovín, ktorých výroba je čoraz drahšia. Keďže ide o medzisektorový problém, rozvoj nízkoodpadových a bezodpadových technológií a racionálne využívanie druhotných zdrojov si vyžaduje medzisektorové rozhodnutia.
Hlavným smerom technického pokroku je vývoj a implementácia zásadne nových technologických procesov a systémov pracujúcich v uzavretom cykle, ktoré umožňujú vylúčiť tvorbu hlavného množstva odpadu.
Čistenie emisií plynov od škodlivých nečistôt
Emisie plynov sa klasifikujú podľa organizácie odvozu a kontroly - na organizované a neorganizované, podľa teploty na vyhrievané a studené.
Organizovaná priemyselná emisia je emisia vstupujúca do atmosféry cez špeciálne skonštruované plynové kanály, vzduchové kanály, potrubia.
Neorganizované sa týkajú priemyselných emisií, ktoré sa dostávajú do atmosféry vo forme nesmerových tokov plynu v dôsledku netesností zariadení. Absencia alebo neuspokojivá prevádzka zariadenia na nasávanie plynu v miestach nakladania, vykladania a skladovania produktu.
Na zníženie znečistenia ovzdušia priemyselnými emisiami sa používajú systémy čistenia plynov. Čistenie plynov sa vzťahuje na oddelenie od plynu alebo premenu znečisťujúcej látky pochádzajúcej z priemyselného zdroja na neškodný stav.
2. Mechanické čistenie plynov
Zahŕňa suché a mokré metódy.
Čistenie plynov v suchých mechanických zberačoch prachu.
Suché mechanické zberače prachu zahŕňajú zariadenia, ktoré využívajú rôzne mechanizmy usadzovania: gravitačné (komora na usadzovanie prachu), inerciálne (komory, v ktorých sa prach ukladá v dôsledku zmeny smeru prúdenia plynu alebo inštalácie prekážky v jeho dráhe) a odstredivé.
Gravitačné usadzovanie je založené na usadzovaní suspendovaných častíc pôsobením gravitácie, keď sa prachový plyn pohybuje nízkou rýchlosťou bez zmeny smeru prúdenia. Proces sa uskutočňuje v kanáloch na usadzovanie plynu a komorách na usadzovanie prachu (obr. 1). Na zníženie výšky usadzovania častíc v usadzovacích komorách je vo vzdialenosti 40 až 100 mm inštalovaných množstvo horizontálnych políc, ktoré rozdeľujú prúd plynu do plochých prúdov. Gravitačné usadzovanie je účinné len pre veľké častice s priemerom väčším ako 50-100 mikrónov a stupeň čistenia nie je vyšší ako 40-50%. Metóda je vhodná len na predbežné, hrubé čistenie plynov.
Komory na usadzovanie prachu (obr. 1). K sedimentácii častíc suspendovaných v prúde plynu v komorách na usadzovanie prachu dochádza pôsobením gravitácie. Najjednoduchšou konštrukciou zariadení tohto typu sú kanály na usadzovanie plynu, niekedy opatrené vertikálnymi prepážkami pre lepšiu sedimentáciu pevných častíc. Viacpolicové komory na usadzovanie prachu sa široko používajú na čistenie horúcich pecných plynov.
Komora na usadzovanie prachu pozostáva z: 1 - prívodného potrubia; 2 - výstupné potrubie; 3 - telo; 4 - násypka suspendovaných častíc.
Zotrvačné usadzovanie je založené na tendencii suspendovaných častíc zachovať si pôvodný smer pohybu pri zmene smeru prúdenia plynu. Spomedzi inerciálnych zariadení sa najčastejšie používajú lamelové zberače prachu s veľkým počtom štrbín (žalúzie). Plyny sa odprašujú, odchádzajú cez trhliny a menia smer pohybu, rýchlosť plynu na vstupe do aparatúry je 10-15 m/s. Hydraulický odpor zariadenia je 100-400 Pa (10-40 mm vodného stĺpca). Prachové častice s d< 20 мкм в жалюзийных аппаратах не улавливаются. Степень очистки в зависимости от дисперсности частиц составляет 20-70%. Инерционный метод можно применять лишь для грубой очистки газа. Помимо малой эффективности недостаток этого метода - быстрое истирание или забивание щелей.
Tieto zariadenia sa ľahko vyrábajú a obsluhujú, sú široko používané v priemysle. Ale účinnosť zachytávania nie je vždy dostatočná.
Odstredivé metódy čistenia plynov sú založené na pôsobení odstredivej sily vznikajúcej rotáciou prúdu plynu čisteného v čistiacom zariadení alebo rotáciou častí samotného zariadenia. Ako odstredivé čističe prachu sa používajú cyklóny (obr. 2) rôznych typov: batériové cyklóny, rotačné zberače prachu (rotoklony) a pod. Cyklóny sa vyznačujú vysokou produktivitou plynu, jednoduchým dizajnom a spoľahlivou prevádzkou. Stupeň odstraňovania prachu závisí od veľkosti častíc. Pre cyklóny s vysokou produktivitou, najmä batériové cyklóny (s kapacitou viac ako 20 000 m 3 /h), je stupeň čistenia asi 90 % s priemerom častíc d > 30 μm. Pre častice s d = 5–30 µm sa stupeň čistenia zníži na 80 % a pre častice s d == 2–5 µm je nižší ako 40 %.
ovzdušie čistenie priemyselného odpadu
Na obr. 2 je vzduch privádzaný tangenciálne do vstupného potrubia (4) cyklónu, ktorý je vírivým zariadením. Tu vytvorený rotujúci prúd klesá pozdĺž prstencového priestoru tvoreného valcovou časťou cyklónu (3) a výfukovým potrubím (5) do jeho kužeľovej časti (2) a potom, pokračujúc v rotácii, opúšťa cyklón cez výfukové potrubie. . (1) - výstup prachu.
Aerodynamické sily ohýbajú trajektóriu častíc. Počas rotačného pohybu prachového prúdu nadol sa prachové častice dostanú na vnútorný povrch valca a oddelia sa od prúdu. Vplyvom gravitácie a unášaním prúdu odlúčené častice klesajú a prechádzajú cez výstup prachu do násypky.
Vyšší stupeň čistenia vzduchu od prachu v porovnaní so suchým cyklónom je možné dosiahnuť v zberačoch prachu mokrého typu (obr. 3), v ktorých sa prach zachytáva v dôsledku kontaktu častíc so zmáčacou kvapalinou. Tento kontakt sa môže uskutočniť na vlhkých stenách prúdiacich vzduchom, na kvapkách alebo na voľnej hladine vody.
Na obr. 3 znázorňuje cyklón s vodným filmom. Prachový vzduch je privádzaný vzduchovým potrubím (5) do spodnej časti prístroja tangenciálne rýchlosťou 15-21 m/s. Vírivý prúd vzduchu, pohybujúci sa nahor, naráža na vodný film stekajúci po povrchu valca (2). Vyčistený vzduch je vypúšťaný z hornej časti zariadenia (4) tiež tangenciálne v smere rotácie prúdu vzduchu. Cyklón s vodným filmom nemá výfukové potrubie charakteristické pre suché cyklóny, čo umožňuje zmenšiť priemer jeho valcovej časti.
Vnútorný povrch cyklónu je priebežne zavlažovaný vodou z trysiek (3) umiestnených po obvode. Vodný film na vnútornom povrchu cyklónu musí byť súvislý, preto sú dýzy inštalované tak, aby vodné prúdy smerovali tangenciálne k povrchu valca v smere rotácie prúdu vzduchu. Prach zachytený vodným filmom prúdi spolu s vodou do kužeľovej časti cyklónu a je odstraňovaný cez odbočnú rúrku (1) ponorenú vo vode žumpy. Usadená voda sa opäť privádza do cyklónu. Rýchlosť vzduchu na vstupe cyklónu je 15-20 m/s. Účinnosť cyklónov s vodným filmom je 88-89% pre prach s veľkosťou častíc do 5 mikrónov a 95-100% pre prach s väčšími časticami.
Ďalšie typy odstredivých zberačov prachu sú rotoklon (obr. 4) a práčka (obr. 5).
Cyklónové zariadenia sú najbežnejšie v priemysle, pretože nemajú žiadne pohyblivé časti v zariadení a vysokú spoľahlivosť pri teplotách plynu do 500 0 C, zachytávanie suchého prachu, takmer konštantný hydraulický odpor zariadenia, jednoduchosť výroby, vysoký stupeň čistenia .
Ryža. 4 - Pračka plynu s centrálnym zvodom: 1 - prívodné potrubie; 2 - nádrž s kvapalinou; 3 - tryska
Prachový plyn vstupuje cez centrálnu trubicu, naráža na povrch kvapaliny vysokou rýchlosťou a po otočení o 180° sa odstraňuje z prístroja. Prachové častice pri náraze prenikajú do kvapaliny a sú periodicky alebo nepretržite vypúšťané zo zariadenia vo forme kalu.
Nevýhody: vysoký hydraulický odpor 1250-1500 Pa, slabé zachytávanie častíc menších ako 5 mikrónov.
Pračky s dutými dýzami sú okrúhle alebo pravouhlé stĺpce, v ktorých dochádza ku kontaktu medzi plynmi a kvapôčkami kvapaliny rozprašovanými dýzami. Podľa smeru pohybu plynov a kvapalín sa duté práčky delia na protiprúdové, priamoprúdové a s priečnym prívodom kvapaliny. Pri mokrom odprašovaní sa zvyčajne používajú prístroje s protismerným pohybom plynov a kvapalín, menej často s priečnym prívodom kvapaliny. Jednoprúdové duté práčky sa široko používajú pri chladení plynov odparovaním.
V protiprúdovej práčke (obr. 5.) padajú kvapky z trysiek smerom k prúdeniu prašného plynu. Kvapky musia byť dostatočne veľké, aby ich neunášal prúd plynu, ktorého rýchlosť je zvyčajne vg = 0,61,2 m/s. Preto sa v práčkach plynu zvyčajne inštalujú hrubé rozprašovacie trysky, ktoré pracujú pri tlaku 0,3-0,4 MPa. Pri rýchlosti plynu nad 5 m/s je potrebné za práčkou plynu nainštalovať eliminátor kvapiek.
Ryža. 5 - Pračka dutých dýz: 1 - telo; 2 - rozvodná sieť plynu; 3 - trysky
Výška prístroja je zvyčajne 2,5-násobok jeho priemeru (H = 2,5D). Trysky sú v prístroji inštalované v jednej alebo viacerých sekciách: niekedy v radoch (až 14-16 v priereze), niekedy len pozdĺž osi zariadenia. Rozprašovanie trysiek môže byť smerované vertikálne zhora nadol alebo pod určitým uhlom do vodorovnej roviny. Keď sú dýzy usporiadané v niekoľkých vrstvách, je to možné kombinovaná inštalácia atomizéry: časť horákov je nasmerovaná pozdĺž cesty plynu, druhá časť - v opačnom smere. Pre lepšiu distribúciu plynov po priereze zariadenia je v spodnej časti práčky inštalovaný plynový rozvodný rošt.
Duté prúdové práčky sa široko používajú na odstraňovanie hrubého prachu, ako aj na chladenie plynu a klimatizáciu. Špecifický prietok kvapaliny je nízky - od 0,5 do 8 l/m 3 čisteného plynu.
Filtre sa tiež používajú na čistenie plynov. Filtrácia je založená na prechode vyčisteného plynu cez rôzne filtračné materiály. Filtračné priehradky pozostávajú z vláknitých alebo zrnitých prvkov a bežne sa delia na nasledujúce typy.
Pružné porézne priečky - látkové materiály z prírodných, syntetických alebo minerálnych vlákien, netkané vláknité materiály (plsť, papier, lepenka) komôrkové fólie (penová guma, polyuretánová pena, membránové filtre).
Filtrácia je veľmi bežnou technikou na jemné čistenie plynu. Jeho výhodou sú relatívne nízke náklady na zariadenie (s výnimkou kovokeramických filtrov) a vysoká účinnosť jemného čistenia. Nevýhody filtrácie vysoký hydraulický odpor a rýchle zanášanie filtračného materiálu prachom.
3. Čistenie emisií plynných látok, priemyselné podniky
V súčasnosti, keď je bezodpadová technológia v plienkach a ešte neexistujú úplne bezodpadové podniky, je hlavnou úlohou čistenia plynov dostať obsah toxických nečistôt v plynových nečistotách na maximálne prípustné koncentrácie (MPC) stanovené hygienické normy.
Priemyselné metódy čistenia emisií plynov od plynných a parných toxických nečistôt možno rozdeliť do piatich hlavných skupín:
1. Absorpčný spôsob - spočíva v absorpcii jednotlivých zložiek plynnej zmesi absorbentom (absorbérom), ktorým je kvapalina.
Absorbenty používané v priemysle sa hodnotia podľa nasledujúcich ukazovateľov:
1) absorpčná kapacita, t.j. rozpustnosť extrahovanej zložky v absorbéri v závislosti od teploty a tlaku;
2) selektivita charakterizovaná pomerom rozpustností separovaných plynov a ich absorpčných rýchlostí;
3) minimálny tlak pár, aby sa zabránilo kontaminácii vyčisteného plynu parami absorbentu;
4) lacnosť;
5) žiadny korozívny účinok na zariadenie.
Ako absorbenty sa používa voda, roztoky amoniaku, lúhy a uhličitany, soli mangánu, etanolamíny, oleje, suspenzie hydroxidu vápenatého, oxidy mangánu a horečnatého, síran horečnatý atď.. Napríklad na čistenie plynov od amoniaku, chlorovodíka a pod. fluorovodík ako absorbent sa používa voda, na zachytávanie vodnej pary - kyselina sírová, na zachytávanie aromatických uhľovodíkov - olejov.
Absorpčné čistenie je kontinuálny a spravidla cyklický proces, pretože absorpciu nečistôt zvyčajne sprevádza regenerácia absorpčného roztoku a jeho návrat na začiatku čistiaceho cyklu. Pri fyzikálnej absorpcii sa regenerácia absorbentu uskutočňuje zahrievaním a znižovaním tlaku, v dôsledku čoho sa absorbovaná plynná prímes desorbuje a koncentruje.
Na realizáciu čistiaceho procesu sa používajú absorbéry rôznych prevedení (filmové, balené, rúrkové atď.). Najbežnejšia balená práčka sa používa na čistenie plynov od oxidu siričitého, sírovodíka, chlorovodíka, chlóru, oxidu uhoľnatého a oxidu uhoľnatého, fenolov atď. V naplnených práčkach je rýchlosť procesov prenosu hmoty nízka v dôsledku hydrodynamického režimu s nízkou intenzitou týchto reaktorov pracujúcich pri rýchlosti plynu 0,02–0,7 m/s. Objemy zariadení sú preto veľké a inštalácie ťažkopádne.
Ryža. 6 - Balená práčka s priečnym zavlažovaním: 1 - puzdro; 2 - trysky; 3 - zavlažovacie zariadenie;4 - nosná mriežka; 5 - tryska; 6 - zberač kalu
Absorpčné metódy sa vyznačujú kontinuitou a všestrannosťou procesu, hospodárnosťou a schopnosťou extrahovať z plynov veľké množstvo nečistôt. Nevýhodou tohto spôsobu je, že balené práčky, prebublávacie a dokonca aj penové aparáty poskytujú dostatočne vysoký stupeň extrakcie škodlivých nečistôt (až MPC) a úplnú regeneráciu absorbérov len s veľkým počtom čistiacich stupňov. Preto sú schémy mokrého čistenia zvyčajne zložité, viacstupňové a čistiace reaktory (najmä práčky) majú veľké objemy.
Akýkoľvek proces mokrého absorpčného čistenia výfukových plynov od plynných a parných nečistôt je účelný len vtedy, ak je cyklický a bezodpadový. Systémy cyklického mokrého čistenia sú však konkurencieschopné iba vtedy, keď sú kombinované s čistením prachu a chladením plynu.
2. Chemisorpčná metóda – založená na absorpcii plynov a pár pevnými a kvapalnými absorbérmi, výsledkom čoho je tvorba málo prchavých a málo rozpustných zlúčenín. Väčšina procesov čistenia chemisorpčných plynov je reverzibilná; Keď teplota absorpčného roztoku stúpa, chemické zlúčeniny vznikajúce pri chemisorpcii sa rozkladajú s regeneráciou aktívnych zložiek absorpčného roztoku a s desorpciou prímesi absorbovanej z plynu. Táto technika je základom regenerácie chemisorbentov v cyklických systémoch čistenia plynov. Chemisorpcia je zvlášť použiteľná na jemné čistenie plynov pri relatívne nízkej počiatočnej koncentrácii nečistôt.
3. Adsorpčná metóda je založená na zachytávaní škodlivých plynných nečistôt povrchom pevných látok, vysoko poréznych materiálov s vyvinutým špecifickým povrchom.
Adsorpčné metódy sa používajú na rôzne technologické účely - separáciu zmesí plynov a pár na zložky so separáciou frakcií, sušenie plynov a na sanitárne čistenie výfukových plynov. V poslednom čase sa do popredia dostávajú adsorpčné metódy ako spoľahlivý prostriedok ochrany atmosféry pred toxickými plynnými látkami, poskytujúci možnosť koncentrácie a využitia týchto látok.
Pri čistení plynov sa najčastejšie používajú priemyselné adsorbenty aktívne uhlie, silikagél, alumogél, prírodné a syntetické zeolity (molekulárne sitá). Hlavnými požiadavkami na priemyselné sorbenty sú vysoká absorpčná schopnosť, selektivita pôsobenia (selektivita), tepelná stabilita, dlhá životnosť bez zmeny štruktúry a vlastností povrchu a možnosť ľahkej regenerácie. Najčastejšie sa aktívne uhlie používa na čistenie sanitárnych plynov kvôli vysokej absorpčnej schopnosti a ľahkej regenerácii. Sú známe rôzne konštrukcie adsorbentov (vertikálne, používané pri nízkych prietokoch, horizontálne, pri vysokých prietokoch, prstencové). Čistenie plynu sa vykonáva prostredníctvom pevných adsorbčných vrstiev a pohyblivých vrstiev. Vyčistený plyn prechádza adsorbérom rýchlosťou 0,05-0,3 m/s. Po vyčistení sa adsorbér prepne na regeneráciu. Adsorpčné zariadenie pozostávajúce z niekoľkých reaktorov vo všeobecnosti pracuje nepretržite, pretože súčasne sú niektoré reaktory v štádiu čistenia, zatiaľ čo iné sú v štádiu regenerácie, chladenia atď. Regenerácia sa vykonáva zahrievaním, napr. spaľovaním organických látok, prechodom živej alebo prehriatej pary, vzduchu, inertného plynu (dusíka). Niekedy sa úplne nahradí adsorbent, ktorý stratil aktivitu (tienený prachom, živicou).
Najsľubnejšie sú kontinuálne cyklické procesy čistenia adsorpčných plynov v reaktoroch s pohyblivým alebo suspendovaným adsorbčným lôžkom, ktoré sa vyznačujú vysokými prietokmi plynu (rádovo vyššími ako v periodických reaktoroch), vysokou produktivitou plynu a náročnosťou práce.
Všeobecné výhody metód čistenia adsorpčných plynov:
1) hlboké čistenie plynov od toxických nečistôt;
2) relatívna jednoduchosť regenerácie týchto nečistôt s ich premenou na komerčný produkt alebo návratom do výroby; tým je implementovaný princíp bezodpadovej technológie. Adsorpčná metóda je racionálna najmä na odstraňovanie toxických nečistôt (organické zlúčeniny, výpary ortuti a pod.) obsiahnutých v nízkych koncentráciách, t.j. ako záverečná fáza sanitárneho čistenia výfukových plynov.
Nevýhody väčšiny adsorpčných rastlín sú periodicita.
4. Spôsob katalytickej oxidácie – založený na odstraňovaní nečistôt z čisteného plynu za prítomnosti katalyzátorov.
Pôsobenie katalyzátorov sa prejavuje intermediárnou chemickou interakciou katalyzátora s reaktantmi, výsledkom čoho je vznik medziproduktov.
Ako katalyzátory sa používajú kovy a ich zlúčeniny (oxidy medi, mangánu atď.) Katalyzátory majú tvar guľôčok, krúžkov alebo iného tvaru. Táto metóda je široko používaná najmä na čistenie výfukových plynov. V dôsledku katalytických reakcií sa nečistoty v plyne premieňajú na iné zlúčeniny, t.j. Na rozdiel od uvažovaných metód sa nečistoty z plynu neodstraňujú, ale premieňajú sa na neškodné zlúčeniny, ktorých prítomnosť je vo výfukových plynoch prijateľná, alebo na zlúčeniny, ktoré sa z prúdu plynu ľahko odstraňujú. Ak sa majú výsledné látky odstrániť, sú potrebné ďalšie operácie (napríklad extrakcia kvapalnými alebo pevnými sorbentmi).
Katalytické metódy sú čoraz rozšírenejšie v dôsledku hĺbkového čistenia plynov od toxických nečistôt (až 99,9 %) pri relatívne nízkych teplotách a normálnom tlaku, ako aj pri veľmi nízkych počiatočných koncentráciách nečistôt. Katalytické metódy umožňujú využiť reakčné teplo, t.j. vytvárať systémy energetických technológií. Katalytické čistiarne sú ľahko ovládateľné a majú malé rozmery.
Nevýhodou mnohých procesov katalytického čistenia je tvorba nových látok, ktoré sa musia z plynu odstraňovať inými metódami (absorpcia, adsorpcia), čo komplikuje inštaláciu a znižuje celkový ekonomický efekt.
5. Tepelná metóda spočíva v čistení plynov pred ich uvoľnením do atmosféry dodatočným spaľovaním pri vysokej teplote.
Tepelné metódy na neutralizáciu emisií plynov sú použiteľné pri vysokých koncentráciách horľavých organických znečisťujúcich látok alebo oxidu uhoľnatého. Najjednoduchšia metóda- spaľovanie - možné, keď je koncentrácia horľavých znečisťujúcich látok blízka dolnej hranici horľavosti. V tomto prípade nečistoty slúžia ako palivo, procesná teplota je 750-900°C a je možné využiť spaľovacie teplo nečistôt.
Keď je koncentrácia horľavých nečistôt nižšia ako dolná hranica horľavosti, je potrebné dodávať teplo zvonku. Najčastejšie sa teplo dodáva pridávaním horľavého plynu a jeho spaľovaním v plyne, ktorý sa má čistiť. Horľavé plyny prechádzajú cez systém rekuperácie tepla a uvoľňujú sa do atmosféry.
Takéto energeticko-technologické schémy sa používajú pri dostatočne vysokom obsahu horľavých nečistôt, inak sa zvyšuje spotreba pridaného horľavého plynu.
Použité zdroje
1. Ekologická doktrína Ruskej federácie. Oficiálna webová stránka Štátnej služby pre ochranu životného prostredia Ruska - eco-net/
2. Vnukov A.K., Ochrana ovzdušia pred emisiami z energetických zariadení. Príručka, M.: Energoatomizdat, 2001
Hostené na Allbest.ru
...Podobné dokumenty
Návrh hardvérovo-technologickej schémy na ochranu atmosféry pred priemyselnými emisiami. Ekologické zdôvodnenie prijatých technologických rozhodnutí. Ochrana prírodného prostredia pred antropogénnymi vplyvmi. Kvantitatívne charakteristiky emisií.
práca, pridané 17.04.2016
Prehriatie neprchavých látok. Fyzikálne zdôvodnenia dosiahnuteľných prehriatí. Termodynamická stabilita metastabilného stavu hmoty. Schéma inštalácie kontaktnej tepelnej analýzy a registrátora. Nevýhody hlavných metód čistenia atmosféry.
abstrakt, pridaný 11.08.2011
Stručný opis technológie čistenia vzduchu. Aplikácia a charakteristika adsorpčnej metódy na ochranu atmosféry. Adsorpčné uhlíkové filtre. Čistenie od zlúčenín obsahujúcich síru. Adsorpčný regeneračný systém čistenia vzduchu "ARS-aero".
ročníková práca, pridaná 26.10.2010
Základné pojmy a definície procesov zachytávania prachu. Gravitačné a inerciálne metódy suchého čistenia plynov a vzduchu od prachu. Mokré zberače prachu. Nejaký technický vývoj. Zberač prachu založený na odstredivej a inerciálnej separácii.
ročníková práca, pridaná 27.12.2009
Bezodpadová a nízkoodpadová technológia. Čistenie emisií plynov od škodlivých nečistôt. Čistenie plynov v suchých mechanických zberačoch prachu. Priemyselné metódy čistenia emisií plynov od výparov toxických nečistôt. Metóda chemisorpcie a adsorpcie.
kontrolné práce, doplnené 12.6.2010
Štruktúra a zloženie atmosféry. Znečistenie vzduchu. Kvalita atmosféry a vlastnosti jej znečistenia. Hlavné chemické nečistoty, ktoré znečisťujú atmosféru. Spôsoby a prostriedky ochrany ovzdušia. Klasifikácia systémov čistenia vzduchu a ich parametre.
abstrakt, pridaný 11.09.2006
Motor ako zdroj znečistenia ovzdušia, charakteristický pre toxicitu jeho výfukových plynov. Fyzikálne a chemické základy čistenia výfukových plynov od škodlivých zložiek. Hodnotenie negatívneho vplyvu prevádzky lode na životné prostredie.
ročníková práca, pridaná 30.04.2012
Charakteristika emisií v drevárskej dielni pri brúsení: znečistenie ovzdušia, vody a pôdy. Druhy brúsnych strojov. Výber spôsobu čistenia emisií. Likvidácia tuhého odpadu. Hardvérový a technologický návrh systému ochrany ovzdušia.
ročníková práca, pridaná 27.02.2015
Aplikácia technické prostriedkyčistenie spalín ako hlavná akcia na ochranu ovzdušia. Moderné metódy vývoja technických prostriedkov a technologických postupov na čistenie plynu vo Venturiho práčke. Výpočty konštrukčných parametrov.
ročníková práca, pridaná 2.1.2012
Vplyv na atmosféru. Zachytávanie pevných látok zo spalín tepelných elektrární. Pokyny na ochranu ovzdušia. Hlavné ukazovatele výkonu zberača popola. Základný princíp činnosti elektrostatického odlučovača. Výpočet cyklónu batérie. Emisie popola a čistenie z nich.
Na ochranu ovzdušia pred negatívnym antropogénnym vplyvom v podobe znečistenia škodlivými látkami sa používajú tieto opatrenia:
Ekologizácia technologických procesov;
Čistenie emisií plynov od škodlivých nečistôt;
Disipácia plynných emisií v atmosfére;
Usporiadanie pásiem sanitárnej ochrany, architektonické a plánovacie riešenia.
Najradikálnejším opatrením na ochranu ovzdušia pred znečistením je ekologizácia technologických procesov a v prvom rade vytváranie uzavretých technologických cyklov, bezodpadových a nízkoodpadových technológií, ktoré vylučujú vstup škodlivých škodlivín do atmosféry.
Ekologizácia technologických procesov zahŕňa najmä vytváranie kontinuálnych technologických procesov, predbežné čistenie paliva alebo jeho nahradenie ekologickejšími druhmi, využívanie hydroodprašovania, preraďovanie rôznych agregátov na elektrický pohon, recirkuláciu plynu, atď.
Prvou prioritou je bojovať znečisťovanie ovzdušia výfukovými plynmi (EG) vozidiel. V súčasnosti sa aktívne hľadá „čistejšie“ palivo ako je benzín. Vývoj pokračuje vo výmene karburátorového motora za ekologickejšie typy a vznikajú skúšobné modely áut poháňaných elektrinou.
Súčasná úroveň ekologizácie technologických procesov je stále nedostatočná na úplné zamedzenie emisií plynov do ovzdušia. Preto sa široko používajú rôzne metódy čistenie odplynu z aerosólov (prach) a toxických plynných nečistôt (NO, NO 2, SO 2, SO 3 atď.).
Na čistenie emisií z aerosólov, odlišné typy zariadenia v závislosti od stupňa prašnosti vzduchu, veľkosti pevných častíc a požadovanej úrovne čistenia: zberače suchého prachu(cyklóny, zberače prachu), mokré zberače prachu(čistiace prostriedky atď.), filtre, elektrostatické odlučovače: katalytické, absorpčné, adsorpčné a iné spôsoby čistenia plynov od toxických plynných nečistôt.
Disperzia plynových nečistôt v atmosfére - ide o zníženie ich nebezpečných koncentrácií na úroveň zodpovedajúcej MPC rozptýlením emisií prachu a plynov pomocou vysokých komínov. Čím vyššie je potrubie, tým väčší je jeho rozptylový efekt. Použitie vysokých komínov pomohlo znížiť miestne znečistenie dymom a zároveň zhoršilo regionálne problémy s kyslým dažďom.
Ochrana ovzdušia pred škodlivými emisiami z podnikov je do značnej miery spojená s usporiadaním zón sanitárnej ochrany a architektonickými a plánovacími riešeniami.
Pásmo sanitárnej ochrany (SPZ) je pás, ktorý oddeľuje zdroje priemyselného znečistenia od obytných alebo verejných budov na ochranu obyvateľstva pred vplyvom škodlivých výrobných faktorov. Šírka týchto zón je od 50 do 1000 m a závisí od triedy produkcie, stupňa škodlivosti a množstva látok vypúšťaných do ovzdušia. Treba si uvedomiť, že občania, ktorých obydlie sa nachádza v SPZ, chrániaci ich ústavné právo na priaznivé životné prostredie, sa môžu domáhať buď ukončenia environmentálne nebezpečných činností podniku, alebo premiestnenia na náklady podniku mimo SPZ.
Medzi architektonické a plánovacie opatrenia patrí správne vzájomné rozmiestnenie zdrojov emisií a osídlených oblastí s prihliadnutím na smer vetrov, výber rovinatého, vyvýšeného miesta na výstavbu priemyselného podniku, dobre prefúknutého vetrami atď.
Ochrana ovzdušia
Na ochranu ovzdušia pred znečistením sa používajú tieto opatrenia na ochranu životného prostredia:
– ekologizácia technologických procesov;
– čistenie emisií plynov od škodlivých nečistôt;
– rozptyl plynných emisií v atmosfére;
– dodržiavanie noriem prípustných emisií škodlivých látok;
– usporiadanie pásiem hygienickej ochrany, architektonické a plánovacie riešenia a pod.
Ekologizácia technologických procesov- ide predovšetkým o vytváranie uzavretých technologických cyklov, bezodpadové a nízkoodpadové technológie, ktoré vylučujú vstup škodlivých škodlivín do atmosféry. Okrem toho je potrebné palivo predčistiť alebo vymeniť za ekologickejšie typy, využitie hydroodprašovania, recirkulácie plynu, preradenia rôznych agregátov na elektrinu a pod.
Najnaliehavejšou úlohou našej doby je znížiť znečistenie ovzdušia výfukovými plynmi automobilov. V súčasnosti sa aktívne hľadá alternatívne, „ekologickejšie“ palivo ako je benzín. Pokračuje vývoj automobilových motorov poháňaných elektrinou, solárnou energiou, alkoholom, vodíkom atď.
Čistenie emisií plynov od škodlivých nečistôt. Súčasná úroveň techniky neumožňuje úplné zamedzenie vstupu škodlivých nečistôt do atmosféry s emisiami plynov. Preto je široko používaný rôzne metódyčistenie výfukových plynov od aerosólov (prach) a nečistôt toxických plynov a pár (NO, NO2, SO2, SO3 atď.).
Na čistenie emisií z aerosólov sa používajú rôzne typy zariadení v závislosti od stupňa obsahu prachu vo vzduchu, veľkosti častíc a požadovanej úrovne čistenia: zberače suchého prachu(cyklóny, zberače prachu), mokré zberače prachu(čistiace prostriedky atď.), filtre, elektrofiltre(katalytické, absorpčné, adsorpčné) a iné spôsoby čistenia plynov od toxických plynov a nečistôt z pár.
Disperzia plynových nečistôt v atmosfére - ide o zníženie ich nebezpečných koncentrácií na úroveň zodpovedajúcej MPC rozptýlením emisií prachu a plynov pomocou vysokých komínov. Čím vyššie je potrubie, tým väčší je jeho rozptylový efekt. Žiaľ, táto metóda umožňuje znížiť lokálne znečistenie, no zároveň sa objavuje regionálne znečistenie.
Usporiadanie pásiem sanitárnej ochrany a architektonických a plánovacích opatrení.
Pásmo sanitárnej ochrany (SPZ) – je pás oddeľujúci zdroje priemyselného znečistenia od obytných resp verejné budovy chrániť obyvateľstvo pred vplyvom škodlivé faktory výroby. Šírka týchto zón sa pohybuje od 50 do 1000 m v závislosti od triedy produkcie, stupňa škodlivosti a množstva látok vypúšťaných do ovzdušia. Zároveň občania, ktorých bydlisko je v rámci SPZ, chrániace ich ústavné právo na priaznivé životné prostredie, sa môžu domáhať buď ukončenia environmentálne nebezpečných činností podniku, alebo premiestnenia na náklady podniku mimo SPZ.
