Zaštita atmosfere od zagađenja: semestar ekologije. Zaštita atmosfere Navedite i opišite načine zaštite atmosferskog zraka

I. Struktura i sastav atmosfere
II. Zagađenje zraka:

Kvalitet atmosfere i karakteristike njenog zagađenja;
Glavne hemijske nečistoće koje zagađuju atmosferu.

Osnovne metode zaštite atmosfere od hemijskih nečistoća;
Klasifikacija sistema za prečišćavanje vazduha i njihovi parametri.

I. Struktura i sastav atmosfere

Atmosfera - je plinoviti omotač Zemlje, koji se sastoji od mješavine raznih gasova i proteže se na visinu veću od 100 km. Ima slojevitu strukturu, koja uključuje niz sfera i pauza koje se nalaze između njih. Masa atmosfere je 5,91015 tona, zapremina– 13,2-1020 m 3. Atmosfera igra veliku ulogu u svim prirodnim procesima i, prije svega, regulira toplinski režim i općenito klimatskim uslovima a također štiti čovječanstvo od štetnog kosmičkog zračenja.
Glavne gasne komponente atmosfere su azot (78%), kiseonik (21%), argon (0,9%) i ugljen dioksid (0,03%). Gasni sastav atmosfere mijenja se s visinom. U površinskom sloju, zbog antropogenih utjecaja, količina ugljičnog dioksida se povećava, a kisika smanjuje. U nekim regijama, kao rezultat ekonomske aktivnosti, povećava se količina metana, dušikovih oksida i drugih plinova u atmosferi, što uzrokuje takve štetne pojave kao što su efekat staklene bašte, oštećenje ozonskog omotača, kisele kiše i smog.
Atmosferska cirkulacija utiče na režim rijeka, tla i vegetacijski pokrivač, kao i na egzogene procese formiranja reljefa. I na kraju vazduh– neophodan uslov za život na zemlji.
Najgušći sloj vazduha u blizini zemljine površine naziva se troposfera. Njegova debljina je: na srednjim geografskim širinama 10-12 km, iznad nivoa mora i na polovima 1-10 km, a na ekvatoru 16-18 km.
Zbog neravnomjernog zagrijavanja sunčevom energijom u atmosferi se stvaraju moćna vertikalna strujanja zraka, a u površinskom sloju uočava se nestabilnost njene temperature, relativne vlažnosti, pritiska itd. Ali u isto vrijeme, temperatura u troposferi je stabilna po visini i opada za 0,6°C na svakih 100 m u rasponu od +40 do -50°C. Troposfera sadrži do 80% sve vlage prisutne u atmosferi, u njoj se stvaraju oblaci i formiraju se sve vrste padavina koje su, u suštini, prečišćivači vazduha od nečistoća.
Iznad troposfere je stratosfera, a između njih je tropopauza. Debljina stratosfere je oko 40 km, vazduh u njoj je nabijen, vlažnost mu je niska, dok je temperatura vazduha od troposfere do visine od 30 km nadmorske visine konstantna (oko -50°C), a zatim postepeno se penje do + 10 ° C na nadmorskoj visini od 50 km. Pod uticajem kosmičkog zračenja i kratkotalasnog dela sunčevog ultraljubičastog zračenja, molekuli gasa u stratosferi se jonizuju, što rezultira stvaranjem ozona. Ozonski omotač, koji se nalazi do 40 km, igra veoma važnu ulogu, štiteći sav život na Zemlji od ultraljubičastih zraka.
Stratosfera odvaja stratosferu od mezosfere iznad, gdje ozon opada, a temperatura na oko 80 km nadmorske visine iznosi -70°C. Oštra temperaturna razlika između stratosfere i mezosfere objašnjava se prisustvom ozonskog omotača.

II. Zagađenje zraka

1) Kvalitet atmosfere i karakteristike njenog zagađenja

Pod kvalitetom atmosfere podrazumijeva se ukupnost njenih svojstava koja određuju stepen uticaja fizičkih, hemijskih i bioloških faktora na ljude, floru i faunu, kao i na materijale, strukture i životnu sredinu u celini. Kvalitet atmosfere zavisi od njenog zagađenja, a samo zagađenje u nju može dospeti iz prirodnih i antropogenih izvora. Razvojem civilizacije antropogeni izvori sve više preovlađuju u zagađenju atmosfere.
U zavisnosti od oblika materije, zagađenje se deli na materijalno (sastojak), energetsko (parametarsko) i materijalno-energetsko. Prvi uključuju mehaničko, hemijsko i biološko zagađenje, koji se obično kombinuju pod opštim konceptom "nečistoće", drugi - toplotno, akustičko, elektromagnetno i jonizujuće zračenje, kao i zračenje u optičkom opsegu; do trećeg - radionuklidi.
U svjetskim razmjerima najveća opasnost predstavlja zagađenje atmosfere nečistoćama, jer zrak djeluje kao posrednik u zagađivanju svih drugih objekata prirode, doprinoseći širenju velikih masa zagađenja na velike udaljenosti. Industrijske emisije iz zraka zagađuju okeane, zakiseljuju tlo i vodu, mijenjaju klimu i oštećuju ozonski omotač.
Pod zagađenjem atmosfere podrazumijeva se unošenje u nju nečistoća koje se ne nalaze u prirodnom zraku ili mijenjaju odnos između sastojaka prirodnog sastava zraka.
Stanovništvo Zemlje i brzina njenog rasta predodredišni su faktori za povećanje intenziteta zagađenja svih geosfera Zemlje, uključujući i atmosferu, jer se njihovim povećanjem povećavaju količine i brzine svega što se vadi, proizvodi, troši. i poslat na povećanje otpada. Najveće zagađenje vazduha uočava se u gradovima gde su uobičajeni zagađivači prašina, sumpor-dioksid, ugljen-monoksid, azot-dioksid, sumporovodik itd. U nekim gradovima, zbog specifičnosti industrijske proizvodnje, vazduh sadrži specifične štetne materije, kao što je i hlorovodonična kiselina, stiren, benz (a) piren, čađ, mangan, hrom, olovo, metil metakrilat. Ukupno u gradovima postoji nekoliko stotina različitih zagađivača zraka.
Posebno zabrinjava zagađenje atmosfere novonastalim supstancama i spojevima. SZO napominje da se od 105 poznatih elemenata periodnog sistema, 90 koristi u industrijskoj praksi, a na njihovoj osnovi je dobijeno preko 500 novih hemijskih jedinjenja, od kojih je skoro 10% štetno ili posebno štetno.
2) glavne hemijske nečistoće,
zagađivači vazduha

Postoje prirodne nečistoće, tj. uzrokovane prirodnim procesima, i antropogenim, tj. proizilaze iz ekonomskih aktivnosti čovječanstva (slika 1). Nivo zagađenja atmosfere nečistoćama iz prirodnih izvora je pozadinski i ima mala odstupanja od prosječnog nivoa tokom vremena.

Rice. 1. Šema procesa emisije supstanci u atmosferu i transformacije
polazne supstance u proizvode sa naknadnim taloženjem u obliku taloženja

Antropogeno zagađenje odlikuje se raznovrsnošću vrsta nečistoća i brojnim izvorima njihovog oslobađanja. Najstabilnije zone sa visokim koncentracijama zagađenja javljaju se na mjestima aktivne ljudske aktivnosti. Utvrđeno je da se svakih 10-12 godina obim svjetske industrijske proizvodnje udvostručuje, a to je praćeno približno istim povećanjem obima zagađivača koji se emituju u okoliš. Za određeni broj zagađivača, stope rasta njihovih emisija su mnogo veće od prosjeka. Tu spadaju aerosoli teških i retkih metala, sintetička jedinjenja koja ne postoje i ne nastaju u prirodi, radioaktivna, bakteriološka i druga zagađenja.
Nečistoće ulaze u atmosferu u obliku gasova, para, tečnih i čvrstih čestica. Plinovi i pare tvore mješavine sa zrakom, a tekuće i čvrste čestice formiraju aerosole (raspršene sisteme), koji se dijele na prašinu (veličine čestica preko 1 µm), dim (veličine čvrstih čestica manje od 1 µm) i maglu (veličine čestica tekućine manje od 10 µm). ). Prašina, zauzvrat, može biti gruba (veličina čestica veća od 50 mikrona), srednja (50-10 mikrona) i fina (manje od 10 mikrona). U zavisnosti od veličine, čestice tečnosti se dele na superfinu maglu (do 0,5 µm), finu maglu (0,5-3,0 µm), grubu maglu (3-10 µm) i sprej (preko 10 µm). Aerosoli su često polidisperzni; sadrže čestice različitih veličina.
Glavne hemijske nečistoće koje zagađuju atmosferu su: ugljen monoksid (CO), ugljen dioksid (CO 2), sumpor dioksid (SO 2), azotni oksidi, ozon, ugljovodonici, jedinjenja olova, freoni, industrijska prašina.
Glavni izvori antropogenog aerosolnog zagađenja zraka su termoelektrane (TE) koje troše visokopepelni ugalj, postrojenja za preradu, metalurška, cementna, magnezitna i druga postrojenja. Aerosolne čestice iz ovih izvora odlikuju se velikom hemijskom raznolikošću. Najčešće se u njihovom sastavu nalaze spojevi silicija, kalcija i ugljika, rjeđe– oksidi metala: gvožđe, magnezijum, mangan, cink, bakar, nikl, olovo, antimon, bizmut, selen, arsen, berilijum, kadmijum, hrom, kobalt, molibden i azbest. Još veća raznolikost je karakteristična za organsku prašinu, uključujući alifatske i aromatične ugljikovodike, kisele soli. Nastaje prilikom sagorevanja zaostalih naftnih derivata, tokom procesa pirolize u rafinerijama nafte, petrohemijskim i drugim sličnim preduzećima.
Industrijske deponije su stalni izvori aerosolnog zagađenja.– umjetni nasipi od ponovno odloženog materijala, uglavnom otkrivke, nastalih tokom rudarenja ili od otpada iz prerađivačke industrije, termoelektrana. Proizvodnja cementa i drugog građevinskog materijala također je izvor zagađenja zraka prašinom.
Sagorevanje kamenog uglja, proizvodnja cementa i topljenje sirovog gvožđa daju ukupnu emisiju prašine u atmosferu od 170 miliona tona godišnje.
Značajan dio aerosola nastaje u atmosferi kada čvrste i tekuće čestice međusobno djeluju ili s vodenom parom. Među opasne antropogene faktore koji doprinose ozbiljnom pogoršanju kvaliteta atmosfere treba ubrojati i njeno zagađenje radioaktivnom prašinom. Vrijeme zadržavanja malih čestica u donjem sloju troposfere je u prosjeku nekoliko dana, a u gornjem– 20-40 dana. Što se tiče čestica koje su ušle u stratosferu, one u njoj mogu ostati do godinu dana, a ponekad i više.

III. Metode i sredstva zaštite atmosfere

1) Glavne metode zaštite atmosfere
od hemijskih nečistoća

Sve poznate metode i sredstva zaštite atmosfere od hemijskih nečistoća mogu se grupisati u tri grupe.
U prvu grupu spadaju mjere koje imaju za cilj smanjenje stope emisije, tj. smanjenje količine emitovane supstance u jedinici vremena. U drugu grupu spadaju mjere koje imaju za cilj zaštitu atmosfere preradom i neutralizacijom štetnih emisija posebnim sistemima za prečišćavanje. Treća grupa uključuje mjere za standardizaciju emisija kako u pojedinačnim preduzećima i uređajima, tako iu regionu u cjelini.
Za smanjenje snage emisije hemijskih nečistoća u atmosferu najčešće se koriste:

zamjena manje ekološki prihvatljivih goriva ekološki prihvatljivim gorivima;
sagorijevanje goriva prema posebnoj tehnologiji;
stvaranje zatvorenih proizvodnih ciklusa.

Da bi se smanjila emisija sumpora, čvrsta, praškasta ili tečna goriva se sagorevaju u fluidizovanom sloju, koji se formira od čvrstih čestica pepela, peska ili drugih supstanci (inertnih ili reaktivnih). Čvrste čestice se upućuju u gasove koji prolaze, gde se kovitlaju, intenzivno mešaju i formiraju prinudni ravnotežni tok, koji uglavnom ima svojstva tečnosti.
Ugalj i naftna goriva se podvrgavaju prethodnoj gasifikaciji, međutim u praksi se najčešće koristi gasifikacija uglja. Budući da se proizvedeni i izduvni gasovi u elektranama mogu efikasno očistiti, koncentracije sumpor-dioksida i čestica u njihovim emisijama će biti minimalne.
Jedan od obećavajućih načina zaštite atmosfere od hemijskih nečistoća je uvođenje zatvorenih proizvodnih procesa koji minimiziraju otpad koji se emituje u atmosferu ponovnom upotrebom i potrošnjom, odnosno pretvaranjem u nove proizvode.

2) Klasifikacija sistema za prečišćavanje vazduha i njihovi parametri

Prema agregatnom stanju, zagađivači zraka se dijele na prašinu, maglu i plinsko-parne nečistoće. Industrijske emisije koje sadrže suspendirane čvrste tvari ili tekućine su dvofazni sistemi. Kontinuirana faza u sistemu su gasovi, i to dispergovani– čvrste čestice ili tečne kapljice.
itd...................

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Hostirano na http://www.allbest.ru/

Ministarstvo prosvjete i nauke Ruska Federacija

Federalna državna budžetska obrazovna ustanova

visoko stručno obrazovanje

"Don State Technical University" (DSTU)

Načini i sredstva zaštite atmosfere i procjena njihove djelotvornosti

Izvedeno:

student MTS grupe IS 121

Kolemasova A.S.

Rostov na Donu

Uvod

2. Mehaničko čišćenje gasova

Korišteni izvori

Uvod

Atmosferu karakterizira izuzetno velika dinamika, kako zbog brzog kretanja zračnih masa u bočnom i vertikalnom smjeru, tako i zbog velikih brzina, raznih fizičkih i kemijskih reakcija koje se u njoj odvijaju. Atmosfera je viđena kao ogroman "hemijski kotao", na koji utiču brojni i promenljivi antropogeni i prirodni faktori. Plinovi i aerosoli koji se ispuštaju u atmosferu su visoko reaktivni. Prašina i čađ od sagorevanja goriva šumski požari, adsorbirati teški metali i radionuklida, a kada se talože na površini, mogu zagaditi ogromna područja, prodrijeti u ljudski organizam kroz respiratorni sistem.

Zagađenje atmosfere je direktno ili indirektno unošenje bilo koje supstance u nju u tolikoj količini koja utiče na kvalitet i sastav vanjskog zraka, nanoseći štetu ljudima, živoj i neživoj prirodi, ekosistemima, građevinski materijal, prirodni resursi - cjelokupna okolina.

Prečišćavanje vazduha od nečistoća.

Za zaštitu atmosfere od negativnog antropogenog utjecaja primjenjuju se sljedeće mjere:

Ozelenjavanje tehnološkim procesima;

Pročišćavanje emisija plinova od štetnih nečistoća;

Disipacija gasovitih emisija u atmosferu;

Uređenje zona sanitarne zaštite, arhitektonska i planska rješenja.

Tehnologija bez otpada i malo otpada.

Ekologizacija tehnoloških procesa je stvaranje zatvorenih tehnoloških ciklusa, bezotpadnih i niskootpadnih tehnologija koje isključuju ulazak štetnih zagađivača u atmosferu.

Najpouzdaniji i najekonomičniji način zaštite biosfere od emisije štetnih plinova je prelazak na proizvodnju bez otpada, odnosno tehnologije bez otpada. Termin "bezotpadna tehnologija" prvi je predložio akademik N.N. Semenov. To znači stvaranje optimalnog tehnološkim sistemima sa zatvorenim materijalnim i energetskim tokovima. Takvu proizvodnju ne bi trebalo imati Otpadne vode, štetne emisije u atmosferu i čvrsti otpad i ne bi trebalo da troše vodu iz prirodnih rezervoara. Odnosno, razumeju princip organizacije i funkcionisanja industrije, uz racionalno korišćenje svih komponenti sirovina i energije u zatvorenom ciklusu: (primarne sirovine - proizvodnja - potrošnja - sekundarne sirovine).

Naravno, koncept „proizvodnje bez otpada“ je donekle proizvoljan; ovo je idealan proizvodni model, jer je u realnim uslovima nemoguće potpuno eliminisati otpad i osloboditi se uticaja proizvodnje na životnu sredinu. Preciznije, takve sisteme treba nazvati niskootpadnim sistemima, koji daju minimalne emisije, u kojima će šteta za prirodne ekosisteme biti minimalna. Tehnologija niske razine otpada je međukorak u stvaranju proizvodnje bez otpada.

1. Razvoj neotpadnih tehnologija

Trenutno je identificirano nekoliko glavnih pravaca zaštite biosfere, koji u konačnici dovode do stvaranja tehnologija bez otpada:

1) razvoj i implementacija fundamentalno novih tehnoloških procesa i sistema koji rade u zatvorenom ciklusu, koji omogućavaju da se isključi stvaranje glavne količine otpada;

2) prerada otpada proizvodnje i potrošnje kao sekundarne sirovine;

3) stvaranje teritorijalno-industrijskih kompleksa sa zatvorenom strukturom materijalnih tokova sirovina i otpada unutar kompleksa.

Važnost ekonomične i racionalne upotrebe prirodni resursi ne zahtijeva opravdanje. Potreba za sirovinama u svijetu stalno raste, čija proizvodnja postaje sve skuplja. Budući da je međusektorski problem, razvoj tehnologija sa malo otpada i bez otpada i racionalno korištenje sekundarnih resursa zahtijevaju međusektorske odluke.

Razvoj i implementacija fundamentalno novih tehnoloških procesa i sistema koji rade u zatvorenom ciklusu, koji omogućavaju da se isključi stvaranje glavne količine otpada, glavni je pravac tehničkog napretka.

Prečišćavanje gasnih emisija od štetnih nečistoća

Emisije gasova se klasifikuju prema organizaciji odvođenja i kontrole - na organizovane i neorganizovane, prema temperaturi na grejane i hladne.

Organizovana industrijska emisija je emisija koja ulazi u atmosferu kroz posebno izgrađene gasovode, vazdušne kanale, cevi.

Neorganizirane se odnose na industrijske emisije koje ulaze u atmosferu u obliku neusmjerenih tokova plina kao rezultat curenja opreme. Nedostatak ili nezadovoljavajući rad opreme za usisavanje plina na mjestima utovara, istovara i skladištenja proizvoda.

Za smanjenje zagađenja zraka industrijskim emisijama koriste se sistemi za prečišćavanje plina. Prečišćavanje gasova se odnosi na izdvajanje iz gasa ili prevođenje u bezopasno stanje zagađivača koji dolazi iz industrijskog izvora.

2. Mehaničko čišćenje gasova

Uključuje suhe i mokre metode.

Prečišćavanje gasova u suvim mehaničkim sakupljačima prašine.

Suhi mehanički sakupljači prašine uključuju uređaje koji koriste različite mehanizme taloženja: gravitacijski (komora za taloženje prašine), inercijalni (komore u kojima se prašina taloži kao rezultat promjene smjera strujanja plina ili postavljanja prepreke na putu) i centrifugalna.

Gravitaciono taloženje se zasniva na taloženju suspendovanih čestica pod dejstvom gravitacije kada se prašnjavi gas kreće malom brzinom bez promene smera strujanja. Proces se odvija u kanalima za taloženje gasa i komorama za taloženje prašine (Sl. 1). Da bi se smanjila visina taloženja čestica u komorama za taloženje, postavljeno je više horizontalnih polica na udaljenosti od 40-100 mm, razbijajući tok plina u ravne mlaznice. Gravitaciono taloženje je efikasno samo za velike čestice prečnika većeg od 50-100 mikrona, a stepen prečišćavanja nije veći od 40-50%. Metoda je prikladna samo za prethodno, grubo prečišćavanje plinova.

Komore za taloženje prašine (slika 1). Pod dejstvom gravitacije dolazi do taloženja čestica suspendovanih u struji gasa u komorama za taloženje prašine. Najjednostavniji dizajn aparata ovog tipa su kanali za taloženje gasa, ponekad opremljeni vertikalnim pregradama za bolje taloženje čvrstih čestica. Za toplo čišćenje pećni gasovi Komore za taloženje prašine s više polica imaju široku primjenu.

Komora za taloženje prašine se sastoji od: 1 - ulazne cijevi; 2 - izlazna cijev; 3 - tijelo; 4 - rezervoar suspendovanih čestica.

Inercijalno taloženje se zasniva na težnji suspendovanih čestica da zadrže svoj prvobitni smer kretanja kada se smer protoka gasa promeni. Među inercijskim uređajima najčešće se koriste lamelasti sakupljači prašine sa velikim brojem utora (lamela). Gasovi se otprašuju, izlaze kroz pukotine i mijenjaju smjer kretanja, brzina plina na ulazu u aparat je 10-15 m/s. Hidraulički otpor aparata je 100-400 Pa (10-40 mm vodenog stupca). Čestice prašine sa 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.

Ovi uređaji su jednostavni za proizvodnju i rukovanje, široko se koriste u industriji. Ali efikasnost hvatanja nije uvijek dovoljna.

Centrifugalne metode prečišćavanja gasa zasnivaju se na delovanju centrifugalne sile koja nastaje rotacijom gasne struje koja se čisti u aparatu za prečišćavanje ili rotacijom delova samog aparata. Kao centrifugalni uređaji za čišćenje prašine koriste se cikloni (sl. 2) različitih tipova: baterijski cikloni, rotirajući sakupljači prašine (rotokloni) itd. Cikloni se najčešće koriste u industriji za taloženje čvrstih aerosola. Ciklone karakterizira visoka produktivnost plina, jednostavan dizajn i pouzdan rad. Stepen uklanjanja prašine zavisi od veličine čestica. Za ciklone visoke produktivnosti, posebno akumulatorske ciklone (s kapacitetom većim od 20.000 m 3 /h), stepen prečišćavanja je oko 90% sa prečnikom čestica d > 30 μm. Za čestice sa d = 5–30 µm stepen prečišćavanja je smanjen na 80%, a za d == 2–5 µm manji je od 40%.

čišćenje industrijskog otpada atmosfere

Na sl. 2, zrak se uvodi tangencijalno u ulaznu cijev (4) ciklona, ​​koji je vrtložni aparat. Ovdje formirani rotirajući tok spušta se duž prstenastog prostora formiranog od cilindričnog dijela ciklona (3) i ispušne cijevi (5) u njegov konusni dio (2), a zatim, nastavljajući rotaciju, izlazi iz ciklona kroz ispušnu cijev. . (1) - izlaz za prašinu.

Aerodinamičke sile savijaju putanju čestica. Tokom rotacionog kretanja prašnjavog toka naniže, čestice prašine dopiru unutrašnja površina cilindar su odvojeni od protoka. Pod uticajem gravitacije i zavlačećim dejstvom strujanja, odvojene čestice se spuštaju i prolaze kroz otvor za prašinu u rezervoar.

Veći stepen prečišćavanja vazduha od prašine u poređenju sa suvim ciklonom može se postići kod sakupljača prašine mokrog tipa (slika 3), u kojima se prašina hvata kao rezultat kontakta čestica sa tečnošću za vlaženje. Ovaj kontakt se može izvesti na vlažnim zidovima koje struji vazduh, na kapljicama ili na slobodnoj površini vode.

Na sl. 3 prikazuje ciklon vodenog filma. Prašnjavi vazduh se dovodi kroz vazdušni kanal (5) do donjeg dela aparata tangencijalno brzinom od 15-21 m/s. Vrtložni tok zraka, krećući se prema gore, nailazi na film vode koji teče niz površinu cilindra (2). Pročišćeni vazduh se ispušta iz gornjeg dela aparata (4) takođe tangencijalno u pravcu rotacije protoka vazduha. Ciklon vodenog filma nema ispušnu cijev karakterističnu za suhe ciklone, što omogućava smanjenje promjera njegovog cilindričnog dijela.

Unutrašnja površina ciklona se kontinuirano navodnjava vodom iz mlaznica (3) postavljenih po obodu. Vodeni film na unutrašnjoj površini ciklona mora biti kontinuiran, pa se mlaznice postavljaju tako da su mlazovi vode usmjereni tangencijalno na površinu cilindra u smjeru rotacije strujanja zraka. Prašina zarobljena vodenim filmom teče zajedno s vodom u konusni dio ciklona i uklanja se kroz razvodnu cijev (1) uronjenu u vodu sumpa. Taložena voda se ponovo dovodi u ciklon. Brzina vazduha na ulazu ciklona je 15-20 m/s. Efikasnost ciklona sa vodenim filmom je 88-89% za prašinu veličine čestica do 5 mikrona, i 95-100% za prašinu sa većim česticama.

Ostale vrste centrifugalnih sakupljača prašine su rotoklon (sl. 4) i skruber (sl. 5).

Ciklonski uređaji su najčešći u industriji, jer nemaju pokretne dijelove u uređaju i visoku pouzdanost na temperaturama plina do 500 0 C, suho sakupljanje prašine, gotovo konstantan hidraulički otpor uređaja, jednostavnost izrade, visok stepen prečišćavanja .

Rice. 4 - Prečistač plina sa centralnom odvodnom cijevi: 1 - ulazna cijev; 2 - rezervoar sa tečnošću; 3 - mlaznica

Prašnjavi plin ulazi kroz centralnu cijev, velikom brzinom udara o površinu tekućine i, okrećući se za 180°, uklanja se iz aparata. Čestice prašine prodiru u tečnost nakon udara i periodično ili kontinuirano se ispuštaju iz aparata u obliku mulja.

Nedostaci: visok hidraulički otpor 1250-1500 Pa, slabo hvatanje čestica manjih od 5 mikrona.

Prečistači sa šupljim mlaznicama su okrugli ili pravokutni stupovi u kojima se ostvaruje kontakt između plinova i kapljica tekućine raspršenih mlaznicama. Prema smjeru kretanja plinova i tekućina, šuplji skruberi se dijele na protivtočne, direktnotočne i sa poprečnim dovodom tekućine. Kod mokrog otprašivanja obično se koriste aparati sa suprotnosmjernim kretanjem plinova i tekućina, rjeđe s poprečnim dovodom tekućine. Jednokratne šuplje perače se široko koriste hlađenje isparavanjem gasovi.

U protivstrujnom skruberu (Sl. 5.), kapi iz mlaznica padaju prema struji prašnjavog gasa. Kapljice moraju biti dovoljno velike da ih ne odnese protok gasa čija je brzina obično vg = 0,61,2 m/s. Stoga se grube mlaznice za raspršivanje obično ugrađuju u gasne prečistače, koje rade pod pritiskom od 0,3-0,4 MPa. Pri brzinama gasa većim od 5 m/s, eliminator kapljica se mora ugraditi nakon gasnog skrubera.

Rice. 5 - Šuplja mlaznica za čišćenje: 1 - kućište; 2 - distributivna gasna mreža; 3 - mlaznice

Visina aparata je obično 2,5 puta veća od njegovog prečnika (H = 2,5D). Mlaznice se u aparat ugrađuju u jednom ili više sekcija: nekad u redovima (do 14-16 u poprečnom preseku), nekad samo duž ose aparata.. Raspršivanje mlaznice može biti usmereno vertikalno odozgo prema dole ili pod nekim uglom na horizontalnu ravan. Kada su mlaznice raspoređene u nekoliko slojeva, moguće je kombinovana biljka atomizeri: dio baklji usmjeren je duž putanje plina, drugi dio - u suprotnom smjeru. Za bolju raspodjelu plinova po poprečnom presjeku aparata, u donjem dijelu pročistača ugrađena je rešetka za distribuciju plina.

Šuplji mlazni čistači se široko koriste za grubo uklanjanje prašine, kao i za hlađenje plina i klimatizaciju. Specifični protok tečnosti je nizak - od 0,5 do 8 l/m 3 pročišćenog gasa.

Filteri se takođe koriste za prečišćavanje gasova. Filtracija se zasniva na prolasku pročišćenog gasa kroz različite filterske materijale. Pregrade za filtriranje sastoje se od vlaknastih ili zrnatih elemenata i konvencionalno se dijele na sljedeće tipove.

Fleksibilne porozne pregrade - materijali od tkanine od prirodnih, sintetičkih ili mineralnih vlakana, netkani vlaknasti materijali (filc, papir, karton) celularni listovi (penasta guma, poliuretanska pena, membranski filteri).

Filtracija je vrlo uobičajena tehnika za fino prečišćavanje plina. Njegove prednosti su relativno niska cijena opreme (sa izuzetkom metal-keramičkih filtera) i visoka efikasnost finog prečišćavanja. Nedostaci filtracije visoki hidraulički otpor i brzo začepljenje materijala filtera prašinom.

3. Prečišćavanje emisija gasovitih materija, industrijska preduzeća

Trenutno, kada je tehnologija bez otpada u povoju i još nema potpuno bezotpadnih preduzeća, glavni zadatak čišćenja gasa je da se sadržaj toksičnih nečistoća u nečistoćama gasa dovede do maksimalno dozvoljenih koncentracija (MPC) utvrđenih od strane sanitarni standardi.

Industrijske metode za čišćenje gasnih emisija od plinovitih i parnih toksičnih nečistoća mogu se podijeliti u pet glavnih grupa:

1. Metoda apsorpcije - sastoji se u apsorpciji pojedinih komponenti gasovite mešavine pomoću apsorbenta (apsorbera), koji je tečnost.

Apsorbenti koji se koriste u industriji ocjenjuju se prema sljedećim pokazateljima:

1) sposobnost apsorpcije, tj. rastvorljivost ekstrahovane komponente u apsorberu u zavisnosti od temperature i pritiska;

2) selektivnost, koju karakteriše odnos rastvorljivosti izdvojenih gasova i njihove stope apsorpcije;

3) minimalni pritisak pare da bi se izbegla kontaminacija prečišćenog gasa upijajućim parama;

4) jeftinost;

5) nema korozivnog dejstva na opremu.

Kao apsorbenti koriste se voda, rastvori amonijaka, kaustične i karbonatne alkalije, soli mangana, etanolamini, ulja, suspenzije kalcijum hidroksida, mangan i magnezijum oksida, magnezijum sulfat itd. Na primer, za prečišćavanje gasova od amonijaka, hlorovodonika i fluorovodonik se koristi kao upijajuća voda, za hvatanje vodene pare - sumporna kiselina, za hvatanje aromatičnih ugljovodonika - ulja.

Apsorpciono čišćenje je kontinuiran i po pravilu cikličan proces, budući da je upijanje nečistoća obično praćeno regeneracijom apsorpcione otopine i njenim vraćanjem na početku ciklusa čišćenja. Prilikom fizičke apsorpcije, regeneracija apsorbenta se vrši zagrijavanjem i snižavanjem tlaka, uslijed čega se apsorbirana plinovita primjesa desorbira i koncentrira.

Za provedbu procesa čišćenja koriste se apsorberi različitih dizajna (filmski, pakirani, cijevni, itd.). Najčešći pakirani skruber se koristi za čišćenje plinova od sumpor-dioksida, vodonik-sulfida, klorovodika, klora, ugljičnog monoksida i dioksida, fenola itd. U pakiranim skruberima, brzina procesa prijenosa mase je niska zbog niskog intenziteta hidrodinamičkog režima ovih reaktora koji rade pri brzini plina od 0,02–0,7 m/s. Zbog toga su zapremine aparata velike, a instalacije glomazne.

Rice. 6 - Pakovana skruber sa poprečnim navodnjavanjem: 1 - telo; 2 - mlaznice; 3 - uređaj za navodnjavanje 4 - potporna rešetka; 5 - mlaznica; 6 - kolektor mulja

Metode apsorpcije karakteriziraju kontinuitet i svestranost procesa, ekonomičnost i sposobnost ekstrakcije velike količine nečistoće iz gasova. Nedostatak ove metode je što pakirani scruberi, aparati za mjehuriće i čak pjenu pružaju dovoljno visok stepen ekstrakcije štetnih nečistoća (do MPC) i potpunu regeneraciju apsorbera samo uz veliki broj faza prečišćavanja. Zbog toga tehnološke šeme mokro čišćenje obično je složeno, višestepeno, a reaktori za tretman (posebno scruberi) imaju velike zapremine.

Svaki proces mokrog apsorpcionog prečišćavanja izduvnih gasova od gasovitih i parovitih nečistoća je svrsishodan samo ako je cikličan i bez otpada. Ali ciklični sistemi mokrog čišćenja su konkurentni samo kada su kombinovani sa čišćenjem od prašine i hlađenjem gasom.

2. Metoda hemisorpcije - zasnovana na apsorpciji gasova i para pomoću čvrstih i tečnih apsorbera, što rezultira stvaranjem nisko isparljivih i slabo rastvorljivih jedinjenja. Većina procesa čišćenja gasa hemisorpcijom je reverzibilna; Kako temperatura apsorpcionog rastvora raste, hemijska jedinjenja nastala tokom hemisorpcije se razlažu regeneracijom aktivnih komponenti apsorpcionog rastvora i desorpcijom primesa apsorbovanog iz gasa. Ova tehnika je u osnovi regeneracije hemisorbenata u cikličkim sistemima za čišćenje gasa. Hemisorpcija je posebno primjenjiva za fino prečišćavanje plinova pri relativno niskoj početnoj koncentraciji nečistoća.

3. Metoda adsorpcije - zasnovana na hvatanju štetnih gasnih nečistoća na površini čvrste materije, visoko porozni materijali sa razvijenom specifičnom površinom.

Metode adsorpcije se koriste u različite tehnološke svrhe - razdvajanje gasno-parnih mešavina na komponente sa odvajanjem frakcija, sušenje gasa i za sanitarno čišćenje gasnih izduvnih gasova. IN U poslednje vreme adsorpcione metode dolaze do izražaja kao pouzdano sredstvo zaštite atmosfere od otrovnih gasovitih materija, pružajući mogućnost koncentriranja i korišćenja ovih supstanci.

Industrijski adsorbenti koji se najčešće koriste u čišćenju plinova su aktivni ugljen, silika gel, alumogel, prirodni i sintetički zeoliti (molekularna sita). Osnovni zahtjevi za industrijske sorbente su visok kapacitet apsorpcije, selektivnost djelovanja (selektivnost), termička stabilnost, dug vijek trajanja bez promjene strukture i svojstava površine, te mogućnost lake regeneracije. Aktivni ugalj se najčešće koristi za čišćenje sanitarnih plinova zbog visokog kapaciteta upijanja i lakoće regeneracije. poznato razni dizajni adsorbensi (vertikalni, koriste se pri niskom protoku, horizontalni, pri visokim brzinama protoka, prstenasti). Prečišćavanje plina se vrši kroz fiksne slojeve adsorbenta i pokretne slojeve. Pročišćeni gas prolazi kroz adsorber brzinom od 0,05-0,3 m/s. Nakon čišćenja, adsorber prelazi na regeneraciju. Postrojenje za adsorpciju, koje se sastoji od nekoliko reaktora, uglavnom radi neprekidno, jer su u isto vrijeme neki reaktori u fazi čišćenja, dok su drugi u fazama regeneracije, hlađenja itd. Regeneracija se vrši zagrijavanjem, npr. sagorevanjem organskih materija, propuštanjem žive ili pregrejane pare, vazduha, inertnog gasa (azota). Ponekad se potpuno zamijeni adsorbens koji je izgubio aktivnost (zaštićen prašinom, smolom).

Najperspektivniji su kontinuirani ciklični procesi prečišćavanja adsorpcionih gasova u reaktorima sa pokretnim ili suspendovanim slojem adsorbenta, koji se odlikuju visokim protokom gasa (red veličine veći nego u periodičnim reaktorima), visokom produktivnošću gasa i intenzitetom rada.

Opće prednosti metoda pročišćavanja adsorpcijskih plinova:

1) dubinsko prečišćavanje gasova od toksičnih nečistoća;

2) relativna lakoća regeneracije ovih nečistoća uz njihovu transformaciju u komercijalni proizvod ili povratak u proizvodnju; time je implementiran princip tehnologije bez otpada. Metoda adsorpcije je posebno racionalna za uklanjanje toksičnih nečistoća (organska jedinjenja, žive pare itd.) sadržanih u niskim koncentracijama, tj. kao završna faza sanitarnog čišćenja izduvnih gasova.

Nedostaci većine adsorpcionih postrojenja su periodičnost.

4. Metoda katalitičke oksidacije - zasniva se na uklanjanju nečistoća iz prečišćenog gasa u prisustvu katalizatora.

Djelovanje katalizatora očituje se u međuproduktu kemijske interakcije katalizatora sa reaktantima, što rezultira stvaranjem međuspojnih spojeva.

Kao katalizatori koriste se metali i njihova jedinjenja (oksidi bakra, mangana itd.) Katalizatori imaju oblik kuglica, prstenova ili drugog oblika. Ova metoda se posebno široko koristi za čišćenje izduvnih plinova. Kao rezultat katalitičkih reakcija, nečistoće u plinu se pretvaraju u druga jedinjenja, tj. Za razliku od razmatranih metoda, nečistoće se ne ekstrahuju iz gasa, već se pretvaraju u bezopasna jedinjenja, čije je prisustvo prihvatljivo u izduvnom gasu, ili u jedinjenja koja se lako uklanjaju iz struje gasa. Ako se nastale tvari trebaju ukloniti, tada su potrebne dodatne operacije (na primjer, ekstrakcija tekućim ili čvrstim sorbentima).

Katalitičke metode postaju sve raširenije zbog dubinsko čišćenje gasovi iz toksičnih nečistoća (do 99,9%) pri relativno niskim temperaturama i normalnom pritisku, kao i pri vrlo niskim početnim koncentracijama nečistoća. Katalitičke metode omogućavaju korištenje topline reakcije, tj. kreirati sisteme energetske tehnologije. Postrojenja za katalitičku obradu su jednostavna za rukovanje i male su veličine.

Nedostatak mnogih procesa katalitičkog pročišćavanja je stvaranje novih tvari koje se moraju ukloniti iz plina drugim metodama (apsorpcija, adsorpcija), što otežava instalaciju i smanjuje ukupni ekonomski učinak.

5. Termička metoda je pročišćavanje plinova prije ispuštanja u atmosferu naknadnim sagorijevanjem na visokoj temperaturi.

Termičke metode za neutralizaciju emisija plinova primjenjive su pri visokim koncentracijama zapaljivih organskih zagađivača ili ugljičnog monoksida. Najjednostavniji metod- spaljivanje - moguće kada je koncentracija zapaljivih zagađivača blizu donje granice zapaljivosti. U ovom slučaju, nečistoće služe kao gorivo, temperatura procesa je 750-900°C i može se iskoristiti toplota sagorevanja nečistoća.

Kada je koncentracija zapaljivih nečistoća manja od donje granice zapaljivosti, potrebno je dovođenje topline izvana. Toplota se najčešće dobija dodavanjem zapaljivog gasa i njegovim sagorevanjem u gasu koji se pročišćava. Zapaljivi plinovi prolaze kroz sistem za povrat topline i ispuštaju se u atmosferu.

Ovakve energetsko-tehnološke sheme koriste se pri dovoljno visokom sadržaju zapaljivih nečistoća, inače se povećava potrošnja dodanog gorivog plina.

Korišteni izvori

1. Ekološka doktrina Ruske Federacije. Službena stranica javna služba zaštita životne sredine Rusije - eco-net/

2. Vnukov A.K., Zaštita atmosfere od emisija iz energetskih objekata. Priručnik, M.: Energoatomizdat, 2001

Hostirano na Allbest.ru

Slični dokumenti

Projektovanje hardversko-tehnološke sheme za zaštitu atmosfere od industrijskih emisija. Ekološka utemeljenost prihvaćenih tehnoloških odluka. Zaštita prirodne sredine od antropogenog uticaja. Kvantitativne karakteristike emisija.

rad, dodato 17.04.2016


Pregrijavanje nehlapljivih tvari. Fizičke potpore ostvarivih pregrijavanja. Termodinamička stabilnost metastabilnog stanja materije. Šema ugradnje kontaktne termičke analize i registratora. Nedostaci glavnih metoda čišćenja atmosfere.

sažetak, dodan 11.08.2011


Kratki opis tehnologije prečišćavanja vazduha. Primjena i karakteristike adsorpcione metode za zaštitu atmosfere. Adsorpcijski ugljeni filteri. Prečišćavanje od spojeva koji sadrže sumpor. Sistem za prečišćavanje vazduha sa adsorpcionom regeneracijom "ARS-aero".

seminarski rad, dodan 26.10.2010


Osnovni koncepti i definicije procesa sakupljanja prašine. Gravitacione i inercione metode hemijskog čišćenja gasova i vazduha od prašine. Mokri sakupljači prašine. Neki inženjerski razvoj. Sakupljač prašine na bazi centrifugalnog i inercijalnog odvajanja.

seminarski rad, dodan 27.12.2009


Tehnologija bez otpada i malo otpada. Prečišćavanje gasnih emisija od štetnih nečistoća. Prečišćavanje gasova u suvim mehaničkim sakupljačima prašine. Industrijske metode za čišćenje gasnih emisija od isparenih toksičnih nečistoća. Metoda hemisorpcije i adsorpcije.

kontrolni rad, dodano 12.06.2010


Struktura i sastav atmosfere. Zagađenje zraka. Kvalitet atmosfere i karakteristike njenog zagađenja. Glavne hemijske nečistoće koje zagađuju atmosferu. Metode i sredstva zaštite atmosfere. Klasifikacija sistema za prečišćavanje vazduha i njihovi parametri.

sažetak, dodan 11.09.2006


Motor kao izvor atmosferskog zagađenja, karakteristika je toksičnosti njegovih izduvnih gasova. Fizičke i hemijske osnove čišćenja izduvnih gasova od štetnih komponenti. Ocjena negativan uticaj rad plovila na okoliš.

seminarski rad, dodan 30.04.2012


Karakteristike emisija u radionici za obradu drveta pri mljevenju: zagađenje zraka, vode i tla. Vrste mašina za mlevenje. Izbor metode čišćenja emisije. Odlaganje čvrstog otpada. Hardversko-tehnološko projektovanje sistema zaštite atmosfere.

seminarski rad, dodan 27.02.2015


Upotreba tehničkih sredstava za čišćenje dimnih gasova kao glavne mere zaštite atmosfere. Moderne tehnike razvoj tehničkih sredstava i tehnoloških procesa za prečišćavanje gasa u Venturi skruberu. Proračuni projektnih parametara.

seminarski rad, dodan 01.02.2012


Uticaj na atmosferu. hvatanje čvrste materije iz dimnih gasova termoelektrana. Uputstvo za zaštitu atmosfere. Glavni pokazatelji performansi sakupljača pepela. Osnovni princip rada elektrofiltera. Proračun akumulatorskog ciklona. Emisije pepela i čišćenje od njih.

1. Zahtjevi za emisije u atmosferu.

Zaštitna oprema treba da ograniči prisustvo štetne materije u vazduhu čovekove okoline do nivoa koji ne prelazi MPC: za svaku štetnu materiju, gde je pozadinska koncentracija.

A u prisustvu nekoliko štetnih supstanci jednosmjernog djelovanja, uslov (*) u poglavlju 1.4 §2. Usklađenost sa ovim zahtjevima postiže se lokalizacijom štetnih tvari na mjestu njihovog nastanka uklanjanjem iz prostorije ili opreme i disperzijom u atmosferi. Ako u isto vrijeme koncentracija štetnih tvari u atmosferi premašuje MPC, tada se emisije čiste od štetnih tvari u uređajima za čišćenje ugrađenim u izduvni sustav. Najčešći su ventilacioni, tehnološki i transportni izduvni sistemi.

U praksi se provode sljedeće opcije zaštite atmosferskog zraka:

a) uklanjanje toksičnih materija iz prostorija opštom ventilacijom;

b) lokalizacija toksičnih materija u zoni njihovog nastanka lokalna ventilacija, prečišćavanje zagađenog vazduha u posebnim uređajima i njegovo vraćanje u industrijskih prostorija ako se vazduh poklapa regulatorni zahtjevi za dovod vazduha;

c) lokalizacija toksičnih materija u zoni njihovog nastanka lokalnom ventilacijom, prečišćavanjem zagađenog vazduha u posebnim uređajima, ispuštanjem i disperzijom u atmosferu;

d) prečišćavanje emisija tehnoloških gasova u specijalnim uređajima, emisija i disperzija u atmosferi; u nekim slučajevima, izduvni gasovi se razblažuju atmosferskim vazduhom pre nego što se ispuste;

e) prečišćavanje izduvnih gasova u posebnim aparatima i ispuštanje u atmosferu ili proizvodni prostor.

Za ispunjavanje MPC štetnih materija u atmosferskom vazduhu naseljenih mesta, utvrđuje se maksimalno dozvoljena emisija (MPE) štetnih materija iz sistema. izduvna ventilacija, razne tehnološke i energetske instalacije. Maksimalne dozvoljene emisije gasnoturbinskih motora aviona civilnog vazduhoplovstva određene su GOST 17.2.2.04 - 86; emisije vozila sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem GOST 17.2.2.03 - 87, itd.; za industrijska preduzeća, MPE se utvrđuje prema zahtjevima GOST 17.2.3.02 - 78.

2. Disipacija emisija u atmosferu.

Glavni dokument koji reguliše proračun disperzije i određivanje površinskih koncentracija emisija iz industrijskih preduzeća je „Metoda za izračunavanje koncentracije u atmosferskom vazduhu štetnih materija sadržanih u emisijama preduzeća OND-86.

Prilikom određivanja MPE nečistoće iz proračunatog izvora potrebno je uzeti u obzir njenu koncentraciju u atmosferi, zbog emisija iz drugih izvora. Za slučajeve odvođenja zagrijanih emisija kroz jednu nezasjenjenu cijev:

, Gdje

H- visina cijevi;

Q- zapreminu potrošene mešavine gasa i vazduha koja se izbacuje kroz cev;

Ovo je razlika između temperature emitovane gasno-vazdušne mešavine i temperature ambijentalnog atmosferskog vazduha, jednaka prosečnoj temperaturi najtoplijeg meseca u 13:00 časova;

A je koeficijent koji zavisi od gradijenta temperature atmosfere i određuje uslove za vertikalnu i horizontalnu disperziju štetnih materija.

K F- koeficijent koji uzima u obzir stopu taloženja suspendovanih čestica emisije u atmosferu;

m I n su bezdimenzionalni koeficijenti koji uzimaju u obzir uslove za izlazak mešavine gasa i vazduha iz ušća cevi.

3. Oprema za tretman emisija.

Uređaji za čišćenje ventilacije i tehnoloških emisija u atmosferu dijele se na:

a) sakupljači prašine (suvi, električni, filteri, mokri);

b) eliminatori magle (niska i velika brzina);

c) aparati za hvatanje para i gasova (apsorpcija, hemisorpcija, adsorpcija i neutralizatori);

d) višestepeni uređaji za čišćenje (zamke za prašinu i gas, hvatači magle i čvrstih nečistoća, višestepeni hvatači prašine).

Njihov rad karakteriše niz ključnih parametara:

a) efikasnost čišćenja: , gdje

i - masene koncentracije nečistoća u plinu prije i poslije aparata.

b) hidraulički otpor uređaja za čišćenje: , gdje

i - pritisak protoka gasa na ulazu i izlazu iz aparata;

Koeficijent hidrauličkog otpora aparata;

i su gustina i brzina gasa u izračunatom delu aparata.

Vrijednost se izračunava eksperimentalno, ili po ovoj formuli.

c) potrošnja energije stimulatora kretanja gasa: , gdje

Q - zapreminski protok prečišćenog gasa;

k - faktor rezerve snage

- efikasnost prenosa snage sa elektromotora na ventilator;

efikasnost ventilatora.

Zahtjevi za emisiju. Sredstva zaštite atmosfere treba da ograniče prisustvo štetnih materija u vazduhu čovekove okoline na nivou koji ne prelazi MPC. U svim slučajevima, stanje

C+c f £ MPC (6.2)

za svaku štetnu tvar (c - pozadinska koncentracija), a u prisustvu više štetnih tvari jednosmjernog djelovanja - uvjet (3.1). Usklađenost sa ovim zahtjevima postiže se lokalizacijom štetnih tvari na mjestu njihovog nastanka, uklanjanjem iz prostorije ili opreme i disperzijom u atmosferi. Ako u isto vrijeme koncentracija štetnih tvari u atmosferi premašuje MPC, tada se emisije čiste od štetnih tvari u uređajima za čišćenje ugrađenim u izduvni sustav. Najčešći su ventilacioni, tehnološki i transportni izduvni sistemi.

Rice. 6.2. Sheme za korištenje atmosferske zaštite podrazumijevaju:

/- izvor toksičnih supstanci; 2- uređaj za lokalizaciju toksičnih tvari (lokalno usisavanje); 3- Aparati za čišćenje; 4- uređaj za uzimanje zraka iz atmosfere; 5- cijev za disipaciju emisije; 6- uređaj (puhalo) za dovod zraka za razrijeđene emisije

U praksi se provode sljedeće opcije zaštite atmosferskog zraka:

Uklanjanje otrovnih tvari iz prostorija općom ventilacijom;

Lokalizacija toksičnih supstanci u zoni njihovog formiranja lokalnom ventilacijom, prečišćavanjem zagađenog zraka u posebnim uređajima i njegovim vraćanjem u industrijske ili kućne prostorije, ako zrak nakon čišćenja u uređaju ispunjava regulatorne zahtjeve za dovodni zrak (Sl. 6.2. , a);

Lokalizacija toksičnih supstanci u zoni njihovog nastanka lokalnom ventilacijom, prečišćavanjem zagađenog vazduha u posebnim uređajima, emisijom i disperzijom u atmosferi (Sl. 6.2, b );

Prečišćavanje emisija tehnoloških gasova u specijalnim uređajima, emisija i disperzija u atmosferi; u nekim slučajevima, izduvni gasovi se razblažuju atmosferskim vazduhom pre nego što se ispuste (slika 6.2, c);

Prečišćavanje izduvnih gasova iz elektrana, kao što su motori unutrašnjim sagorevanjem u posebnim jedinicama i ispuštati u atmosferu ili proizvodni prostor (rudnici, kamenolomi, skladišta itd.) (Slika 6.2, d).

Za poštovanje MPC štetnih materija u atmosferskom vazduhu naseljenih mesta, utvrđuje se maksimalno dozvoljena emisija (MAE) štetnih materija iz sistema izduvne ventilacije, raznih tehnoloških i elektrana. Maksimalne dozvoljene emisije gasnoturbinskih motora aviona civilnog vazduhoplovstva određene su GOST 17.2.2.04-86, emisije vozila sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem-GOST 17.2.2.03-87 i niz drugih.

U skladu sa zahtevima GOST 17.2.3.02-78, za svako projektovano i operativno industrijsko preduzeće postavlja se MPE štetnih materija u atmosferu, pod uslovom da emisije štetnih materija iz dati izvor zajedno sa drugim izvorima (uzimajući u obzir izglede za njihov razvoj) neće stvoriti koncentraciju Rizema koja premašuje MPC.

Disipacija emisija u atmosferu. Procesni plinovi i ventilacijski zrak, nakon izlaska iz cijevi ili ventilacijskih uređaja, poštuju zakone turbulentne difuzije. Na sl. 6.3 prikazuje distribuciju koncentracije štetnih materija u atmosferi pod bakljom organizovanog izvora visoke emisije. Kako se udaljavate od cijevi u smjeru širenja industrijskih emisija, konvencionalno se mogu razlikovati tri zone atmosferskog zagađenja:

prijenos baklje B, karakteriše relativno nizak sadržaj štetnih materija u površinskom sloju atmosfere;

dim IN sa maksimalnim sadržajem štetnih materija i postepenim smanjenjem nivoa zagađenja G. Dimna zona je najopasnija za stanovništvo i treba je isključiti iz stambene izgradnje. Dimenzije ove zone, u zavisnosti od meteoroloških uslova, kreću se od 10 ... 49 visina cevi.

Maksimalna koncentracija nečistoća u površinskoj zoni direktno je proporcionalna produktivnosti izvora i obrnuto proporcionalna kvadratu njegove visine iznad tla. Porast vrućih mlazova je skoro u potpunosti posledica sile dizanja gasova koji imaju više visoke temperature nego okolni vazduh. Povećanje temperature i impulsa emitiranih plinova dovodi do povećanja uzgona i smanjenja njihove površinske koncentracije.

Rice. 6.3. Raspodjela koncentracije štetnih tvari u

atmosfere blizu zemljine površine sa organizovanog visokog

izvor emisije:

A - zona neorganizovanog zagađenja; B - zona prijenosa baklje; IN - dimna zona; G - zona postepenog smanjenja

Raspodjela plinovitih nečistoća i čestica prašine prečnika manjeg od 10 μm, koje imaju neznatnu stopu taloženja, podliježe općim zakonima. Za veće čestice ovaj obrazac je narušen, jer se brzina njihovog taloženja pod djelovanjem gravitacije povećava. Budući da se velike čestice lakše hvataju tokom uklanjanja prašine nego male čestice, vrlo male čestice ostaju u emisijama; njihova disperzija u atmosferi izračunava se na isti način kao i emisije gasova.

Ovisno o lokaciji i organizaciji emisija, izvori zagađenja zraka dijele se na zasjenjene i nezasjenjene, linearne i tačkaste izvore. Tačkasti izvori se koriste kada je uklonjeno zagađenje koncentrisano na jednom mjestu. To uključuje izduvne cijevi, rudnike, krovni ventilatori i drugi izvori. Štetne tvari koje se iz njih emituju prilikom raspršivanja ne preklapaju se jedna s drugom na udaljenosti od dvije visine zgrade (na vjetrovitoj strani). Linearni izvori imaju značajan opseg u smjeru okomitom na vjetar. Ovo su aeracione lampe, otvoreni prozori, blisko raspoređene izduvne osovine i krovni ventilatori.

Nezasjenjene ili visoke opruge su labavo pozicionirane u deformiranoj struji vjetra. To uključuje visoke cijevi, kao i točkaste izvore koji uklanjaju zagađenje do visine veće od 2,5 N zd. Zasjenjeni ili niski izvori nalaze se u zoni rukavca ili aerodinamičke sjene koja se formira na zgradi ili iza nje (kao rezultat vjetra koji ga duva) na visini h £ , 2.5 N zd.

Glavni dokument koji reguliše proračun disperzije i određivanje površinskih koncentracija emisija iz industrijskih preduzeća je „Metodologija za izračunavanje koncentracija u atmosferskom vazduhu štetnih materija sadržanih u emisijama preduzeća OND-86“. Ova tehnika omogućava rješavanje problema određivanja MPE u slučaju disperzije kroz jedan nezasjenjeni dimnjak, u slučaju emisije kroz nisko zasjenjeni dimnjak, te u slučaju emisije kroz lanternu iz uslova osiguranja MPC u površinski vazdušni sloj.

Prilikom određivanja MPE nečistoće iz izračunatog izvora potrebno je uzeti u obzir njenu koncentraciju c f u atmosferi, zbog emisija iz drugih izvora. Za slučaj disipacije zagrijanih emisija kroz jednu nezasjenjenu cijev

Gdje N- visina cijevi; Q- zapreminu potrošene mešavine gasa i vazduha koja se izbacuje kroz cev; ΔT je razlika između temperature emitovane mešavine gasa i vazduha i temperature ambijentalnog atmosferskog vazduha, jednaka prosečnoj temperaturi najtoplijeg meseca u 13:00 časova; A - koeficijent koji zavisi od gradijenta temperature atmosfere i određuje uslove za vertikalnu i horizontalnu disperziju štetnih materija; kF- koeficijent koji uzima u obzir stopu taloženja suspendovanih čestica emisije u atmosferu; m i n su bezdimenzionalni koeficijenti koji uzimaju u obzir uslove za izlazak mješavine plina i zraka iz ušća cijevi.

Oprema za tretman emisija. U slučajevima kada stvarne emisije prelaze maksimalno dozvoljene vrijednosti, potrebno je koristiti uređaje za čišćenje gasova od nečistoća u emisionom sistemu.

Uređaji za čišćenje ventilacije i tehnoloških emisija u atmosferu dijele se na: sakupljače prašine (suhi, električni, filteri, mokri); eliminatori magle (niska i velika brzina); uređaji za hvatanje para i plinova (apsorpcija, hemisorpcija, adsorpcija i neutralizatori); višestepeni uređaji za čišćenje (zamke za prašinu i gas, hvatači magle i čvrstih nečistoća, višestepeni hvatači prašine). Njihov rad karakteriše niz parametara. Glavni su efikasnost čišćenja, hidraulički otpor i potrošnja energije.

Efikasnost čišćenja

gdje je C ulazi i C izlazi -masene koncentracije nečistoće u plinu prije i poslije aparata.

U nekim slučajevima, za prašinu, koristi se koncept djelotvorne efikasnosti čišćenja.

gdje su C u i i C u i masa koncentracija i-ta frakcije prašine prije i poslije sakupljača prašine.

Za procjenu učinkovitosti procesa čišćenja koristi se i koeficijent proboja tvari TO kroz mašinu za čišćenje:

Kao što slijedi iz formula (6.4) i (6.5), koeficijent proboja i efikasnost čišćenja povezani su relacijom K = 1 - h|.

Hidraulički otpor uređaja za čišćenje Δp određuje se kao razlika u pritiscima protoka gasa na ulazu u aparat p i izlazu iz njega. Vrijednost Δp se nalazi eksperimentalno ili se izračunava po formuli

gdje je ς - koeficijent hidrauličkog otpora uređaja; ρ i W - gustina i brzina gasa u projektovanom delu aparata.

Ako se tokom procesa čišćenja hidraulički otpor aparata promijeni (obično raste), tada je potrebno regulirati njegovu početnu Δp start i konačnu vrijednost Δp end. Po dostizanju Δr = Δr con, proces čišćenja se mora zaustaviti i izvršiti regeneraciju (čišćenje) uređaja. Ova posljednja okolnost je od fundamentalnog značaja za filtere. Za filtere Δbright = (2...5)Δr početni

Snaga N Pokretanje gasa uzbudnika je određeno hidrauličkim otporom i zapreminskim protokom Q prečišćeni gas

Gdje k- faktor snage, obično k= 1.1...1.15; h m - efikasnost prenosa snage sa elektromotora na ventilator; obično h m = 0,92 ... 0,95; h a - efikasnost ventilatora; obično h a \u003d 0,65 ... 0,8.

Široka upotreba za pročišćavanje plinova od primljenih čestica suvi sakupljači prašine- cikloni (slika 6.4) raznih tipova. Protok plina se uvodi u ciklon kroz cijev 2 tangencijalno na unutrašnju površinu kućišta 1 i vrši rotaciono-translaciono kretanje duž tela do bunkera 4. Pod djelovanjem centrifugalne sile, čestice prašine formiraju sloj prašine na zidu ciklona, ​​koji zajedno s dijelom plina ulazi u spremnik. Odvajanje čestica prašine od gasa koji ulazi u rezervoar se dešava kada se protok gasa u rezervoaru zakrene za 180°. Oslobođen prašine, protok gasa formira vrtlog i izlazi iz rezervoara, stvarajući vrtlog gasa koji napušta ciklon kroz izlaznu cev 3. Nepropusnost rezervoara je neophodna za normalan rad ciklona. Ako spremnik nije hermetički, tada se zbog usisavanja prijateljskog zraka prašina odvodi sa protokom kroz izlaznu cijev.

Mnogi problemi čišćenja plinova od prašine uspješno se rješavaju cilindričnim (TsN-11 TsN-15, TsN-24, TsP-2) i konusnim (SK-Tsts 34, SK-TsN-34M i SDK-TsN-33) ciklonima NIIOGAZ. Cilindrični cikloni NIIO-GAZ dizajnirani su za hvatanje suhe prašine usisni sistemi. Preporučuje se da se koriste za predtretman gasova i da se postavljaju ispred filtera ili elektrofiltera.

Konusni cikloni NIIOGAZ serije SK, dizajnirani za prečišćavanje gasa od čađi, imaju povećana efikasnost u poređenju sa ciklonima tipa TsN, što se postiže zbog većeg hidrauličkog otpora ciklona serije SK.

Za čišćenje velikih masa plinova koriste se baterijski cikloni, koji se sastoje od velikog broja ciklonskih elemenata postavljenih paralelno. Konstruktivno su kombinovani u jednu zgradu i imaju zajedničko snabdevanje i odvod gasa. Iskustvo u radu sa baterijskim ciklonima pokazalo je da je efikasnost čišćenja takvih ciklona nešto niža od efikasnosti pojedinih elemenata zbog strujanja gasova između elemenata ciklona. U radu je data metoda proračuna ciklona.

Rice. 6.4. Ciklonski dijagram

Električno čišćenje(elektrostatski filteri) - jedan od najnaprednijih vrsta pročišćavanja plina od prašine i čestica magle suspendiranih u njima. Ovaj proces se zasniva na udarnoj jonizaciji gasa u zoni koronskog pražnjenja, prenosu jonskog naboja na čestice nečistoće i taloženju ovih na sabirne i koronske elektrode. Za to se koriste elektrofilteri.

Čestice aerosola ulaze u zonu između korone 7 i padavina 2 elektrode (slika 6.5), adsorbiraju ione na svojoj površini, postižući električni naboj, i na taj način primaju ubrzanje usmjereno prema elektrodi sa nabojem suprotnog predznaka. Proces punjenja čestica zavisi od pokretljivosti jona, putanje kretanja i vremena zadržavanja čestica u zoni koronskog naboja. S obzirom da je pokretljivost negativnih jona u zraku i dimnim plinovima veća od pozitivnih, elektrofilteri se obično izrađuju sa koronom negativnog polariteta. Vrijeme punjenja čestica aerosola je kratko i mjeri se u dijelovima sekunde. Kretanje nabijenih čestica do sabirne elektrode događa se pod djelovanjem aerodinamičkih sila i sile interakcije između električnog polja i naboja čestice.

Rice. 6.5. Šema elektrofiltera

Velika važnost za proces taloženja prašine na elektrodama, ima električni otpor slojeva prašine. Prema veličini električnog otpora razlikuju se:

1) prašina sa niskom električnom otpornošću (< 10 4 Ом"см), которые при соприкосновении с электродом мгновенно теряют свой заряд и приобретают заряд, соответствующий знаку электрода, после чего между электродом и частицей возникает сила отталкивания, стремящаяся вернуть частицу в газовый поток; противодействует этой силе только сила адгезии, если она оказывается недостаточной, то резко снижается эффективность процесса очистки;

2) prašina sa električnom otpornošću od 10 4 do 10 10 Ohm-cm; dobro se talože na elektrodama i lako se uklanjaju s njih kada se protresu;

3) prašina sa specifičnim električnim otporom većim od 10 10 Ohm-cm; najteže ih je uhvatiti u elektrostatičkim filterima, jer se čestice sporo ispuštaju na elektrodama, što u velikoj mjeri sprječava taloženje novih čestica.

U stvarnim uslovima, električna otpornost prašine može se smanjiti vlaženjem prašnjavog gasa.

Određivanje efikasnosti čišćenja prašnjavog gasa u elektrofilterima obično se vrši prema Deutsch formuli:

gdje je W E - brzina ulaska čestice električno polje, gospođa;

F sp je specifična površina sabirnih elektroda, jednaka odnosu površine sabirnih elemenata i protoka gasova koji se čiste, m 2 s/m 3 . Iz formule (6.7) proizilazi da efikasnost prečišćavanja gasa zavisi od eksponenta W e F sp:

Konstrukcija elektrofiltera određena je sastavom i svojstvima gasova koji se čiste, koncentracijom i svojstvima suspendovanih čestica, parametrima protoka gasa, potrebnom efikasnošću čišćenja itd. Industrija koristi nekoliko tipičnih konstrukcija suvih i vlažnih elektrostatički filteri koji se koriste za tretiranje procesnih emisija (slika 6.6) .

Radne karakteristike elektrofiltera su veoma osetljive na promene u uniformnosti polja brzine na ulazu filtera. Da bi se postigla visoka efikasnost čišćenja, potrebno je osigurati ujednačenu opskrbu plinom elektrofilteru. pravilnu organizaciju put dovodnog gasa i korišćenje razvodnih mreža u ulaznom delu elektrofiltera

Rice. 6.7. Šema filtera

Za fino prečišćavanje gasova od čestica i kapajuće tečnosti koriste se različite metode. filteri. Proces filtracije sastoji se od zadržavanja čestica nečistoća na poroznim pregradama kada se raspršeni mediji kreću kroz njih. dijagram strujnog kola proces filtracije u poroznoj pregradi prikazan je na sl. 6.7. Filter je tijelo 1, odvojen poroznom pregradom (filterski element) 2 u dve šupljine. U filter ulaze kontaminirani plinovi koji se čiste prilikom prolaska kroz filtarski element. Čestice nečistoće talože se na ulaznom dijelu porozne pregrade i zadržavaju se u porama, stvarajući sloj na površini pregrade 3. Za novopristigle čestice, ovaj sloj postaje dio stijenke filtera, što povećava efikasnost čišćenja filtera i pad tlaka na filterskom elementu. Taloženje čestica na površini pora filterskog elementa nastaje kao rezultat kombiniranog djelovanja efekta dodira, kao i difuzije, inercije i gravitacije.

Klasifikacija filtera se zasniva na vrsti filterske pregrade, dizajnu filtera i njegovoj namjeni, finoći čišćenja itd.

Prema vrsti pregrade filteri su: sa granuliranim slojevima (fiksni, slobodno sipani zrnasti materijali, pseudofluidizirani slojevi); sa fleksibilnim poroznim pregradama (tkanine, filc, vlaknaste prostirke, spužvasta guma, poliuretanska pjena, itd.); sa polukrutim poroznim pregradama (pletene i pletene mreže, presovane spirale i strugotine itd.); sa krutim poroznim pregradama (porozna keramika, porozni metali, itd.).

Vrećasti filteri su najšire korišćeni u industriji za hemijsko čišćenje emisija gasova (slika 6.8).

Vlažni gasni perači - sakupljači mokre prašine - imaju široku primenu, jer ih karakteriše visoka efikasnost čišćenja od fine prašine sa d h > 0,3 mikrona, kao i mogućnost čišćenja prašine od zagrijanih i eksplozivnih plinova. Međutim, mokri sakupljači prašine imaju niz nedostataka koji ograničavaju obim njihove primjene: stvaranje mulja tokom procesa čišćenja, što zahtijeva posebne sisteme za njegovu obradu; uklanjanje vlage u atmosferu i stvaranje naslaga u odvodnim plinovodima kada se plinovi ohlade do temperature rosišta; potrebno je Uređivanje cirkulacijskog sistema za dovod vode do sakupljača prašine.

Rice. 6.8. Vrećasti filter:

1 - rukav; 2 - okvir; 3 - izlazna cijev;

4 - uređaj za regeneraciju;

5- ulazna cijev

Uređaji za mokro čišćenje rade na principu taloženja čestica prašine na površini bilo kapi ili tekućih filmova. Taloženje čestica prašine na tečnosti nastaje pod dejstvom sila inercije i Brownovog kretanja.

Rice. 6.9. Shema venturijevog perača

Među uređajima za mokro čišćenje sa taloženjem čestica prašine na površini kapljice, u praksi su primenljiviji Venturi perači (slika 6.9). Glavni dio perača je Venturi mlaznica 2. Prašnjavi tok plina se dovodi u njegov konfuzni dio i kroz centrifugalne mlaznice 1 tečnost za navodnjavanje. U konfuznom dijelu mlaznice, gas se ubrzava od ulazne brzine (W τ = 15...20 m/s) do brzine u uskom dijelu mlaznice 30...200 m/s i više. Proces taloženja prašine na tečnim kapima nastaje zbog mase tečnosti, razvijene površine kapi i velike relativne brzine tečnosti i čestica prašine u zbunjujućem delu mlaznice. Efikasnost čišćenja u velikoj meri zavisi od ujednačenosti distribucije tečnosti po poprečnom preseku konfuznog dela mlaznice. U difuzorskom dijelu mlaznice, protok se usporava na brzinu od 15...20 m/s i dovodi u hvatač kapi 3. Hvatač kapljica se obično izrađuje u obliku jednokratnog ciklona.

Venturi scruberi obezbeđuju visoku efikasnost prečišćavanja aerosola pri početnoj koncentraciji nečistoća do 100 g/m 3 . Ako je specifična potrošnja vode za navodnjavanje 0,1 ... 6,0 l / m 3, tada je efikasnost prečišćavanja jednaka:

Venturi skruberi se široko koriste u sistemima za prečišćavanje gasa od magle. Efikasnost pročišćavanja zraka od magle s prosječnom veličinom čestica većom od 0,3 mikrona dostiže 0,999, što je prilično uporedivo s visokoefikasnim filterima.

Mokri kolektori za prašinu uključuju pjenaste kolektore prašine sa kvarom (slika 6.10, a) i preljevne rešetke (slika 6.10, b). U takvim uređajima plin za pročišćavanje ulazi ispod rešetke 3, prolazi kroz rupe na rešetki i propuštajući kroz sloj tečnosti i pene 2, se čisti od prašine taloženjem čestica na unutrašnjoj površini mjehurića plina. Način rada uređaja ovisi o brzini dovoda zraka ispod rešetke. Pri brzini do 1 m/s uočava se mjehurajući način rada aparata. Dalje povećanje brzine gasa u telu 1 aparata do 2...2,5 m/s praćeno je pojavom sloja pene iznad tečnosti, što dovodi do povećanja efikasnosti prečišćavanja gasa i prskanja. izvlačenje iz aparata. Moderni uređaji za pjenušanje osiguravaju efikasnost prečišćavanja plina od fine prašine ~ 0,95 ... 0,96 at jedinični troškovi pogon 0,4...0,5 l/m. Praksa rada ovih uređaja pokazuje da su vrlo osjetljivi na neravnomjeran dovod plina ispod pokvarenih rešetki. Neravnomjerna opskrba plinom dovodi do lokalnog ispuhavanja tečnog filma sa rešetke. Osim toga, rešetke uređaja su sklone začepljenju.

Fig. 6.10. Šema sakupljača prašine od pjene sa mjehurićima sa

nije uspjelo (A) i prelivanje (b) rešetke

Za čišćenje zraka od magle kiselina, lužina, ulja i drugih tekućina koriste se vlaknasti filteri - eliminatori magle. Princip njihovog rada zasniva se na taloženju kapi na površini pora, nakon čega slijedi protok tekućine duž vlakana do donjeg dijela eliminatora magle. Taloženje kapljica tekućine nastaje pod djelovanjem Brownove difuzije ili inercijalnog mehanizma odvajanja čestica zagađivača iz plinske faze na filtarskim elementima, ovisno o brzini filtracije Wf. Eliminatori magle se dijele na male brzine (W f ≤d 0,15 m/s), u kojima preovlađuje mehanizam difuznog taloženja kapljica, i brze (W f = 2...2,5 m/s), gdje taloženje se dešava uglavnom pod uticajem inercionih sila.

Filterski element eliminatora magle male brzine prikazan je na sl. 6.11. U prostor između dva cilindra 3, izrađen od mreža, postavlja se vlaknasti filter element 4, koji je pričvršćen prirubnicom 2 na telo eliminatora magle 7. Tečnost nataložena na filter elementu; teče do donje prirubnice 5 i kroz cijev za zaptivanje vode 6 a staklo 7 se ispusti iz filtera. Vlaknasti eliminatori magle male brzine pružaju visoku efikasnost čišćenja gasa (do 0,999) od čestica manjih od 3 µm i potpuno hvataju veće čestice. Vlaknasti slojevi se formiraju od fiberglasa prečnika 7...40 mikrona. Debljina sloja je 5...15 cm, hidraulički otpor suhih filterskih elemenata je -200...1000 Pa.

Rice. 6.11. Dijagram filtarskih elemenata

hvatač magle male brzine

Brzi eliminatori magle su manji i pružaju efikasnost čišćenja jednaku 0,9...0,98 pri D/"= 1500...2000 Pa od magle sa česticama manjim od 3 µm. Filc od polipropilenskih vlakana koristi se kao filter pakovanje u takvim eliminatorima magle, koji uspješno djeluju u razrijeđenim i koncentriranim kiselinama i alkalijama.

U slučajevima kada je prečnik kapljica magle 0,6...0,7 µm ili manji, da bi se postigla prihvatljiva efikasnost čišćenja, potrebno je povećati brzinu filtracije na 4,5...5 m/s, što dovodi do primjetno uvlačenje spreja sa izlazne strane filterskog elementa (odnos prskanja obično se javlja pri brzinama od 1,7 ... 2,5 m / s). Moguće je značajno smanjiti uvlačenje spreja upotrebom eliminatora spreja u dizajnu eliminatora magle. Za hvatanje čestica tekućine veće od 5 mikrona koriste se sifoni za prskanje iz mrežastih paketa, gdje se čestice tekućine hvataju uslijed dodirnih efekata i inercijskih sila. Brzina filtracije u sifonima za prskanje ne smije biti veća od 6 m/s.

Na sl. 6.12 prikazuje dijagram brzog eliminatora magle od vlakana sa cilindričnim filterskim elementom. 3, koji je perforirani bubanj sa slijepim poklopcem. U bubanj je ugrađen filc od grubih vlakana debljine 3...5 mm. Oko bubnja na njegovoj vanjskoj strani nalazi se sifon za prskanje 7, koji je skup perforiranih ravnih i valovitih slojeva vinil plastičnih traka. Zatvarač prskanja i filterski element su ugrađeni u sloj tečnosti na dnu

Rice. 6.12. Dijagram brzog eliminatora magle

Za čišćenje aspiracionog zraka hromiranih kupki, koje sadrže maglu i prskanje hromne i sumporne kiseline, koriste se vlaknasti filteri tipa FVG-T. U kućištu se nalazi kaseta sa materijalom za filtriranje - igloprobijenim filcom, koji se sastoji od vlakana prečnika 70 mikrona, debljine sloja od 4 ... 5 mm.

Metoda apsorpcije - čišćenje gasnih emisija iz gasova i para - zasniva se na apsorpciji ovih potonjih tečnošću. Za ovu upotrebu apsorberi. Odlučujući uslov za primenu metode apsorpcije je rastvorljivost para ili gasova u apsorbentu. Stoga, za uklanjanje amonijaka, hlora ili fluorovodonika iz procesnih emisija, preporučljivo je koristiti vodu kao apsorbent. Za visoko efikasan proces apsorpcije, specijal Konstruktivne odluke. Prodaju se u obliku nabijenih tornjeva (slika 6.13), mlaznica za mjehuriće-pjena i drugih čistača. Opis procesa čišćenja i proračun uređaja dat je u radu.

Rice. 6.13. Šema zbijenog tornja:

1 - mlaznica; 2 - prskalica

Posao hemisorberi temelji se na apsorpciji plinova i para tekućim ili čvrstim apsorberima uz stvaranje slabo topljivih ili nisko isparljivih kemijskih spojeva. Glavni uređaji za implementaciju procesa su tornjevi, aparati za mjehuriće pjene, Venturi scruberi itd. Hemisorpcija - jedna od uobičajenih metoda za čišćenje ispušnih plinova od dušikovih oksida i kiselih para. Efikasnost prečišćavanja od azotnih oksida je 0,17 ... 0,86, a od kiselih para - 0,95.

Metoda adsorpcije zasniva se na sposobnosti nekih finih čvrstih materija da selektivno ekstrahuju i koncentrišu pojedinačne komponente gasne mešavine na svojoj površini. Za ovu metodu koristite adsorbensi. Kao adsorbenti, odnosno apsorberi, koriste se supstance koje imaju veliku površinu po jedinici mase. Tako specifična površina aktivnog uglja dostiže 10 5 ... 10 6 m 2 /kg. Koriste se za pročišćavanje plinova od organskih para, uklanjanje neprijatnih mirisa i gasovitih nečistoća sadržanih u malim količinama u industrijskim emisijama, kao i isparljivih rastvarača i niza drugih gasova. Jednostavni i složeni oksidi (aktivirana glinica, silika gel, aktivirana glinica, sintetički zeoliti ili molekularna sita) se također koriste kao adsorbenti, koji imaju veću selektivnost od aktivnog uglja.

Konstrukcijski, adsorberi su napravljeni u obliku posuda ispunjenih poroznim adsorbentom, kroz koji se filtrira struja plina koji se pročišćava. Adsorberi se koriste za prečišćavanje vazduha od para rastvarača, etera, acetona, raznih ugljovodonika itd.

Adsorberi se široko koriste u respiratorima i gas maskama. Patrone s adsorbentom treba koristiti strogo u skladu s radnim uvjetima navedenim u pasošu respiratora ili gas maske. Dakle, filter protiv gasa RPG-67 respirator (GOST 12.4.004-74) treba koristiti u skladu sa preporukama datim u tabeli. 6.2 i 6.3.

Sve poznate metode i sredstva zaštite atmosfere od hemijskih nečistoća mogu se grupisati u tri grupe.

U prvu grupu spadaju mjere koje imaju za cilj smanjenje stope emisije, tj. smanjenje količine emitovane supstance u jedinici vremena. U drugu grupu spadaju mjere koje imaju za cilj zaštitu atmosfere preradom i neutralizacijom štetnih emisija posebnim sistemima za prečišćavanje. Treća grupa uključuje mjere za standardizaciju emisija kako u pojedinačnim preduzećima i uređajima, tako iu regionu u cjelini.

Za smanjenje snage emisije hemijskih nečistoća u atmosferu najčešće se koriste:

Zamjena goriva koja su manje ekološki prihvatljiva za okoliš;

Sagorijevanje goriva upotrebom posebne tehnologije;

Stvaranje zatvorenih proizvodnih ciklusa.

U prvom slučaju koristi se gorivo sa nižom ocenom zagađenja vazduha. Prilikom sagorijevanja različitih goriva indikatori kao što su sadržaj pepela, količina sumpor-dioksida i dušikovih oksida u emisiji mogu jako varirati, stoga je uveden ukupni indikator zagađenosti atmosfere u bodovima, koji odražava stepen štetnog djelovanja na čovjeka. Tako za škriljac iznosi 3,16, ugalj kod Moskve - 2,02, ugalj iz Ekibastuza - 1,85, ugalj Berezovski - 0,50, prirodni gas - 0,04.

Sagorevanje goriva po specijalnoj tehnologiji (slika 4.2) se vrši ili u fluidizovanom (fluidizovanom) sloju, ili njihovom prethodnom gasifikacijom.

Da bi se smanjila emisija sumpora, čvrsta, praškasta ili tečna goriva se sagorevaju u fluidizovanom sloju, koji se formira od čvrstih čestica pepela, peska ili drugih supstanci (inertnih ili reaktivnih). Čvrste čestice se upućuju u gasove koji prolaze, gde se kovitlaju, intenzivno mešaju i formiraju prinudni ravnotežni tok, koji uglavnom ima svojstva tečnosti.

Rice. 4.2. Shema termoelektrane koja koristi naknadno sagorijevanje dimnih plinova i ubrizgavanje sorbenta: 1 - parna turbina; 2 - plamenik; 3 - bojler; 4 - elektrofilter; 5 - generator

Ugalj i naftna goriva se podvrgavaju prethodnoj gasifikaciji, međutim u praksi se najčešće koristi gasifikacija uglja. Budući da se proizvedeni i izduvni gasovi u elektranama mogu efikasno očistiti, koncentracije sumpor-dioksida i čestica u njihovim emisijama će biti minimalne.

Jedan od obećavajućih načina zaštite atmosfere od hemijskih nečistoća je uvođenje zatvorenih proizvodnih procesa koji minimiziraju otpad koji se emituje u atmosferu ponovnom upotrebom i potrošnjom, odnosno pretvaranjem u nove proizvode.

1. Klasifikacija sistema za prečišćavanje vazduha i njihovi parametri

Prema agregatnom stanju, zagađivači zraka se dijele na prašinu, maglu i plinsko-parne nečistoće. Industrijske emisije koje sadrže suspendirane čvrste tvari ili tekućine su dvofazni sistemi. Kontinuirana faza u sistemu su gasovi, a disperzovana faza su čvrste čestice ili tečne kapljice.

Sistemi za prečišćavanje vazduha od prašine (slika 4.3) podeljeni su u četiri glavne grupe: suvi i mokri sakupljači prašine, kao i elektrofilteri i filteri.

Rice. 4.3. Sistemi i metode za čišćenje štetnih emisija

S povećanim sadržajem prašine u zraku koriste se sakupljači prašine i elektrofilteri. Filteri se koriste za fino prečišćavanje zraka sa koncentracijom nečistoća manjom od 100 mg/m 3 .

Za čišćenje zraka od magle (na primjer, kiselina, lužina, ulja i drugih tekućina), koriste se sistemi filtera koji se nazivaju eliminatori magle.

Sredstva za zaštitu zraka od nečistoća plinova i para ovise o odabranoj metodi čišćenja. Prema prirodi toka fizičko-hemijskih procesa, metoda apsorpcije (pranje emisija rastvaračima nečistoća), hemisorpcija (pranje emisija rastvorima reagensa koji hemijski vezuju nečistoće), adsorpcija (apsorpcija gasovitih nečistoća usled katalizatora) i termička neutralizacija se razlikuju. Svi procesi za ekstrakciju suspendiranih čestica iz zraka obično uključuju dvije operacije: taloženje čestica prašine ili kapljica tekućine na suhe ili mokre površine i uklanjanje sedimenta sa taloženih površina. Glavna operacija je sedimentacija, prema kojoj se zapravo klasifikuju svi sakupljači prašine. Međutim, druga operacija, uprkos svojoj prividnoj jednostavnosti, povezana je sa prevazilaženjem niza tehničkih poteškoća, koje često odlučujuće utiču na efikasnost prečišćavanja ili primenljivost određene metode.

Izbor jednog ili drugog uređaja za sakupljanje prašine, koji predstavlja sistem elemenata, uključujući sakupljač prašine, jedinicu za pražnjenje, kontrolnu opremu i ventilator, unaprijed je određen disperzivnim sastavom industrijskih čestica prašine koje treba uhvatiti. Budući da čestice imaju različite oblike (loptice, štapići, ploče, igle, vlakna, itd.), koncept veličine je za njih proizvoljan. U opštem slučaju, uobičajeno je da se veličina čestice karakteriše veličinom koja određuje brzinu njenog taloženja - prečnikom sedimentacije. Pod ovim se podrazumijeva prečnik kuglice, čija su brzina i gustina taloženja jednake brzini taloženja i gustini čestica.

Za čišćenje emisija od tekućih i čvrstih nečistoća koriste se različiti dizajni uređaja za hvatanje, koji rade na principu:

Inercijalno slijeganje naglom promjenom smjera vektora brzine izbacivanja, dok će čvrste čestice pod djelovanjem inercijalnih sila težiti da se kreću u istom smjeru i padnu u prijemni spremnik;

Sedimentacija pod djelovanjem gravitacijskih sila zbog različite zakrivljenosti putanja kretanja komponenti izbacivanja (gasova i čestica), čiji je vektor brzine usmjeren horizontalno;

Taloženje pod djelovanjem centrifugalnih sila daje izbacivanju rotacijsko kretanje unutar ciklona, ​​dok se čvrste čestice centrifugalnom silom izbacuju na mrežu, budući da je centrifugalno ubrzanje u ciklonu i do hiljadu puta veće od ubrzanja gravitacije, ovo omogućava da se čak i vrlo male čestice uklone iz izbacivanja;

Mehanička filtracija - filtriranje izbacivanja kroz poroznu pregradu (s vlaknastim, granularnim ili poroznim materijalom filtera), pri čemu se zadržavaju čestice aerosola, a plinska komponenta u potpunosti prolazi kroz nju.

Proces čišćenja od štetnih nečistoća karakterišu tri glavna parametra: ukupna efikasnost čišćenja, hidraulički otpor, produktivnost. Ukupna efikasnost čišćenja pokazuje stepen smanjenja štetnih nečistoća u korišćenom sredstvu i karakteriše se koef.

gdje su C in i C out koncentracije štetnih nečistoća prije i nakon sredstva za čišćenje. Hidraulički otpor se definira kao razlika tlaka na ulazu R in i izađi R Izlaz iz sistema za čišćenje:

gdje je ξ koeficijent hidrauličkog otpora; p i V - gustina (kg/m 3) i brzina vazduha (m/s) u sistemu za čišćenje, respektivno.

Performanse sistema za čišćenje pokazuju koliko zraka prolazi kroz njega u jedinici vremena (m 3 / h).