A légkör védelmének módszerei és eszközei. A légkör védelmének módjai és eszközei, hatékonyságuk felmérése
1
Tartalom
I. A légkör szerkezete és összetétele
II. Légszennyeződés:
- A légkör minősége és szennyezettségének jellemzői;
A fő kémiai szennyeződések, amelyek szennyezik a légkört.
- A légkör vegyi szennyeződésekkel szembeni védelmének alapvető módszerei;
A levegőtisztító rendszerek osztályozása és paramétereik.
I. A légkör szerkezete és összetétele
Légkör - Ez a Föld gáznemű héja, amely különféle gázok keverékéből áll, és több mint 100 km magasságig terjed. Réteges szerkezetű, amely számos gömböt és közöttük elhelyezkedő szünetet tartalmaz. A légkör tömege 5,91015 tonna, térfogata–
13,2-1020 m 3. A légkör óriási szerepet játszik minden természetes folyamatban, és mindenekelőtt szabályozza a hőviszonyokat és az általános éghajlati viszonyokat, valamint megvédi az emberiséget a káros kozmikus sugárzástól.
A légkör fő gázkomponensei a nitrogén (78%), az oxigén (21%), az argon (0,9%) és a szén-dioxid (0,03%). A légkör gázösszetétele a magassággal változik. A felszíni rétegben az antropogén hatások következtében megnő a szén-dioxid mennyisége, csökken az oxigén mennyisége. Egyes régiókban a gazdasági tevékenység következtében megnő a metán, a nitrogén-oxidok és egyéb gázok mennyisége a légkörben, ami olyan kedvezőtlen jelenségeket okoz, mint az üvegházhatás, az ózonréteg károsodása, a savas esők és a szmog.
A légköri keringés befolyásolja a folyók rendszerét, a talaj- és növénytakarót, valamint a domborzatképződés exogén folyamatait. És végül a levegő–
a földi élet elengedhetetlen feltétele.
A Föld felszínével szomszédos legsűrűbb levegőréteget troposzférának nevezzük. Vastagsága: a középső szélességeken 10-12 km, a tengerszint felett és a sarkokon 1-10 km, az Egyenlítőn 16-18 km.
A napenergiával történő egyenetlen fűtés miatt a légkörben erőteljes függőleges légáramlások képződnek, a felszíni rétegben pedig hőmérsékletének, relatív páratartalmának, nyomásának, stb. instabilitása figyelhető meg. Ugyanakkor a troposzférában a hőmérséklet stabil magasságú, és 100 méterenként 0,6 °C-kal csökken a +40 és -50 °C közötti tartományban. A troposzféra a légkörben lévő összes nedvesség 80%-át tartalmazza, felhők képződnek benne, és mindenféle csapadék képződik, amelyek lényegében levegőtisztítók a szennyeződésektől.
A troposzféra felett van a sztratoszféra, közöttük pedig a tropopauza. A sztratoszféra vastagsága körülbelül 40 km, a benne lévő levegő feltöltött, páratartalma alacsony, miközben a levegő hőmérséklete a troposzférától 30 km-es tengerszint feletti magasságig állandó (kb. -50 °C), majd 50 km magasságban fokozatosan + 10 °C-ra emelkedik. A kozmikus sugárzás és a nap ultraibolya sugárzásának rövidhullámú része hatására a sztratoszférában lévő gázmolekulák ionizálódnak, ami ózonképződést eredményez. A 40 km-ig elhelyezkedő ózonréteg nagyon fontos szerepet játszik, megvédi a Föld minden élővilágát az ultraibolya sugaraktól.
A sztratopauza elválasztja a sztratoszférát a fedő mezoszférától, ahol az ózon csökken, és a hőmérséklet körülbelül 80 km-rel a tengerszint felett -70 °C. A sztratoszféra és a mezoszféra közötti éles hőmérséklet-különbség az ózonréteg jelenlétével magyarázható.
II. Légszennyeződés
1) A légkör minősége és szennyezettségének jellemzői
A légkör minősége alatt azon tulajdonságok összességét értjük, amelyek meghatározzák a fizikai, kémiai és biológiai tényezők emberre, növény- és állatvilágra, valamint anyagokra, szerkezetekre és a környezet egészére gyakorolt hatásának mértékét. A légkör minősége a szennyezettségétől függ, és maga a szennyezés természetes és antropogén forrásokból kerülhet bele. A civilizáció fejlődésével egyre inkább az antropogén eredetű források uralkodnak a légkörszennyezésben.
Az anyag formájától függően a szennyezést anyagra (összetevőre), energiára (paraméteres) és anyag-energiára osztják. Az előbbiek közé tartozik a mechanikai, kémiai és biológiai szennyezés, amelyeket általában a "szennyeződések" általános fogalma alatt kombinálnak, az utóbbiak - termikus, akusztikus, elektromágneses és ionizáló sugárzást, valamint az optikai tartományba eső sugárzást; a harmadikhoz - radionuklidok.
Globális szinten a legnagyobb veszélyt a légkör szennyeződésekkel való szennyezése jelenti, mivel a levegő közvetítő szerepet tölt be a természet összes többi objektumának szennyezésében, hozzájárulva a nagy tömegű szennyeződések nagy távolságokra történő elterjedéséhez. A levegőben szálló ipari kibocsátások szennyezik az óceánokat, savanyítják a talajt és a vizet, megváltoztatják az éghajlatot és lebontják az ózonréteget.
A légköri szennyezés alatt olyan szennyeződések bejuttatását értjük, amelyeket a természetes levegő nem tartalmaz, vagy megváltoztatja a levegő természetes összetételének összetevői közötti arányt.
A Föld népessége és növekedési üteme a Föld összes geoszférájának, így a légkörnek a szennyezettségének intenzitásának növelésének előre meghatározó tényezője, mivel növekedésükkel minden kitermelt, előállított, elfogyasztott mennyiség és mérték. és hulladékba küldött növekedés. A legnagyobb légszennyezettség azokban a városokban figyelhető meg, ahol a gyakori szennyező anyagok a por, kén-dioxid, szén-monoxid, nitrogén-dioxid, hidrogén-szulfid stb. Egyes városokban az ipari termelés sajátosságai miatt a levegő speciális káros anyagokat, például ként tartalmazhat. és sósav, sztirol, benz (a) pirén, korom, mangán, króm, ólom, metil-metakrilát. Összességében több száz különböző légszennyező anyag van a városokban.
Különös aggodalomra ad okot az újonnan létrehozott anyagok és vegyületek által okozott légkörszennyezés. A WHO megjegyzi, hogy a periódusos rendszer 105 ismert eleméből 90-et használnak az ipari gyakorlatban, és ezek alapján több mint 500 új kémiai vegyületet nyertek, amelyek közel 10%-a káros vagy különösen káros.
2) jelentősebb kémiai szennyeződések,
légszennyező anyagok
Vannak természetes szennyeződések, pl. természetes folyamatok okozzák, és antropogén, i.e. az emberiség gazdasági tevékenységeiből adódóan (1. ábra). A természetes forrásokból származó szennyeződések légköri szennyezettsége háttérnek számít, és idővel kis mértékben tér el az átlagostól.
Rizs. 1. Anyagok légköri kibocsátási és átalakulási folyamatainak vázlata
A kiindulási anyagokat termékekké alakítják, majd csapadék formájában kicsapódnak
Az antropogén eredetű szennyezéseket a szennyeződések sokfélesége és a kibocsátásuk számos forrása különbözteti meg. A legstabilabb, magas szennyezettségű zónák az aktív emberi tevékenység helyszínein találhatók. Megállapítást nyert, hogy 10-12 évente megduplázódik a világ ipari termelésének volumene, és ez a környezetbe kibocsátott szennyező anyagok mennyiségének megközelítőleg azonos növekedésével jár együtt. Számos szennyező anyag esetében a kibocsátás növekedési üteme jóval magasabb az átlagosnál. Ide tartoznak a nehéz- és ritkafémek aeroszoljai, a természetben nem létező és nem képződő szintetikus vegyületek, radioaktív, bakteriológiai és egyéb szennyezések.
A szennyeződések gázok, gőzök, folyékony és szilárd részecskék formájában kerülnek a légkörbe. A gázok és gőzök levegővel keverednek, a folyékony és szilárd részecskék pedig aeroszolokat (diszperz rendszereket) képeznek, amelyek porra (1 µm-nél nagyobb részecskeméret), füstre (1 µm-nél kisebb részecskeméret) és ködre (folyadék részecskeméret kisebb, mint 10 µm). A por viszont lehet durva (részecskeméret 50 mikronnál nagyobb), közepes (50-10 mikron) és finom (10 mikronnál kisebb). A folyékony részecskéket mérettől függően szuperfinom ködre (0,5 µm-ig), finom ködre (0,5-3,0 µm), durva ködre (3-10 µm) és permetre (10 µm felett) osztják. Az aeroszolok gyakran polidiszperzek; különböző méretű részecskéket tartalmaznak.
A légkört szennyező főbb kémiai szennyeződések a következők: szén-monoxid (CO), szén-dioxid (CO 2), kén-dioxid (SO 2), nitrogén-oxidok, ózon, szénhidrogének, ólomvegyületek, freonok, ipari por.
Az antropogén aeroszolos légszennyezés fő forrásai a magas hamutartalmú szenet fogyasztó hőerőművek (TPP), feldolgozó üzemek, kohászati, cement-, magnezit- és egyéb üzemek. Az ezekből a forrásokból származó aeroszol részecskéket nagy kémiai sokféleség jellemzi. Leggyakrabban szilícium-, kalcium- és szénvegyületek találhatók összetételükben, ritkábban–
fém-oxidok: vas, magnézium, mangán, cink, réz, nikkel, ólom, antimon, bizmut, szelén, arzén, berillium, kadmium, króm, kobalt, molibdén és azbeszt. Még nagyobb változatosság jellemzi a szerves porokat, beleértve az alifás és aromás szénhidrogéneket, savas sókat. A maradék kőolajtermékek elégetésekor, a pirolízis során képződik olajfinomítókban, petrolkémiai és más hasonló vállalkozásokban.
Az ipari szemétlerakók az aeroszolszennyezés állandó forrásai.–
mesterséges töltések a bányászat során keletkezett újratelepített anyagból, főként fedőrétegből vagy feldolgozóipar, hőerőművek hulladékából. A cement és más építőanyagok gyártása is a por okozta levegőszennyezés forrása.
A kőszén elégetése, a cementgyártás és a nyersvas olvasztása összesen 170 millió tonna/év porkibocsátást eredményez a légkörbe.
Az aeroszolok jelentős része a légkörben keletkezik, amikor szilárd és folyékony részecskék kölcsönhatásba lépnek egymással vagy a vízgőzzel. A veszélyes antropogén tényezők közé, amelyek hozzájárulnak a légkör minőségének súlyos romlásához, meg kell említeni a radioaktív porral való szennyezést. A kis részecskék tartózkodási ideje a troposzféra alsó rétegében átlagosan több nap, a felsőben–
20-40 nap. Ami pedig a sztratoszférába került részecskéket illeti, azok akár egy évig is ott maradhatnak, de néha még tovább is.
III. A légkör védelmének módszerei és eszközei
1) A légkör védelmének főbb módszerei
kémiai szennyeződésektől
A légkör kémiai szennyeződésekkel szembeni védelmére szolgáló összes ismert módszer és eszköz három csoportba sorolható.
Az első csoportba azok az intézkedések tartoznak, amelyek a kibocsátási arány csökkentését célozzák, pl. az egységnyi idő alatt kibocsátott anyag mennyiségének csökkenése. A második csoportba tartoznak az atmoszféra védelmét célzó intézkedések a káros kibocsátások speciális tisztítórendszerekkel történő feldolgozásával és semlegesítésével. A harmadik csoportba a kibocsátások szabványosítását célzó intézkedések tartoznak mind az egyes vállalkozásoknál és berendezéseknél, mind pedig a régió egészében.
A kémiai szennyeződések légkörbe történő kibocsátásának csökkentésére a következőket használják legszélesebb körben:
- a kevésbé környezetbarát tüzelőanyagok környezetbarát üzemanyagokkal való helyettesítése;
tüzelőanyag-égetés speciális technológia szerint;
zárt gyártási ciklusok létrehozása.
A tüzelőanyag-égetés speciális technológiával (2. ábra) vagy fluidizált (fluidizált) ágyban, vagy azok előzetes elgázosításával történik.
Rizs. 2. Utóégető hőerőmű vázlata
füstgázok és szorbens befecskendezése: 1 - gőzturbina; 2 - égő;
3 - kazán; 4 - elektroprecipitátor; 5 - generátor
A kénkibocsátás csökkentésére szilárd, porított vagy folyékony tüzelőanyagot égetnek el egy fluidágyban, amely szilárd hamu, homok vagy egyéb (inert vagy reaktív) anyagrészecskékből képződik. A szilárd részecskéket az áthaladó gázokba fújják, ahol örvénylik, intenzíven keverednek, és kényszer egyensúlyi áramlást alkotnak, amely általában folyadék tulajdonságaival rendelkezik.
A szenet és az olajtüzelőanyagokat előzetes elgázosításnak vetik alá, azonban a gyakorlatban leggyakrabban szénelgázosítást alkalmaznak. Mivel az erőművekben keletkező és kipufogógázok hatékonyan tisztíthatók, a kibocsátásukban a kén-dioxid és a szálló por koncentrációja minimális lesz.
A légkör kémiai szennyeződésekkel szembeni védelmének egyik ígéretes módja a zárt gyártási folyamatok bevezetése, amelyek minimalizálják a hulladékok légkörbe kerülését annak újrafelhasználásával és fogyasztásával, azaz új termékekké alakításával.
2) A levegőtisztító rendszerek és paramétereik osztályozása
Az aggregáció állapota szerint a légszennyező anyagokat porra, ködre és gáz-gőz szennyeződésekre osztják. A lebegő szilárd anyagokat vagy folyadékokat tartalmazó ipari kibocsátások kétfázisú rendszerek. A rendszerben a folyamatos fázis a gázok és a diszpergált–
szilárd részecskék vagy folyadékcseppek.
stb.................
Az ipari vállalkozásokból származó kibocsátásokat sokféle diszperz összetétel és egyéb fizikai és kémiai tulajdonság jellemzi. Ebben a tekintetben különféle módszereket fejlesztettek ki tisztításukra, valamint gáz- és porgyűjtők típusait - olyan eszközöket, amelyeket a szennyező anyagok kibocsátásának tisztítására terveztek.
Az ipari kibocsátások portól való tisztításának módszerei két csoportra oszthatók: porgyűjtési módszerek "száraz" módonés porgyűjtési módszerek "nedves" módon. A gázpormentesítő berendezések közé tartoznak: porülepítő kamrák, ciklonok, porózus szűrők, elektrosztatikus leválasztók, gázmosók stb.
A legelterjedtebb szárazporgyűjtők a ciklonok különféle típusok.
Liszt és dohánypor, kazánok tüzelőanyag elégetésekor keletkező hamu felfogására szolgálnak. A gázáram a 2 fúvókán keresztül az 1 test belső felületéhez érintőlegesen lép be a ciklonba, és a test mentén forgó-transzlációs mozgást végez. A centrifugális erő hatására a porszemcsék a ciklon falára dobódnak, és a gravitáció hatására a 4 porgyűjtő garatba esnek, a megtisztított gáz pedig a 3 kimeneti csövön keresztül távozik. A ciklon normál működéséhez , a tömítettsége szükséges, ha a ciklon nem feszes, akkor a külső levegő elszívása miatt a kilépő csövön átáramlik a por.
A gázok portól való tisztításának feladatai sikeresen megoldhatók hengeres (TsN-11, TsN-15, TsN-24, TsP-2) és kúpos (SK-TsN-34, SK-TsN-34M, SKD-TsN-33) ) ciklonok, amelyeket az Ipari és Egészségügyi Gáztisztító Kutatóintézet (NIIOGAZ) fejlesztett ki. Normál működés esetén a ciklonokba belépő gázok túlnyomása nem haladhatja meg a 2500 Pa-t. Ugyanakkor a folyékony gőzök kondenzációjának elkerülése érdekében a gáz t mennyiségét a t harmatpont felett 30-50 °C-kal, a szerkezeti szilárdság feltételei szerint pedig legfeljebb 400 °C-kal választjuk ki. a ciklon az átmérőjétől függ, az utóbbi növekedésével növekszik. A TsN sorozat ciklonjainak tisztítási hatékonysága csökken a ciklonba való belépési szög növekedésével. A részecskeméret növekedésével és a ciklon átmérőjének csökkenésével a tisztítási hatékonyság növekszik. A hengeres ciklonokat a szívórendszerekből származó száraz por felszívására tervezték, és a szűrők és elektrosztatikus leválasztók bemeneténél lévő gázok előkezelésére ajánlott. A TsN-15 ciklonok szénből vagy gyengén ötvözött acélból készülnek. Az SK sorozat kanonikus ciklonjai, amelyeket a gázok koromtól való tisztítására terveztek, a nagyobb hidraulikus ellenállás miatt megnövelt hatékonysággal rendelkeznek a TsN típusú ciklonokhoz képest.
Nagy tömegű gázok tisztítására akkumulátor-ciklonokat használnak, amelyek nagyobb számú, párhuzamosan telepített ciklonelemből állnak. Szerkezetileg egy épületben vannak egyesítve, és közös gázellátással és -elvezetéssel rendelkeznek. Az akkumulátoros ciklonok üzemeltetési tapasztalatai azt mutatják, hogy az ilyen ciklonok tisztítási hatékonysága valamivel alacsonyabb, mint az egyes elemek hatékonysága a ciklonelemek közötti gázáramlás miatt. A hazai ipar BC-2, BCR-150u stb. típusú akkumulátor-ciklonokat gyárt.
Forgó A porgyűjtők centrifugális berendezések, amelyek a levegő mozgásával egyidejűleg megtisztítják azt az 5 mikronnál nagyobb porfrakciótól. Nagyon kompaktak, mert. ventilátort és porgyűjtőt általában egy egységben kombinálják. Ennek eredményeként az ilyen gépek telepítése és üzemeltetése során nincs szükség további helyekre a speciális porgyűjtő eszközök elhelyezéséhez, amikor egy poros áramot egy közönséges ventilátorral mozgatnak.
A legegyszerűbb forgó típusú porgyűjtő szerkezeti diagramja az ábrán látható. Az 1 ventilátorkerék működése során a porszemcsék a 2 spirálház falára centrifugális erő hatására a 2. spirálház falára kerülve a 3 elszívó nyílás irányába mozognak. egy speciális porbemenet 3, és a tisztított gáz belép a 4 kipufogócsőbe.
Az ilyen kialakítású porgyűjtők hatékonyságának javítása érdekében növelni kell a tisztított áramlás átviteli sebességét a spirális burkolatban, de ez a berendezés hidraulikus ellenállásának meredek növekedéséhez vagy a görbületi sugár csökkentéséhez vezet. a ház spirálját, de ez csökkenti a teljesítményét. Az ilyen gépek kellően magas hatékonyságot biztosítanak a levegő tisztításában, miközben viszonylag nagy - több mint 20-40 mikron - porszemcséket rögzítenek.
Az 5 μm-nél nagyobb méretű részecskéktől való levegőtisztításra tervezett rotációs típusú porleválasztók az ellenáramú rotációs porleválasztók (PRP). A porleválasztó egy üreges 2 forgórészből, amelynek perforált felülete a házba van beépítve 1 és egy 3 ventilátorkerékből áll. A rotor és a ventilátorkerék közös tengelyre van felszerelve. A porleválasztó működése során poros levegő jut a burkolatba, ahol megpördül a rotor körül. A poráramlás forgása következtében centrifugális erők lépnek fel, amelyek hatására a lebegő porszemcsék sugárirányban hajlamosak kiemelkedni belőle. Az aerodinamikai légellenállási erők azonban ellentétes irányban hatnak ezekre a részecskékre. A részecskék, amelyek centrifugális ereje nagyobb, mint az aerodinamikai ellenállás ereje, a burkolat falaira dobódnak, és bejutnak a 4 garatba. A megtisztított levegő a rotor perforációján keresztül ventilátor segítségével távozik.
A PRP tisztítás hatékonysága a centrifugális és aerodinamikai erők választott arányától függ, és elméletileg elérheti az 1-et.
A PRP ciklonokkal való összehasonlítása megmutatja a forgó porgyűjtők előnyeit. Tehát a ciklon összméretei 3-4-szeresek, és a fajlagos energiafelhasználás 1000 m 3 gáz tisztítására 20-40%-kal több, mint a PRP-é, minden más mellett. A forgó porgyűjtőket azonban nem használják széles körben a tervezési és működési folyamat viszonylagos összetettsége miatt, összehasonlítva más, a mechanikai szennyeződésektől való száraz gáztisztításra szolgáló eszközökkel.
A gázáram tisztított és porral dúsított gázra történő szétválasztása, lamellák porleválasztó. A zsalugáteres rácson 1 a Q áramlási sebességű gázáram két Q 1 és Q 2 áramlási sebességű csatornára oszlik. Általában Q 1 \u003d (0,8-0,9) Q és Q 2 \u003d (0,1-0,2) Q. A porrészecskék leválasztása a fő gázáramból a zsaluzós rácson olyan tehetetlenségi erők hatására következik be, amelyek a gázáramnak a zsalugáteres rácshoz vezető nyílásánál történő forgásából erednek, valamint a részecskék visszaverődésének hatására. a rács felülete ütközéskor. A porral dúsított gázáram a zsalu után a ciklonba kerül, ahol megtisztítják a részecskéktől, és visszavezetik a zsalu mögötti csővezetékbe. A lamellákkal ellátott porleválasztók egyszerű felépítésűek és jól összeszerelhetők a gázcsatornákban, így 20 mikronnál nagyobb részecskék esetén 0,8 vagy annál nagyobb tisztítási hatékonyságot biztosítanak. A füstgázok durva portól való tisztítására szolgálnak t 450 - 600 o C-ig.
Elektrofilter. Az elektromos tisztítás az egyik legfejlettebb típusú gáztisztítás a bennük lebegő por- és ködrészecskékből. Ez a folyamat a gáz ütési ionizációján alapul a koronakisülés zónájában, az iontöltés szennyező részecskékre történő átvitelén, és ez utóbbiak lerakódásán a gyűjtő- és koronaelektródákon. A 2 gyűjtőelektródák a 4 egyenirányító pozitív pólusára vannak kötve és földelve, a koronaelektródák pedig a negatív pólusra vannak kötve. Az elektrosztatikus leválasztóba bejutó részecskéket a 4 egyenirányító pozitív pólusához kötjük és földeljük, a koronaelektródákat pedig szennyező ionokkal ana töltjük. általában már van egy kis töltés, amely a csővezetékek és berendezések falának súrlódása miatt keletkezik. Így a negatív töltésű részecskék a gyűjtőelektróda felé mozognak, a pozitív töltésű részecskék pedig a negatív koronaelektródán rakódnak le.
Szűrők széles körben használják a szennyeződésekből származó gázkibocsátás finom tisztítására. A szűrési folyamat abból áll, hogy a porózus válaszfalakon visszatartják a szennyeződések részecskéit, miközben azok áthaladnak rajtuk. A szűrő egy ház 1, amelyet egy porózus válaszfal (szűrő-
elem) 2 két üregbe. Szennyezett gázok jutnak a szűrőbe, amelyek a szűrőelemen való áthaladáskor megtisztulnak. A szennyeződések részecskéi a porózus válaszfal bemeneti részén leülepednek, és ott maradnak a pórusokban, 3 réteget képezve a válaszfal felületén.
A válaszfalak típusa szerint a szűrők: - szemcsés rétegűek (fix szabadon öntött szemcsés anyagok), amelyek különböző formájú szemcsékből állnak, gázok tisztítására szolgálnak a nagy szennyeződésektől. A gázok mechanikai eredetű poroktól (zúzókból, szárítókból, malmokból stb.) való tisztítására gyakrabban használnak kavicsszűrőket. Az ilyen szűrők olcsók, könnyen kezelhetők, és nagy hatékonyságot biztosítanak a durva porból származó gázok tisztításában (akár 0,99).
Rugalmas porózus válaszfalakkal (szövetek, filcek, szivacsgumi, poliuretán hab stb.);
Félmerev porózus válaszfalakkal (kötött és szövött hálók, préselt spirálok és forgácsok stb.);
Merev porózus válaszfalakkal (porózus kerámia, porózus fémek stb.).
A legelterjedtebbek az iparban a szennyeződésekből származó gázkibocsátás vegytisztítására zsákos szűrők. A 2 szűrőházba a szükséges számú 1 hüvely van beépítve, melynek belső üregébe az 5 bemeneti csőből poros gázt vezetnek. A szita és egyéb hatások miatti szennyeződés részecskéi a halomban leülepednek és porréteget képeznek a szűrőn. az ujjak belső felülete. A tisztított levegő a 3. csövön keresztül távozik a szűrőből. Amikor a szűrőn eléri a megengedett legnagyobb nyomásesést, lekapcsolják a rendszerről, és a hüvelyek rázásával regenerálják, és sűrített gázzal történő öblítéssel kezelik. A regenerálást egy speciális eszköz végzi 4.
A különböző típusú porgyűjtőket, beleértve az elektrosztatikus leválasztókat is, a levegőben lévő szennyeződések megnövekedett koncentrációja esetén használják. Szűrők a finom levegő tisztítására 50 mg/m 3 szennyeződést meg nem haladó koncentrációval, ha a szükséges finom levegőtisztítás magas kezdeti szennyeződéskoncentrációnál történik, akkor a tisztítás sorba kapcsolt porgyűjtők és szűrők rendszerében történik.
Berendezés nedves tisztítás gázok elterjedtek, tk. A d h ≥ (0,3-1,0) μm finom portól való tisztítás nagy hatékonysága, valamint a forró és robbanásveszélyes gázok porától való tisztítás lehetősége jellemzi. A nedves porgyűjtőknek azonban számos hátránya van, amelyek korlátozzák alkalmazási területüket: iszap, amelynek feldolgozásához speciális rendszerekre van szükség; nedvesség eltávolítása a légkörbe és lerakódások kialakulása a kilépő gázcsatornákban, amikor a gázokat a harmatponti hőmérsékletre hűtik; keringtető rendszerek létrehozásának szükségessége a porgyűjtő vízellátására.
A nedves tisztítószerek a porszemcsék lerakódásának elvén működnek akár folyadékcseppek, akár folyadékfilmek felületén. A porrészecskék ülepedése a folyadékon tehetetlenségi erők és Brown-mozgás hatására történik.
A cseppek felületén porszemcséket lerakó nedves tisztítóeszközök közül a gyakorlatban jobban alkalmazható Venturi gázmosók. A gázmosó fő része egy Venturi fúvóka 2, melynek keverő részébe poros gázáramot és 1 centrifugális fúvókákon keresztül folyadékot vezetnek be öntözéshez. A fúvóka keverő részében a gáz a 15-20 m/s bemeneti sebességről a fúvóka szűk szakaszában 30-200 m/s sebességre gyorsul, a fúvóka diffúzor részében pedig az áramlást 15–20 m/s sebességre lassítják, és a 3. cseppfogóba táplálják. A cseppfogó rendszerint egyszeri ciklon formájában készül. A Venturi gázmosók magas tisztítási hatékonyságot biztosítanak az 1-2 mikron átlagos részecskeméretű aeroszolok esetében, akár 100 g/m 3 kezdeti szennyezőanyag-koncentráció mellett.
A nedves porgyűjtők közé tartozik Buborék-hab porgyűjtők merülő- és túlfolyó rácsokkal. Az ilyen berendezésekben a tisztítógáz a 3 rostély alá kerül, áthalad a rostély lyukain, és a 2 folyadék- vagy habrétegen áthaladva nyomás alatt megtisztul a por egy részétől a részecskék lerakódása miatt. a gázbuborékok belső felülete. A készülékek működési módja a rostély alatti levegőellátás sebességétől függ. Legfeljebb 1 m/s sebességnél a készülék buborékoló üzemmódja figyelhető meg. A készülék testében a gázsebesség további 1-ről 2-2,5 m/s-ra történő növelése a folyadék feletti habréteg megjelenésével jár együtt, ami a gáztisztítás és a permet elvezetésének hatékonyságának növekedéséhez vezet. a készüléket. A modern buborékoló habos készülékek 0,4-0,5 l/m 3 fajlagos vízfogyasztás mellett biztosítják a finomportól való gáztisztítás hatékonyságát ≈ 0,95-0,96. De ezek a berendezések nagyon érzékenyek a gázellátás egyenetlenségére a meghibásodott rácsok alatt, ami a folyadékfilm helyi lefújásához vezet a rostélyról. A rácsok hajlamosak az eltömődésre.
A gáz-halmazállapotú szennyező anyagok ipari kibocsátásának tisztítására szolgáló módszerek a fizikai és kémiai folyamatok lefolyásának jellege szerint öt fő csoportba sorolhatók: mosó-kibocsátás szennyeződések oldószereivel (abszorpció); a kibocsátások öblítése a szennyeződéseket kémiailag megkötő reagensek oldatával (kemiszorpció); gáznemű szennyeződések szilárd hatóanyagok általi abszorpciója (adszorpció); a kipufogógázok termikus semlegesítése és a katalitikus átalakítás alkalmazása.
abszorpciós módszer. A gázkibocsátás tisztítási technikákban az abszorpciós folyamatot gyakran úgy emlegetik súrológép folyamat. A gázkibocsátás abszorpciós módszerrel történő tisztítása abból áll, hogy a gáz-levegő keveréket alkotórészekre választják szét úgy, hogy ennek a keveréknek egy vagy több gázkomponensét (abszorbensát) abszorbeálják folyékony abszorbenssel (abszorbenssel), hogy oldatot képezzenek.
A hajtóerő itt a gáz-folyadék fázishatáron lévő koncentrációgradiens. A folyadékban oldott gáz-levegő keverék komponense (abszorbátum) diffúzió következtében behatol az abszorbens belső rétegeibe. Minél gyorsabban megy végbe a folyamat, minél nagyobb a fázisszétválasztó felület, az áramlások turbulenciája és a diffúziós együtthatók, vagyis az abszorberek tervezésénél különös figyelmet kell fordítani a gázáram folyékony oldószerrel való érintkezésének megszervezésére és a megválasztására. az elnyelő folyadék (abszorbens).
Az abszorbens kiválasztásának döntő feltétele az extrahált komponens abban való oldhatósága, hőmérséklet- és nyomásfüggése. Ha a gázok oldhatósága 0°C-on és 101,3 kPa parciális nyomáson több száz gramm/1 kg oldószer, akkor az ilyen gázokat jól oldhatónak nevezzük.
A gázáram folyékony oldószerrel való érintkezésének megszervezése vagy a gáznak a töltött oszlopon való átvezetésével, vagy a folyadék permetezésével, vagy a gáz átbuborékoltatásával történik az abszorbeáló folyadékrétegen. A megvalósított gáz-folyadék érintkezési módtól függően vannak: tömített tornyok: fúvókás és centrifugális gázmosók, Venturi gázmosók; buborékoló hab és egyéb súrolók.
A széllel szembeni csomagolótorony általános elrendezése az ábrán látható. A szennyezett gáz a torony aljába jut, míg a tisztított gáz a tetején keresztül távozik, ahol egy vagy több sprinkler segítségével 2
tiszta abszorbenst vezetünk be, és az elhasznált oldatot alulról vesszük le. A tisztított gázt általában a légkörbe vezetik. 
Az abszorberből kilépő folyadékot regenerálják, deszorbeálják a szennyeződést, majd visszajuttatják a folyamatba, vagy hulladékként (melléktermékként) távolítják el. Az oszlop belső üregét kitöltő, kémiailag inert 1 töltet úgy van kialakítva, hogy növelje a rajta film formájában szétterülő folyadék felületét. Tömítésként különböző geometriai formájú testeket használnak, amelyek mindegyike saját fajlagos felülettel és a gázáram mozgásával szembeni ellenállással jellemezhető.
A tisztítási mód megválasztását műszaki-gazdasági számítás határozza meg, és függ: a tisztított gázban lévő szennyezőanyag koncentrációjától és a szükséges tisztítási foktól, az adott régió légkörének háttérszennyezettségétől függően; a tisztított gázok térfogata és hőmérséklete; a kísérő gáznemű szennyeződések és por jelenléte; bizonyos ártalmatlanítási termékek szükségessége és a szükséges szorbens rendelkezésre állása; a gáztisztító telep építésére rendelkezésre álló területek nagysága; a szükséges katalizátor, földgáz stb.
Az új technológiai eljárások műszereinek kiválasztásakor, valamint a meglévő gáztisztító üzemek rekonstrukciója során az alábbi követelményeket kell követni: a tisztítási folyamat maximális hatékonysága a terhelési jellemzők széles skálájában alacsony energiaköltség mellett; a tervezés és a karbantartás egyszerűsége; tömörség és az eszközök vagy egyedi egységek polimer anyagokból történő gyártásának lehetősége; keringtető öntözésen vagy önöntözésen való munkavégzés lehetősége. A kezelő létesítmények tervezésének alapelve a káros anyagok, a hő maximális visszatartása és a technológiai folyamatba való visszavezetése.
2. feladat: A gabonafeldolgozó üzemben olyan berendezések vannak telepítve, amelyek a gabonapor kibocsátásának forrása. A munkaterületről való eltávolításához a berendezést szívórendszerrel kell felszerelni. A levegő tisztítására, mielőtt az a légkörbe kerülne, porgyűjtő berendezést alkalmaznak, amely egyetlen vagy akkumulátoros ciklonból áll.
Határozza meg: 1. A maximálisan megengedhető gabonapor kibocsátást.
2. Válassza ki az Ipari és Egészségügyi Gáztisztítási Kutatóintézet (NII OGAZ) ciklonjaiból álló porgyűjtő üzem kialakítását, ütemterv szerint határozza meg hatékonyságát, és számítsa ki a porkoncentrációt a ciklon be- és kimeneténél.
A kibocsátó forrás magassága H = 15 m,
A gáz-levegő keverék kilépési sebessége a forrásból w kb = 6 m/s,
Rugós szájátmérő D = 0,5 m,
Kibocsátási hőmérséklet T g \u003d 25 °C,
Környezeti hőmérséklet T \u003d _ -14 o C-ban,
A porszemcsék átlagos mérete d h = 4 µm,
MPC szemcsepor = 0,5 mg / m 3,
A szempor háttérkoncentrációja С f = 0,1 mg/m 3,
A cég a moszkvai régióban található,
A terep nyugodt.
1. döntés. Határozza meg a szemcsepor MPE-jét:
M pdv = 
, mg/m3
az MPE meghatározásából a következőket kapjuk: C m \u003d C pdc - C f \u003d 0,5-0,1 \u003d 0,4 mg / m 3,
A gáz-levegő keverék áramlási sebessége V 1 = 
,
DT \u003d T g - T in \u003d 25 - (-14) \u003d 39 o C,
határozza meg a kibocsátási paramétereket: f =1000 
, azután
m = 1/(0,67+0,1 + 0,34) = 1/(0,67 + 0,1 +0,34) = 0,8.
Vm = 0,65 
, azután
n = 0,532 V m 2 - 2,13 V m + 3,13 \u003d 0,532 × 0,94 2 - 2,13 × 0,94 + 3,13 \u003d 1,59 és
M pdv = 
g/s.
2. A szennyvíztisztító telep kiválasztása és paramétereinek meghatározása.
a) A porgyűjtő berendezés kiválasztása a katalógusok és táblázatok alapján történik ("Szellőzés, légkondicionálás és légtisztítás élelmiszeripari vállalatoknál", E.A. Shtokman, V.A. Shilov, E.E. Novgorodsky et al., M., 1997). A kiválasztási kritérium a ciklon teljesítménye, azaz. a gáz-levegő keverék áramlási sebessége, amelynél a ciklon maximális hatásfokkal rendelkezik. A probléma megoldásához a táblázatot használjuk:
Az első sor egyetlen ciklon, a második sor az akkumulátor-ciklon adatait tartalmazza.
Ha a számított teljesítmény a táblázatos értékek közötti tartományba esik, akkor a legközelebbi nagyobb teljesítményű porgyűjtő berendezés kialakítása kerül kiválasztásra.
Meghatározzuk a tisztító üzem óránkénti termelékenységét:
V h \u003d V 1 × 3600 \u003d 1,18 × 3600 \u003d 4250 m 3 / h
A táblázat szerint a legközelebbi nagyobb V h = 4500 m 3 / h érték szerint egy porgyűjtő berendezést választunk egyetlen, 800 mm átmérőjű TsN-11 ciklon formájában.
b) A pályázat 1. ábráján látható grafikon szerint a 4 μm átlagos porszemcseátmérőjű porgyűjtő üzem hatékonysága h och = 70%.
c) Határozza meg a por koncentrációját a ciklon kimeneténél (a forrás torkolatánál):
C out = 
A tisztított levegő maximális porkoncentrációját C in a következők határozzák meg:
C in = 
.
Ha a C in valós értéke nagyobb, mint 1695 mg/m 3, akkor a porgyűjtő berendezés nem adja ki a kívánt hatást. Ebben az esetben fejlettebb tisztítási módszereket kell alkalmazni.
3. Határozza meg a szennyezettségi mutatót
P = 
,
ahol M a szennyezőanyag-kibocsátás tömege, g/s,
A szennyezettségi mutató megmutatja, hogy a háttérkoncentráció figyelembevételével mennyi tiszta levegő szükséges a forrás által kibocsátott szennyezőanyag időegységenkénti "feloldásához" az MPC-ig.
P = 
.
Az éves szennyezési index a teljes szennyezettségi index. Meghatározásához meg kell találni az évi gabonapor kibocsátás tömegét:
M év = 3,6 × M MPE × T × d × 10 -3 \u003d 3,6 × 0,6 × 8 × 250 × 10 -3 \u003d 4,32 t / év, majd
åR = 
.
A szennyezettségi index a különböző kibocsátási források összehasonlító értékeléséhez szükséges.
Összehasonlításképpen számítsuk ki a kén-dioxid EP értékét az előző feladatból ugyanerre az időre:
M év = 3,6 × M MPE × T × d × 10 -3 \u003d 3,6 × 0,71 × 8 × 250 × 10 -3 \u003d 5,11 t / év, majd
åR = 
Végezetül pedig meg kell rajzolni egy vázlatot a kiválasztott ciklonról a mellékletben megadott méretek szerint, tetszőleges léptékben.
Szennyezés ellenőrzése. Környezeti károk kifizetése.
A szennyezőanyag mennyiségének számításakor, pl. a kilökési tömeget két mennyiség határozza meg: bruttó kibocsátás (t/év) és maximális egyszeri kibocsátás (g/s). A bruttó kibocsátási érték az adott forrás vagy forráscsoport légszennyezettségének átfogó értékelésére szolgál, és ez az alapja a környezetvédelmi rendszer szennyezéséért fizetendő kifizetések kiszámításának is.
A maximális egyszeri emisszió lehetővé teszi a légköri légszennyezettség állapotának felmérését egy adott időpontban, és ez a kezdeti érték a szennyező anyag maximális felületi koncentrációjának és légkörben való eloszlásának kiszámításához.
A légkörbe történő szennyezőanyag-kibocsátás csökkentését célzó intézkedések kidolgozásakor tudni kell, hogy az egyes források milyen mértékben járulnak hozzá a légköri levegőszennyezés összképéhez azon a területen, ahol a vállalkozás található.
TSV – ideiglenesen elfogadott kiadás. Ha egy adott vállalkozásnál vagy azonos területen található vállalkozáscsoportnál (S F nagy) az MPE értéke objektív okokból jelenleg nem érhető el, akkor a légkör védelmét államilag felügyelő szervvel egyetértésben. szennyezéstől, a kibocsátások MPE-értékekre történő fokozatos csökkentésének elfogadását és az erre vonatkozó konkrét intézkedések kidolgozását.
A következő típusú környezetkárosító hatások után szedik be a kifizetéseket: - helyhez kötött és mobil forrásokból származó szennyezőanyag-kibocsátás a légkörbe;
Szennyező anyagok kibocsátása felszíni és felszín alatti víztestekbe;
Hulladékelhelyezés;
Dr. káros hatások fajtái (zaj, rezgés, elektromágneses és sugárzási hatások stb.).
Kétféle alapvető fizetési szabvány létezik:
a) az elfogadható határokon belüli kibocsátásokra, szennyezőanyag-kibocsátásra és hulladékártalmatlanításra
b) a kibocsátásra, a szennyezőanyag-kibocsátásra és a meghatározott határértékeken belüli hulladékártalmatlanításra (ideiglenesen elfogadott szabványok).
Az egyes szennyező anyagok (hulladékok) összetevőire az alapfizetési kulcsokat határozzák meg, figyelembe véve azok környezetvédelmi rendszerre és közegészségügyre gyakorolt veszélyességének mértékét.
A környezetszennyezésért kivetett szennyezési díjak mértékét az Orosz Föderáció kormányának 2003. június 12-én kelt rendelete határozza meg. 344. sz. „A légköri levegőbe történő szennyezőanyag-kibocsátás helyhez kötött és mobil forrásból, szennyező anyagok felszíni és felszín alatti víztestekbe történő kibocsátása, a termelési és fogyasztási hulladék ártalmatlanításának fizetési szabályairól” 1 tonna rubelben:
Fizetés azon szennyezőanyag-kibocsátásért, amely nem haladja meg a természethasználó számára megállapított szabványokat:
П = С Н × М Ф, М Ф £ М Н,
ahol МФ egy szennyezőanyag tényleges kibocsátása, t/év;
МН a legnagyobb megengedett szabvány erre a szennyező anyagra;
СН a fizetés mértéke 1 tonna e szennyező anyag kibocsátásáért a megengedett kibocsátási normák határain belül, rub/t.
Fizetés a szennyezőanyag-kibocsátásért a megállapított kibocsátási határértékeken belül:
P \u003d C L (M F - M N) + C N M N, M N-nel< М Ф < М Л, где
C L - a fizetés mértéke 1 tonna szennyezőanyag kibocsátásáért a megállapított kibocsátási határértékeken belül, dörzsölje / t;
M L egy adott szennyezőanyag kibocsátásának megállapított határértéke, t/év.
Túlzott szennyezőanyag-kibocsátás fizetése:
P \u003d 5 × S L (M F - M L) + S L (M L - M N) + S N × M N, M F > M L.
Szennyezőanyag-kibocsátás fizetése, ha a természethasználó számára nem állapítanak meg szennyezőanyag-kibocsátási előírásokat vagy bírságot:
P = 5 × S L × M F
A megengedett legnagyobb kibocsátás, szennyezőanyag-kibocsátás, hulladékártalmatlanítás kifizetése a termékek (munkálatok, szolgáltatások) költségének terhére, ezek túllépése pedig a természethasználó rendelkezésére álló haszon terhére történik.
A környezetszennyezés miatti kifizetéseket a következők kapják:
19% a szövetségi költségvetésbe,
81%-a a Szövetség alanya költségvetésének.
3. számú feladat "Technológiai kibocsátás számítása és környezetszennyezés fizetése pékség példáján"
A szennyező anyagok zöme, mint az etil-alkohol, ecetsav, acetaldehid, sütőkamrákban képződik, ahonnan természetes huzat hatására elszívó csatornákon keresztül távoznak, vagy legalább 10-15 m magas fémcsöveken vagy aknákon keresztül kerülnek a légkörbe. A lisztpor kibocsátása elsősorban a lisztraktárban fordul elő. Nitrogén- és szén-oxidok keletkeznek, amikor a földgázt sütőkamrákban égetik el.
Kiinduló adatok:
1. A moszkvai pékség éves termelése - 20 000 tonna / év pékáru, beleértve. pékáru búzalisztből - 8000 t/év, pékáru rozslisztből - 5000 t/év, pékáru vegyes tekercsből - 7000 t/év.
2. Recept tekercs: 30% - búzaliszt és 70% - rozsliszt
3. Liszt tárolási állapota - ömlesztett.
4. Tüzelőanyag kemencékben és kazánokban - földgáz.
I. A pékség technológiai kibocsátása.
II. Fizetés a levegőszennyezésért, ha MPE a következő esetekben:
Etil-alkohol - 21 tonna / év,
Ecetsav - 1,5 t/év (SSV - 2,6 t/év),
Ecetsav-aldehid - 1 t / év,
Lisztpor - 0,5 t / év,
Nitrogén-oxidok - 6,2 t / év,
Szén-oxidok - 6 t/év.
1. A KhP Össz-Oroszországi Kutatóintézetének módszertanával összhangban a pékáruk sütése során a technológiai kibocsátásokat a specifikus mutatók módszerével határozzák meg:
M \u003d B × m, ahol
M a szennyezőanyag-kibocsátás mennyisége kg-ban időegységenként,
B - termelési kibocsátás tonnában azonos időtartamra,
m a kibocsátási egységenkénti szennyezőanyag-kibocsátás fajlagos mutatója, kg/t.
Fajlagos szennyezőanyag-kibocsátás kg/t késztermékben.
1. Etil-alkohol: búzalisztből készült pékáruk - 1,1 kg/t,
rozslisztből készült pékáruk - 0,98 kg / t.
2. Ecetsav: búzalisztből készült pékáruk - 0,1 kg/t,
rozslisztből készült pékáruk – 0,2 kg/t.
3. Ecetsav-aldehid - 0,04 kg / t.
4. Lisztpor - 0,024 kg/t (liszt ömlesztett tárolására), 0,043 kg/t (liszt konténeres tárolására).
5. Nitrogén-oxidok - 0,31 kg / t.
6. Szén-oxidok - 0,3 kg/t.
I. Technológiai kibocsátások számítása:
1. Etil-alkohol:
M 1 \u003d 8000 × 1,1 \u003d 8800 kg / év;
M 2 = 5000 × 0,98 \u003d 4900 kg / év;
M 3 = 7000 (1,1 × 0,3 + 0,98 × 0,7) \u003d 7133 kg / év;
teljes kibocsátás M \u003d M 1 + M 2 + M 3 \u003d 8800 + 4900 + 7133 \u003d 20913 kg / év.
2. Ecetsav:
Búzalisztből készült pékáruk
M 1 \u003d 8000 × 0,1 \u003d 800 kg / év;
Rozslisztből készült pékáruk
M 2 = 5000 × 0,2 \u003d 1000 kg / év;
Pékáruk vegyes tekercsekből
M 3 = 7000 (0,1 × 0,3 + 0,2 × 0,7) \u003d 1190 kg / év,
teljes kibocsátás M \u003d M 1 + M 2 + M 3 \u003d 800 + 1000 + 1190 \u003d 2990 kg / év.
3. Ecetsav-aldehid М = 20000 × 0,04 = 800 kg/év.
4. Lisztpor М = 20000 × 0,024 = 480 kg/év.
5. Nitrogén-oxidok М = 20000 × 0,31 = 6200 kg/év.
6. Szén-oxidok М = 20000 × 0,3 = 6000 kg/év.
II. A környezetvédelmi rendszer szennyezéséért fizetendő díj kiszámítása.
1. Etil-alkohol: M N = 21 t / év, M F = 20,913 t / év Þ P = C N × M f = 0,4 × 20,913 = 8,365 rubel.
2. Ecetsav: M N \u003d 1,5 t / év, M L \u003d 2,6 t / év, M F = 2,99 t / év Þ P \u003d 5C L (M F -M L) + C L ( M L - M N) + C × =
5 × 175 × (2,99-2,6) + 175 × (2,6 - 1,5) + 35 × 1,5 = 586,25 rubel.
3. Ecetsav-aldehid: M H = 1 t / év, M F = 0,8 t / év Þ P = C H × M F = 68 × 0,8 \u003d 54,4 rubel.
4. Lisztpor: M N = 0,5 t/év, M F = 0,48 t/év Þ P = C N × M F = 13,7 × 0,48 = 6,576 rubel.
5. Nitrogén-oxid: M N = 6,2 t / év, M F = 6,2 t / év Þ P = C N × M F = 35 × 6,2 = 217 rubel.
6. Szén-oxid: М Н = 6 t/év, М Ф = 6 t/év Þ
P \u003d C N × M F = 0,6 × 6 = 3,6 rubel.
A környezeti tényezőket figyelembe vevő együttható az Orosz Föderáció középső régiójában = 1,9 a légköri levegő esetében, a város esetében az együttható 1,2.
åP \u003d 876,191 1,9 1,2 \u003d 1997,72 rubel
ELLENŐRZÉSI FELADATOK.
1. Feladat
| opció számát | A kazánház termelékenysége Q kb, MJ/h | Forrás magasság H, m | Szájátmérő D, m | SO 2 C f háttérkoncentrációja, mg/m 3 |
| 0,59 | 0,004 | |||
| 0,59 | 0,005 | |||
| 0,6 | 0,006 | |||
| 0,61 | 0,007 | |||
| 0,62 | 0,008 | |||
| 0,63 | 0,004 | |||
| 0,64 | 0,005 | |||
| 0,65 | 0,006 | |||
| 0,66 | 0,007 | |||
| 0,67 | 0,008 | |||
| 0,68 | 0,004 | |||
| 0,69 | 0,005 | |||
| 0,7 | 0,006 | |||
| 0,71 | 0,007 | |||
| 0,72 | 0,008 | |||
| 0,73 | 0,004 | |||
| 0,74 | 0,005 | |||
| 0,75 | 0,006 | |||
| 0,76 | 0,007 | |||
| 0,77 | 0,008 | |||
| 0,78 | 0,004 | |||
| 0,79 | 0,005 | |||
| 0,8 | 0,006 | |||
| 0,81 | 0,007 | |||
| 0,82 | 0,008 | |||
| 0,83 | 0,004 | |||
| 0,84 | 0,005 | |||
| 0,85 | 0,006 | |||
| 0,86 | 0,007 | |||
| 0,87 | 0,004 | |||
| 0,88 | 0,005 | |||
| 0,89 | 0,006 |
Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot
Azok a hallgatók, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik tanulmányaikban és munkájuk során használják fel a tudásbázist, nagyon hálásak lesznek Önnek.
Házigazda: http://www.allbest.ru/
Az Orosz Föderáció Oktatási és Tudományos Minisztériuma
Szövetségi Állami Költségvetési Oktatási Intézmény
felsőfokú szakmai végzettség
"Don Állami Műszaki Egyetem" (DSTU)
A légkör védelmének módjai és eszközei, hatékonyságuk felmérése
Teljesített:
az MTS csoport tanulója IS 121
Kolemasova A.S.
Rostov-on-Don
Bevezetés
2. Gázok mechanikus tisztítása
Felhasznált források
Bevezetés
A légkört rendkívül nagy dinamizmus jellemzi, mind a légtömegek gyors oldal- és függőleges irányú mozgása, mind a nagy sebesség, a benne végbemenő különféle fizikai és kémiai reakciók miatt. A légkört egy hatalmas "kémiai üstnek" tekintik, amelyet számos és változó antropogén és természeti tényező befolyásol. A légkörbe kerülő gázok és aeroszolok nagyon reaktívak. A tüzelőanyag elégetésekor keletkező por és korom, az erdőtüzek elnyelik a nehézfémeket és a radionuklidokat, és a felszínre kerülve hatalmas területeket szennyezhetnek, és a légzőrendszeren keresztül bejuthatnak az emberi szervezetbe.
A légkörszennyezés bármely anyag közvetlen vagy közvetett bejuttatása olyan mennyiségben, amely befolyásolja a kültéri levegő minőségét és összetételét, károsítja az embereket, az élő és élettelen természetet, az ökoszisztémákat, az építőanyagokat, a természeti erőforrásokat - az egész környezetet.
A levegő tisztítása a szennyeződésektől.
A légkörnek a negatív antropogén hatásoktól való védelme érdekében a következő intézkedéseket alkalmazzák:
Technológiai folyamatok ökologizálása;
Gázkibocsátás tisztítása a káros szennyeződésektől;
A gáznemű kibocsátások eloszlása a légkörben;
Egészségügyi védőzónák rendezése, építészeti és tervezési megoldások.
Hulladékmentes és hulladékszegény technológia.
A technológiai folyamatok ökologizálása zárt technológiai ciklusok, hulladékmentes és hulladékszegény technológiák létrehozása, amelyek kizárják a káros szennyező anyagok légkörbe jutását.
A bioszféra káros gázkibocsátással szembeni védelmének legmegbízhatóbb és leggazdaságosabb módja a hulladékmentes termelésre, vagy hulladékmentes technológiákra való átállás. A „hulladékmentes technológia” kifejezést először N. N. akadémikus javasolta. Semenov. Optimális technológiai rendszerek kialakítását jelenti zárt anyag- és energiaáramlással. Az ilyen termelés nem tartalmazhat szennyvizet, káros kibocsátásokat a légkörbe és szilárd hulladékot, és nem fogyaszthat természetes tározókból származó vizet. Vagyis értik az iparágak szerveződésének és működésének elvét, a nyersanyag és az energia valamennyi összetevőjének racionális felhasználásával zárt ciklusban: (elsődleges nyersanyagok - termelés - fogyasztás - másodnyersanyagok).
Természetesen a „hulladékmentes termelés” fogalma némileg önkényes; ez egy ideális termelési modell, mivel valós körülmények között lehetetlen teljesen megszüntetni a hulladékot és megszabadulni a termelés környezetre gyakorolt hatásától. Pontosabban, az ilyen rendszereket hulladékszegény rendszereknek kell nevezni, amelyek minimális kibocsátást eredményeznek, és amelyekben a természetes ökoszisztémák károsodása minimális lesz. A hulladékszegény technológia köztes lépés a hulladékmentes termelés megteremtésében.
1. Hulladékmentes technológiák fejlesztése
Jelenleg a bioszféra védelmének több fő iránya van meghatározva, amelyek végső soron a hulladékmentes technológiák megalkotásához vezetnek:
1) alapvetően új, zárt ciklusban működő technológiai folyamatok és rendszerek kidolgozása és megvalósítása, amelyek lehetővé teszik a fő hulladékmennyiség kialakulásának kizárását;
2) a termelési és fogyasztási hulladékok másodlagos nyersanyagként történő feldolgozása;
3) területi-ipari komplexumok létrehozása a nyersanyagok és hulladékok anyagáramlásának zárt szerkezetével a komplexumon belül.
A természeti erőforrások gazdaságos és ésszerű felhasználásának fontossága nem szorul indokolásra. A világban folyamatosan nő az alapanyagok iránti igény, amelyek előállítása egyre drágább. Ágazatokon átívelő probléma lévén a hulladékszegény és hulladékmentes technológiák fejlesztése, a másodlagos erőforrások ésszerű felhasználása ágazatokon átívelő döntéseket igényel.
Az alapvetően új, zárt ciklusban működő technológiai folyamatok, rendszerek kidolgozása és megvalósítása, amelyek lehetővé teszik a fő hulladékmennyiség képződésének kizárását, a műszaki haladás fő iránya.
Gázkibocsátás tisztítása a káros szennyeződésektől
A gázkibocsátást az eltávolítás és szabályozás megszervezése szerint osztályozzák - szervezett és nem szervezett, hőmérséklet szerint fűtött és hideg.
A szervezett ipari emisszió olyan kibocsátás, amely speciálisan kialakított gázcsatornákon, légcsatornákon, csöveken keresztül jut a légkörbe.
A rendezetlen olyan ipari kibocsátásra utal, amely a berendezések szivárgása következtében nem irányított gázáramlások formájában kerül a légkörbe. A gázelszívó berendezés hiánya vagy nem megfelelő működése a termék be-, ki- és tárolási helyein.
Az ipari kibocsátásokból származó légszennyezés csökkentése érdekében gáztisztító rendszereket használnak. A gázok tisztítása az ipari forrásból származó szennyező anyag gáztól való elválasztását vagy ártalmatlan állapotba hozását jelenti.
2. Gázok mechanikus tisztítása
Tartalmazza a száraz és nedves módszereket.
Gázok tisztítása száraz mechanikus porgyűjtőkben.
A száraz mechanikus porgyűjtők olyan eszközöket foglalnak magukban, amelyek különféle lerakódási mechanizmusokat alkalmaznak: gravitációs (porülepítő kamra), inerciális (kamrák, amelyekben por rakódik le a gázáramlás irányának megváltozása vagy az útjába kerülő akadály miatt) és centrifugális.
A gravitációs ülepítés a lebegő részecskék gravitáció hatására történő ülepedésen alapul, amikor egy poros gáz kis sebességgel, az áramlás irányának megváltoztatása nélkül mozog. Az eljárás ülepítő gázcsatornákban és porülepítő kamrákban történik (1. ábra). Az ülepítőkamrákban leülepedő részecskék magasságának csökkentése érdekében 40-100 mm távolságra több vízszintes polc van felszerelve, amelyek a gázáramot lapos fúvókákra törik. A gravitációs ülepítés csak nagyméretű, 50-100 mikronnál nagyobb átmérőjű részecskék esetén hatásos, és a tisztítás foka nem haladja meg a 40-50%-ot. A módszer csak a gázok előzetes, durva tisztítására alkalmas.
Porülepítő kamrák (1. ábra). A gázáramban lebegő részecskék ülepedése a porülepítő kamrákban a gravitáció hatására megy végbe. Az ilyen típusú készülékek legegyszerűbb kialakítása az ülepítő gázcsatornák, amelyek néha függőleges terelőlemezekkel vannak ellátva a szilárd részecskék jobb ülepedése érdekében. A többpolcos porülepítő kamrákat széles körben használják forró kemencegázok tisztítására.
A porülepítő kamra a következőkből áll: 1 - bemeneti cső; 2 - kimeneti cső; 3 - test; 4 - lebegő részecskék tartálya.
Az inerciális ülepítés a lebegő részecskék azon hajlamán alapul, hogy megtartsák eredeti mozgási irányukat, amikor a gázáramlás iránya megváltozik. Az inerciális eszközök közül leggyakrabban a zsalugáteres porgyűjtőket használják nagy számú résszel (lamellákkal). A gázok a repedéseken keresztül távoznak, és a mozgás irányát változtatják, a gáz sebessége a berendezés bemeneténél 10-15 m/s. A berendezés hidraulikus ellenállása 100-400 Pa (10-40 mm vízoszlop). Porszemcsék 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.
Ezeket az eszközöket könnyű gyártani és működtetni, széles körben használják az iparban. De a rögzítési hatékonyság nem mindig elegendő.
A gáztisztítás centrifugális módszerei a tisztítóberendezésben megtisztított gázáram forgásából vagy magának a berendezés egyes részeinek forgásából származó centrifugális erő hatásán alapulnak. Centrifugális portisztítóként különféle típusú ciklonokat (2. ábra) használnak: akkumulátoros ciklonokat, forgó porgyűjtőket (rotoklonokat), stb. A ciklonokat leggyakrabban az iparban használják szilárd aeroszolok leválasztására. A ciklonokat nagy gáztermelés, egyszerű kialakítás és megbízható működés jellemzi. A por eltávolításának mértéke a részecskék méretétől függ. A nagy termelékenységű ciklonok, különösen az akkumulátor-ciklonok (20 000 m 3 /h-nál nagyobb kapacitású) esetében a tisztítási fok körülbelül 90%, d > 30 μm részecskeátmérővel. A d = 5–30 µm méretű részecskéknél a tisztítási fok 80%-ra csökken, d == 2–5 µm esetén pedig kevesebb, mint 40%.
légköri ipari hulladék tisztítás
ábrán A 2. ábra szerint a levegőt érintőlegesen vezetjük be a ciklon bemeneti csövébe (4), amely egy örvénylő berendezés. Az itt kialakuló forgó áramlás a ciklon hengeres része (3) és a kipufogócső (5) által alkotott gyűrűs tér mentén leereszkedik annak kúpos részébe (2), majd tovább forogva a kipufogócsövön keresztül kilép a ciklonból. . (1) - porkivezetés.
Az aerodinamikai erők elhajlítják a részecskék pályáját. A poros áramlás lefelé forgó mozgása során a porszemcsék elérik a henger belső felületét és elválik az áramlástól. A gravitáció és az áramlás magával ragadó hatása alatt a leválasztott részecskék leereszkednek, és a porkimeneten keresztül a garatba jutnak.
A száraz ciklonhoz képest nagyobb fokú levegőtisztítás érhető el a portól a nedves típusú porgyűjtőkben (3. ábra), amelyekben a részecskék nedvesítő folyadékkal való érintkezése következtében felfogják a port. Ez az érintkezés történhet nedvesített falakon, amelyek levegővel áramlanak, cseppen vagy szabad vízfelületen.
ábrán A 3. ábrán egy vízfilm ciklon látható. A poros levegő a légcsatornán (5) keresztül tangenciálisan 15-21 m/s sebességgel kerül a berendezés alsó részébe. Az örvénylő légáram felfelé haladva a henger (2) felületén lefolyó vízréteggel találkozik. A tisztított levegő a 4 berendezés felső részéből szintén érintőlegesen távozik a légáramlás forgásirányában. A vízfilm ciklonnak nincs száraz ciklonokra jellemző kipufogócsője, ami lehetővé teszi a hengeres részének átmérőjének csökkentését.
A ciklon belső felületét folyamatosan öntözik vízzel a kerület mentén elhelyezett fúvókákból (3). A ciklon belső felületén a vízrétegnek folyamatosnak kell lennie, ezért a fúvókákat úgy kell elhelyezni, hogy a vízsugarak a légáramlás forgási irányában érintőlegesen a henger felületére irányuljanak. A vízfilm által felfogott por a vízzel együtt a ciklon kúpos részébe áramlik, és az aknás vízbe merített leágazó csövön (1) távozik. A leülepedett vizet ismét a ciklonba vezetik. A levegő sebessége a ciklon bemeneténél 15-20 m/s. A vízfilmes ciklonok hatásfoka 5 mikronig terjedő szemcseméretű por esetén 88-89%, nagyobb szemcsés por esetén 95-100%.
A centrifugális porgyűjtők további típusai a rotoklon (4. ábra) és a gázmosó (5. ábra).
A ciklonos készülékek a legelterjedtebbek az iparban, hiszen nincsenek mozgó alkatrészeik a készülékben és nagy megbízhatóságuk 500 0 C-ig terjedő gázhőmérsékleten, száraz porgyűjtés, a készülék szinte állandó hidraulikus ellenállása, könnyű gyártás, nagyfokú tisztítás .
Rizs. 4 - Gázmosó központi ejtőcsővel: 1 - bemeneti cső; 2 - tartály folyadékkal; 3 - fúvóka
A poros gáz a központi csövön keresztül behatol, nagy sebességgel eléri a folyadék felszínét és 180°-kal elfordulva eltávolítja a készülékből. A porrészecskék ütközéskor behatolnak a folyadékba, és időszakonként vagy folyamatosan iszap formájában távoznak a készülékből.
Hátrányok: nagy hidraulikus ellenállás 1250-1500 Pa, az 5 mikronnál kisebb részecskék rossz befogása.
Az üreges fúvókás gázmosók kerek vagy téglalap alakú oszlopok, amelyekben a gázok és a fúvókák által kipermetezett folyadékcseppek érintkeznek. A gázok és folyadékok mozgási iránya szerint az üreges mosók ellenáramú, közvetlen áramlású és keresztirányú folyadékellátásúkra oszthatók. A nedves portalanítás során általában ellentétes irányú gáz- és folyadékmozgású berendezéseket használnak, ritkábban keresztirányú folyadékellátással. Az egyáramú üreges gázmosókat széles körben használják a gázok párolgásos hűtésére.
Ellenáramú gázmosóban (5. ábra) a fúvókákból származó cseppek a poros gázáram felé hullanak. A cseppeknek elég nagynak kell lenniük ahhoz, hogy ne vigye el őket a gázáramlás, amelynek sebessége általában vg = 0,61,2 m/s. Ezért a gázmosókba általában durva permetező fúvókákat szerelnek be, amelyek 0,3-0,4 MPa nyomáson működnek. 5 m/s-nál nagyobb gázsebességnél a gázmosó után cseppleválasztót kell beépíteni.
Rizs. 5 - Üreges fúvókás súroló: 1 - test; 2 - gázelosztó hálózat; 3 - fúvókák
A készülék magassága általában átmérőjének 2,5-szerese (H = 2,5D). A fúvókák a berendezésbe egy vagy több szakaszban vannak beépítve: néha sorokban (keresztmetszetben 14-16-ig), néha csak a készülék tengelye mentén A fúvóka permetét függőlegesen felülről lefelé vagy bizonyos szögben lehet irányítani a vízszintes síkra. Ha a fúvókák több szinten vannak elhelyezve, lehetséges a porlasztók kombinált felszerelése: a fáklyák egy része a füstgázok mentén, a másik része pedig az ellenkező irányba van irányítva. A gázok jobb elosztása érdekében a készülék keresztmetszetében a gázelosztó rácsot a gázmosó alsó részébe szerelik fel.
Az üreges sugármosókat széles körben használják durva por eltávolítására, valamint gázhűtésre és légkondicionálásra. A folyadék fajlagos áramlási sebessége alacsony - 0,5-8 l / m 3 tisztított gáz.
Szűrőket is használnak a gázok tisztítására. A szűrés alapja a tisztított gáz különböző szűrőanyagokon való áthaladása. A szűrőterelők szálas vagy szemcsés elemekből állnak, és hagyományosan a következő típusokra oszthatók.
Rugalmas porózus válaszfalak - természetes, szintetikus vagy ásványi szálakból készült szövetanyagok, nem szőtt szálas anyagok (filc, papír, karton) cellás lapok (habgumi, poliuretán hab, membránszűrők).
A szűrés nagyon elterjedt finomgáztisztítási technika. Előnye a viszonylag alacsony berendezések költsége (a fémkerámia szűrők kivételével) és a finom tisztítás nagy hatékonysága. A szűrés hátrányai a nagy hidraulikus ellenállás és a szűrőanyag porral való gyors eltömődése.
3. Gáznemű anyagok kibocsátásának tisztítása, ipari vállalkozások
Jelenleg, amikor a hulladékmentes technológia még gyerekcipőben jár, és még nincsenek teljesen hulladékmentes vállalkozások, a gáztisztítás fő feladata, hogy a gázszennyeződésekben a mérgező szennyeződések tartalmát az általa megállapított maximálisan megengedhető koncentrációra (MPC) hozzák. egészségügyi szabványok.
A gáz- és gőz-halmazállapotú mérgező szennyeződések gázkibocsátásának tisztítására szolgáló ipari módszerek öt fő csoportra oszthatók:
1. Abszorpciós módszer - a gázelegy egyes komponenseinek abszorbens (abszorber) általi abszorpciójából áll, amely folyadék.
Az iparban használt abszorbenseket a következő mutatók alapján értékelik:
1) abszorpciós képesség, i.e. az extrahált komponens oldhatósága az abszorberben a hőmérséklettől és a nyomástól függően;
2) szelektivitás, amelyet a szétválasztott gázok oldhatóságának és abszorpciós sebességüknek az aránya jellemez;
3) minimális gőznyomás a tisztított gáz abszorbens gőzökkel való szennyeződésének elkerülése érdekében;
4) olcsóság;
5) nincs korrozív hatása a berendezésre.
Abszorbensként vizet, ammóniaoldatokat, maró- és karbonátlúgokat, mangánsókat, etanol-aminokat, olajokat, kalcium-hidroxid-szuszpenziókat, mangán- és magnézium-oxidokat, magnézium-szulfátot stb. használnak. Például gázok tisztítására ammóniából, hidrogén-kloridból és abszorbens vízként hidrogén-fluoridot használnak, vízgőz - kénsav, aromás szénhidrogének - olajok megkötésére.
Az abszorpciós tisztítás folyamatos és rendszerint ciklikus folyamat, hiszen a szennyeződések felszívódásával általában együtt jár az abszorpciós oldat regenerációja és a tisztítási ciklus elején annak visszajutása. A fizikai abszorpció során az abszorbens regenerálása melegítéssel és nyomáscsökkentéssel történik, melynek eredményeként a felvett gáznemű adalékanyag deszorbeálódik és koncentrálódik.
A tisztítási folyamat végrehajtásához különféle kialakítású (filmes, csomagolt, csőszerű stb.) abszorbereket használnak. A legelterjedtebb töltött gázmosót a gázok kén-dioxid, kénhidrogén, hidrogén-klorid, klór, szén-monoxid és -dioxid, fenolok stb. A töltött gázmosókban a tömegátadási folyamatok sebessége alacsony, mivel ezek a reaktorok alacsony intenzitású hidrodinamikai rendszere 0,02–0,7 m/s gázsebességgel üzemel. A készülékek térfogata ezért nagy, a beépítésük pedig nehézkes.
Rizs. 6 - Töltött gázmosó keresztirányú öntözéssel: 1 - test; 2 - fúvókák; 3 - öntözőberendezés; 4 - tartórács; 5 - fúvóka; 6 - iszapgyűjtő
Az abszorpciós módszereket a folyamat folytonossága és sokoldalúsága, a gazdaságosság és a nagy mennyiségű szennyeződés gázokból történő kivonhatósága jellemzi. Ennek az eljárásnak az a hátránya, hogy a csomagolt gázmosók, buborékosító, sőt habosító készülékek csak nagy számú tisztítási lépéssel biztosítják a káros szennyeződések kellően magas fokú kivonását (MPC-ig) és az abszorberek teljes regenerálódását. Ezért a nedves kezelési folyamatábrák általában összetettek, többlépcsősek, és a kezelőreaktorok (különösen a gázmosók) nagy térfogatúak.
A kipufogógázok gáz- és gőzhalmazállapotú szennyeződésektől nedves abszorpciós tisztítási eljárása csak akkor célszerű, ha ciklikus és hulladékmentes. A ciklikus nedves tisztítási rendszerek azonban csak akkor versenyképesek, ha portisztítással és gázhűtéssel kombinálják őket.
2. Kémiszorpciós módszer - gázok és gőzök szilárd és folyékony abszorberek általi abszorpcióján alapul, ami alacsony illékony és rosszul oldódó vegyületek képződését eredményezi. A legtöbb kemiszorpciós gáztisztítási folyamat reverzibilis; Az abszorpciós oldat hőmérsékletének emelkedésével a kemiszorpció során képződő kémiai vegyületek az abszorpciós oldat aktív komponenseinek regenerációjával és a gázból felvett adalékanyag deszorpciójával bomlanak le. Ez a technika a kemiszorbensek regenerálásának alapja a ciklikus gáztisztító rendszerekben. A kemiszorpció különösen alkalmas gázok finom tisztítására viszonylag alacsony kezdeti szennyezőkoncentrációnál.
3. Az adszorpciós módszer a káros gázszennyeződések szilárd, erősen porózus, kialakult fajlagos felületű anyagok felületével történő megkötésén alapul.
Az adszorpciós módszereket különféle technológiai célokra használják - gáz-gőz keverékek szétválasztása komponensekre a frakciók szétválasztásával, gázszárítás és a kipufogógázok egészségügyi tisztítása. Az utóbbi időben az adszorpciós módszerek kerültek előtérbe, mint megbízható eszköz a légkör mérgező gáznemű anyagoktól való védelmére, lehetőséget adva ezen anyagok koncentrálására és hasznosítására.
A gáztisztításban leggyakrabban használt ipari adszorbensek az aktív szén, szilikagél, alumógél, természetes és szintetikus zeolitok (molekulasziták). Az ipari szorbensekkel szemben támasztott fő követelmények a nagy abszorpciós képesség, a hatás szelektivitása (szelektivitása), a termikus stabilitás, a hosszú élettartam a felület szerkezetének és tulajdonságainak megváltoztatása nélkül, valamint a könnyű regeneráció lehetősége. Az aktív szenet leggyakrabban egészségügyi gáztisztításra használják nagy abszorpciós képessége és könnyű regenerálódása miatt. Az adszorbensek különféle kialakításai ismertek (függőleges, alacsony áramlási sebességeknél használt, vízszintes, nagy áramlási sebességeknél, gyűrű alakú). A gáztisztítás rögzített adszorbens rétegeken és mozgó rétegeken keresztül történik. A tisztított gáz 0,05-0,3 m/s sebességgel halad át az adszorberen. Tisztítás után az adszorber regenerálásra vált. A több reaktorból álló adszorpciós üzem általában folyamatosan üzemel, hiszen ugyanakkor egyes reaktorok a tisztítás, míg mások a regenerálás, hűtés stb. szakaszában vannak. A regenerálást fűtéssel pl. szerves anyagok elégetésével, élő vagy túlhevített gőz, levegő, inert gáz (nitrogén) átengedésével. Néha az aktivitást vesztett adszorbenst (portól, gyantától védve) teljesen kicserélik.
A legígéretesebbek az adszorpciós gáztisztítás folyamatos ciklikus folyamatai mozgó vagy felfüggesztett adszorbens ágyas reaktorokban, amelyeket nagy gázáramlási sebesség (nagyságrenddel nagyobb, mint a periodikus reaktoroknál), magas gáztermelékenység és munkaintenzitás jellemez.
Az adszorpciós gáztisztítási módszerek általános előnyei:
1) gázok mélytisztítása a mérgező szennyeződésektől;
2) ezeknek a szennyeződéseknek a regenerálhatóságának viszonylagos könnyűsége kereskedelmi termékké történő átalakításukkal vagy a termelésbe való visszatéréssel; így megvalósul a pazarlás nélküli technológia elve. Az adszorpciós módszer különösen racionális a kis koncentrációban található mérgező szennyeződések (szerves vegyületek, higanygőz stb.) eltávolítására, pl. mint a kipufogógázok egészségügyi tisztításának utolsó szakasza.
A legtöbb adszorpciós üzem hátránya a periodicitás.
4. Katalitikus oxidáció módszere - katalizátorok jelenlétében a tisztított gázból a szennyeződések eltávolításán alapul.
A katalizátorok hatása a katalizátor és a reaktánsok közbenső kémiai kölcsönhatásában nyilvánul meg, ami közbenső vegyületek képződését eredményezi.
Katalizátorként fémeket és vegyületeiket (réz-oxidok, mangán-oxidok stb.) használnak, A katalizátorok golyók, gyűrűk vagy más alakúak. Ezt a módszert különösen széles körben használják kipufogógázok tisztítására. A katalitikus reakciók eredményeként a gázban lévő szennyeződések más vegyületekké alakulnak, pl. A vizsgált módszerekkel ellentétben a szennyeződéseket nem vonják ki a gázból, hanem ártalmatlan vegyületekké alakulnak, amelyek jelenléte elfogadható a kipufogógázban, vagy olyan vegyületekké, amelyek könnyen eltávolíthatók a gázáramból. Ha a keletkező anyagokat el kell távolítani, további műveletekre van szükség (például extrakció folyékony vagy szilárd szorbensekkel).
A katalitikus módszerek egyre elterjedtebbek a gázok mérgező szennyeződésektől való mélytisztítása miatt (akár 99,9%) viszonylag alacsony hőmérsékleten és normál nyomáson, valamint nagyon alacsony kezdeti szennyeződéskoncentráció mellett. A katalitikus eljárások lehetővé teszik a reakcióhő hasznosítását, pl. energiatechnológiai rendszereket hozzon létre. A katalitikus tisztítóberendezések könnyen kezelhetők és kis méretűek.
Számos katalitikus tisztítási eljárás hátránya az új anyagok képződése, amelyeket más módszerekkel (abszorpció, adszorpció) kell eltávolítani a gázból, ami megnehezíti a telepítést és csökkenti az összgazdasági hatást.
5. A termikus módszer a gázok tisztítása, mielőtt azok magas hőmérsékletű utóégetéssel a légkörbe kerülnének.
A gázkibocsátás semlegesítésére szolgáló termikus módszerek alkalmazhatók éghető szerves szennyező anyagok vagy szén-monoxid magas koncentrációja esetén. A legegyszerűbb módszer, a fáklyázás akkor lehetséges, ha az éghető szennyező anyagok koncentrációja az alsó tűzveszélyes határ közelében van. Ebben az esetben a szennyeződések tüzelőanyagként szolgálnak, a folyamat hőmérséklete 750-900°C és a szennyeződések égéshője hasznosítható.
Ha az éghető szennyeződések koncentrációja kisebb, mint az alsó tűzveszélyességi határ, akkor kívülről kell hőt szolgáltatni. A hőt leggyakrabban éghető gáz hozzáadásával és annak a tisztítandó gázban való elégetésével biztosítják. Az éghető gázok áthaladnak a hővisszanyerő rendszeren, és a légkörbe kerülnek.
Az ilyen energiatechnológiai sémákat kellően magas éghető szennyeződés-tartalom mellett használják, ellenkező esetben a hozzáadott éghető gáz fogyasztása nő.
Felhasznált források
1. Az Orosz Föderáció ökológiai doktrínája. Az Orosz Állami Környezetvédelmi Szolgálat hivatalos honlapja - eco-net/
2. Vnukov A.K., A légkör védelme az energetikai létesítményekből származó kibocsátásokkal szemben. Útmutató, M.: Energoatomizdat, 2001
Az Allbest.ru oldalon található
...Hasonló dokumentumok
Hardver-technológiai séma tervezése a légkör ipari kibocsátásokkal szembeni védelmére. Az elfogadott technológiai döntések ökológiai megalapozása. Természetes környezet védelme az antropogén hatásoktól. A kibocsátások mennyiségi jellemzői.
szakdolgozat, hozzáadva: 2016.04.17
Nem illékony anyagok túlmelegedése. Az elérhető túlhevítések fizikai alátámasztása. Az anyag metastabil állapotának termodinamikai stabilitása. Kontakt hőelemző és regisztrátor telepítési sémája. A légkör tisztításának fő módszereinek hátrányai.
absztrakt, hozzáadva: 2011.11.08
A levegőtisztítási technológia rövid leírása. Az adszorpciós módszer alkalmazása és jellemzői a légkör védelmére. Adszorpciós szénszűrők. Tisztítás kéntartalmú vegyületektől. Adszorpciós regeneráló levegőtisztító rendszer "ARS-aero".
szakdolgozat, hozzáadva 2010.10.26
A porgyűjtési folyamatok alapfogalmai és definíciói. A gázok és levegő portól való száraz tisztításának gravitációs és inerciális módszerei. Nedves porgyűjtők. Néhány mérnöki fejlesztés. Centrifugális és inerciális leválasztáson alapuló porgyűjtő.
szakdolgozat, hozzáadva 2009.12.27
Hulladékmentes és hulladékszegény technológia. Gázkibocsátás tisztítása a káros szennyeződésektől. Gázok tisztítása száraz mechanikus porgyűjtőkben. Ipari módszerek gázkibocsátások tisztítására a gőzös mérgező szennyeződésektől. A kemiszorpció és adszorpció módszere.
ellenőrzési munka, hozzáadva 2010.12.06
A légkör szerkezete és összetétele. Légszennyeződés. A légkör minősége és szennyezettségének jellemzői. A fő kémiai szennyeződések, amelyek szennyezik a légkört. A légkör védelmének módszerei és eszközei. A levegőtisztító rendszerek osztályozása és paramétereik.
absztrakt, hozzáadva: 2006.11.09
A motor, mint légköri szennyezés forrása, kipufogógázai toxicitásának jellemzője. A kipufogógázok káros összetevőktől való tisztításának fizikai és kémiai alapjai. A hajó üzemeltetésének a környezetre gyakorolt negatív hatásának értékelése.
szakdolgozat, hozzáadva 2012.04.30
Famegmunkáló műhelyben az őrlés során keletkező kibocsátások jellemzői: levegő-, víz- és talajszennyezés. A csiszológépek típusai. A károsanyag-kibocsátás tisztítási módszerének megválasztása. Szilárd hulladék ártalmatlanítása. Légkörvédelmi rendszer hardver és technológiai tervezése.
szakdolgozat, hozzáadva 2015.02.27
A füstgáztisztítás technikai eszközeinek alkalmazása, mint a légkör védelmének fő intézkedése. Modern módszerek a Venturi gázmosóban történő gáztisztítás műszaki eszközeinek és technológiai folyamatainak fejlesztésére. Tervezési paraméterek számítása.
szakdolgozat, hozzáadva 2012.02.01
Hatás a légkörre. Szilárd anyagok leválasztása hőerőművek füstgázaiból. Útmutató a légkör védelmére. A hamugyűjtő fő teljesítménymutatói. Az elektrosztatikus leválasztó működési elve. Az akkumulátor ciklon számítása. Hamukibocsátás és a belőlük való tisztítás.
Kibocsátási követelmények. A légkör védelmét szolgáló eszközöknek az MPC-t meg nem haladó szinten kell korlátozniuk a káros anyagok jelenlétét az emberi környezet levegőjében. Minden esetben az állapot
C+c f £ MPC (6.2)
minden káros anyagra (c - háttérkoncentráció), valamint több egyirányú hatású káros anyag jelenlétében - feltétel (3.1). Ezeknek a követelményeknek való megfelelés a káros anyagok képződésük helyén történő lokalizálásával, a helyiségből vagy berendezésből való eltávolításával és a légkörben való szétszóródásával érhető el. Ha ugyanakkor a káros anyagok koncentrációja a légkörben meghaladja az MPC-t, akkor a kipufogórendszerbe szerelt tisztítóberendezésekben a káros anyagoktól a kibocsátást megtisztítják. A legelterjedtebbek a szellőztető, technológiai és szállítási elszívórendszerek.
Rizs. 6.2. A légköri védelem alkalmazásának sémája:
/- mérgező anyagok forrása; 2- készülék a mérgező anyagok lokalizálására (helyi szívás); 3- tisztító készülékek; 4- a légkörből levegő eltávolítására szolgáló eszköz; 5- kibocsátáselvezető cső; 6- készülék (fúvó) a kibocsátás hígítására szolgáló levegő ellátására
A gyakorlatban a következő lehetőségeket alkalmazzák a légköri levegő védelmére:
Mérgező anyagok eltávolítása a helyiségekből általános szellőztetéssel;
A mérgező anyagok lokalizálása a képződésük zónájában helyi szellőztetéssel, a szennyezett levegő speciális berendezésekben történő tisztítása és a termelési vagy háztartási helyiségekbe való visszajuttatása, ha a készülékben lévő tisztítás után a levegő megfelel a befújt levegőre vonatkozó szabályozási követelményeknek (6.2. ábra). , a);
A mérgező anyagok lokalizálása a képződésük zónájában helyi szellőztetéssel, a szennyezett levegő tisztításával speciális berendezésekben, kibocsátással és diszperzióval a légkörben (6.2. ábra, b );
Technológiai gázkibocsátás tisztítása speciális eszközökben, kibocsátás és diszperzió a légkörben; egyes esetekben a kipufogógázokat légköri levegővel hígítják, mielőtt kiengednék (6.2. ábra, c);
Erőművek, például belső égésű motorok kipufogógázainak tisztítása speciális egységekben, és légkörbe vagy termelési területre (bányák, kőbányák, tárolók stb.) történő kibocsátása (6.2. ábra, d).
A lakott területek légköri levegőjében lévő káros anyagok MPC-jének betartása érdekében meghatározzák a káros anyagok maximális megengedett kibocsátását (MAE) az elszívó szellőzőrendszerekből, különböző technológiai és erőművekből. A polgári légi járművek gázturbinás hajtóműveinek maximális megengedett kibocsátását a GOST 17.2.2.04-86, a belső égésű motorokkal rendelkező járművek kibocsátását - GOST 17.2.2.03-87 és számos más szabvány határozza meg.
A GOST 17.2.3.02-78 követelményeivel összhangban minden tervezett és működő ipari vállalkozás számára meghatározzák a káros anyagok légkörbe kerülő MPE-jét, feltéve, hogy ebből a forrásból más forrásokkal kombinálva káros anyagokat bocsátanak ki (figyelembe véve fejlődésük kilátásai) nem hoznak létre az MPC-t meghaladó Rizem-koncentrációt.
A kibocsátások eloszlása a légkörben. A technológiai gázok és a szellőzőlevegő a csövekből vagy a szellőztető berendezésekből való kilépés után tartsa be a turbulens diffúzió törvényeit. ábrán 6.3 szemlélteti a káros anyagok koncentrációjának eloszlását a légkörben egy szervezett, nagy kibocsátású forrás égője alatt. Ahogy távolodunk a csőtől az ipari kibocsátások terjedésének irányába, hagyományosan három légköri szennyezési zóna különíthető el:
fáklya átvitel B, a légkör felszíni rétegének viszonylag alacsony károsanyag-tartalma jellemzi;
füst NÁL NÉL maximális károsanyag-tartalommal és a szennyezettség fokozatos csökkenésével G. A lakosságra a füstzóna a legveszélyesebb, ezért ki kell zárni a lakossági fejlesztésből. Ennek a zónának a méretei a meteorológiai viszonyoktól függően 10...49 csőmagasságon belül vannak.
A szennyeződések maximális koncentrációja a felszíni zónában egyenesen arányos a forrás termelékenységével, és fordítottan arányos a talaj feletti magasság négyzetével. A forró sugarak felemelkedése szinte teljes mértékben a környező levegőnél magasabb hőmérsékletű gázok felhajtóerejének köszönhető. A kibocsátott gázok hőmérsékletének és impulzusának növekedése a felhajtóerő növekedéséhez és felületi koncentrációjuk csökkenéséhez vezet.
Rizs. 6.3. A káros anyagok koncentrációjának megoszlása a
légkör a földfelszín közelében egy szervezett magasból
kibocsátási forrás:
A - rendezetlen szennyezés zóna; B - fáklyás átadási zóna; NÁL NÉL - füstzóna; G - fokozatos redukciós zóna
A 10 μm-nél kisebb átmérőjű gáznemű szennyeződések és porszemcsék eloszlása, amelyek ülepedési sebessége jelentéktelen, betartja az általános törvényeket. Nagyobb részecskék esetében ez a minta megsérül, mivel a gravitáció hatására növekszik az ülepedési sebességük. Mivel a nagy részecskék általában könnyebben befoghatók a pormentesítés során, mint a kis részecskék, nagyon kis részecskék maradnak a kibocsátásban; légköri szóródásukat ugyanúgy számítják ki, mint a gáznemű kibocsátásokat.
A légszennyező forrásokat a kibocsátás helyétől és megszervezésétől függően árnyékolt és nem árnyékolt, lineáris és pontforrásokra osztják. A pontforrásokat akkor alkalmazzák, ha az eltávolított szennyezés egy helyen koncentrálódik. Ide tartoznak a kipufogócsövek, tengelyek, tetőventilátorok és egyéb források. A diszperzió során belőlük kibocsátott káros anyagok nem fedik egymást két épületmagasság távolságban (szél felőli oldalon). A lineáris források jelentős kiterjedésűek a szélre merőleges irányban. Ezek levegőztető lámpák, nyitott ablakok, szorosan elhelyezett kipufogó aknák és tetőventilátorok.
Az árnyékolatlan vagy magas rugók lazán helyezkednek el deformált széláramban. Ide tartoznak a magas csövek, valamint a 2,5 N zd feletti magasságig eltávolító pontforrások. Az árnyékolt vagy alacsony források a holtágban vagy az épületen vagy mögötte kialakuló aerodinamikai árnyékban (a szél hatására) h £ magasságban helyezkednek el. , 2,5 N zd.
Az ipari vállalkozásokból származó kibocsátások szórásának számítását és felszíni koncentrációinak meghatározását szabályozó fő dokumentum az "OND-86 vállalkozások kibocsátásaiban található káros anyagok légköri levegőben lévő koncentrációinak kiszámításának módszere". Ez a technika lehetővé teszi az MPE meghatározásának problémáit egyetlen árnyékolatlan kéményen keresztül történő eloszlatáskor, alacsony árnyékolt kéményen keresztül történő kilökődésnél, valamint lámpán keresztül történő kilökődésnél abból a feltételből, hogy a felületi levegőrétegben biztosított legyen az MPC.
Egy számított forrásból származó szennyező legnagyobb megengedett hiba meghatározásakor figyelembe kell venni a c f koncentrációját a légkörben, az egyéb forrásokból származó kibocsátás miatt. A felmelegített emisszió egyetlen árnyékolatlan csövön keresztül történő elvezetésére
ahol N- cső magassága; K- a csövön keresztül kilépő elfogyasztott gáz-levegő keverék térfogata; ΔT a kibocsátott gáz-levegő keverék hőmérséklete és a környezeti légköri levegő hőmérséklete közötti különbség, amely megegyezik a legmelegebb hónap 13:00-kor mért átlaghőmérsékletével; DE - a légkör hőmérsékleti gradiensétől függő együttható, amely meghatározza a káros anyagok függőleges és vízszintes eloszlásának feltételeit; kF- együttható, amely figyelembe veszi a kibocsátás lebegő részecskéinek leülepedési sebességét a légkörben; m és n dimenzió nélküli együtthatók, amelyek figyelembe veszik a gáz-levegő keveréknek a cső szájából való kilépésének feltételeit.
Kibocsátáskezelő berendezések. Azokban az esetekben, amikor a valós kibocsátás meghaladja a megengedett legnagyobb értékeket, olyan eszközöket kell használni, amelyek megtisztítják a gázokat a kibocsátási rendszer szennyeződéseitől.
A szellőztetés és a légkörbe történő technológiai kibocsátások tisztítására szolgáló eszközök a következőkre oszthatók: porgyűjtők (száraz, elektromos, szűrők, nedves); páramentesítők (alacsony és nagy sebesség); gőzök és gázok rögzítésére szolgáló eszközök (abszorpció, kemiszorpció, adszorpció és semlegesítők); többlépcsős tisztítóberendezések (por- és gázfogók, köd- és szilárd szennyeződés-fogók, többlépcsős porfogók). Munkájukat számos paraméter jellemzi. A legfontosabbak a tisztítási hatékonyság, a hidraulikus ellenállás és az energiafogyasztás.
Tisztítási hatékonyság
ahol C in és C out a szennyeződések tömegkoncentrációja a gázban a készülék előtt és után.
Egyes esetekben a porok esetében a frakcionált tisztítási hatékonyság fogalmát használják.
ahol C in i és C in i a por i-edik frakciójának tömegkoncentrációja a porgyűjtő előtt és után.
A tisztítási folyamat hatékonyságának értékelésére az anyagok áttörési együtthatóját is használják Nak nek a tisztítógépen keresztül:
A (6.4) és (6.5) képletekből következik, hogy az áttörési együttható és a tisztítási hatékonyság a K összefüggéssel függ össze. = 1 - h|.
A tisztítóberendezés Δp hidraulikus ellenállását a gázáram nyomáskülönbségeként határozzuk meg a berendezés p bemeneténél és p kimeneténél. A Δp értékét kísérleti úton találjuk meg, vagy a képlettel számítjuk ki
ahol ς - az eszköz hidraulikus ellenállásának együtthatója; ρ és W - a gáz sűrűsége és sebessége a készülék tervezési részében.
Ha a tisztítási folyamat során a berendezés hidraulikus ellenállása megváltozik (általában növekszik), akkor annak kezdeti Δp start és végső Δp end értékét kell szabályozni. A Δр = Δр con elérésekor a tisztítási folyamatot le kell állítani és a készüléket regenerálni (tisztítani) kell. Ez utóbbi körülmény alapvető jelentőségű a szűrők esetében. Szűrőknél Δbright = (2...5)Δр kezdeti
Erő N A gázmozgás gerjesztőjét a hidraulikus ellenállás és a térfogatáram határozza meg K tisztított gáz
ahol k- teljesítménytényező, általában k= 1,1...1,15; h m - az elektromos motor és a ventilátor közötti teljesítményátvitel hatékonysága; általában h m = 0,92 ... 0,95; h a - ventilátor hatásfoka; általában h a \u003d 0,65 ... 0,8.
Széles körben elterjedt a kapott részecskékből származó gázok tisztítására száraz porgyűjtők- különféle típusú ciklonok (6.4. ábra). A gázáramot a 2 csövön keresztül a ház belső felületéhez érintőlegesen vezetjük be a ciklonba 1 és rotációs-transzlációs mozgást végez a test mentén a bunkerig 4. A centrifugális erő hatására a porszemcsék porréteget képeznek a ciklon falán, amely a gáz egy részével együtt bejut a garatba. A garatba belépő gázból a porszemcsék leválasztása akkor következik be, ha a garatban lévő gázáramot 180°-kal elforgatjuk. A portól megszabadítva a gázáram örvényt képez és kilép a garatból, ami gázörvényt idéz elő, amely a kilépőcsövön keresztül hagyja el a ciklont. 3. A ciklon normál működéséhez a garat tömítettsége szükséges. Ha a garat nem hermetikus, akkor a barátságos levegő szívása miatt a por a kimeneti csövön keresztül áramlik.
A gázok portól való tisztításának számos problémáját sikeresen megoldják a hengeres (TsN-11 TsN-15, TsN-24, TsP-2) és kúpos (SK-Tsts 34, SK-TsN-34M és SDK-TsN-33) ciklonok. NIOGAZ. Az NIIO-GAZ hengeres ciklonjait úgy tervezték, hogy felszívják a szívórendszerekből származó száraz port. Gázok előkezelésére ajánlott, szűrők vagy elektrosztatikus leválasztók elé szerelni.
Az SK sorozatú NIOGAZ kúpos ciklonjai, amelyeket a koromból történő gáztisztításra terveztek, megnövelt hatékonysággal rendelkeznek a TsN típusú ciklonokhoz képest, ami az SK sorozatú ciklonok nagyobb hidraulikus ellenállása miatt érhető el.
Nagy tömegű gázok tisztítására akkumulátor-ciklonokat használnak, amelyek nagyszámú, párhuzamosan telepített ciklonelemből állnak. Szerkezetileg egy épületben vannak egyesítve, és közös gázellátással és -elvezetéssel rendelkeznek. Az akkumulátoros ciklonokkal kapcsolatos üzemeltetési tapasztalatok azt mutatják, hogy az ilyen ciklonok tisztítási hatékonysága valamivel alacsonyabb, mint az egyes elemek hatékonysága a ciklonelemek közötti gázáramlás miatt. A ciklonok számítási módszerét a munka tartalmazza.
Rizs. 6.4. Ciklon séma
Elektromos tisztítás(elektrosztatikus leválasztó) - az egyik legfejlettebb típusú gáztisztítás a bennük szuszpendált por- és ködrészecskékből. Ez a folyamat a gáz ütési ionizációján alapul a koronakisülés zónájában, az iontöltés szennyező részecskékre történő átvitelén, és ez utóbbiak lerakódásán a gyűjtő- és koronaelektródákon. Ehhez elektrofiltereket használnak.
A 7 korona és a csapadék közötti zónába belépő aeroszol részecskék 2 elektródák (6.5. ábra), felületükön ionokat adszorbeálnak, elektromos töltést vesznek fel, és ezáltal ellentétes előjelű töltéssel az elektróda felé irányuló gyorsulást kapnak. A részecskék töltési folyamata az ionok mobilitásától, a mozgási pályától és a részecskék tartózkodási idejétől függ a koronatöltés zónájában. Tekintettel arra, hogy a negatív ionok mobilitása a levegőben és a füstgázokban nagyobb, mint a pozitívaké, az elektrosztatikus leválasztókat általában negatív polaritású koronával készítik. Az aeroszol részecskék töltési ideje rövid, és a másodperc töredékeiben mérik. A töltött részecskék mozgása a gyűjtőelektródához aerodinamikai erők, valamint az elektromos tér és a részecske töltése közötti kölcsönhatási erő hatására történik.
Rizs. 6.5. Az elektrosztatikus leválasztó vázlata
Az elektródákon történő porlerakódás folyamatában nagy jelentősége van a porrétegek elektromos ellenállásának. Az elektromos ellenállás nagysága szerint megkülönböztetik:
1) alacsony elektromos ellenállású por (< 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) 10 4 és 10 10 Ohm cm közötti elektromos ellenállású por; jól lerakódnak az elektródákra, és könnyen eltávolíthatók róluk, ha megrázzák;
3) 10 10 Ohm-cm-nél nagyobb fajlagos elektromos ellenállású por; elektrosztatikus leválasztókban a legnehezebb befogni, mivel a részecskék lassan kisülnek az elektródákon, ami nagymértékben megakadályozza az új részecskék lerakódását.
Valós körülmények között a por elektromos ellenállása csökkenthető a poros gáz nedvesítésével.
Az elektrosztatikus leválasztókban a poros gáz tisztításának hatékonyságának meghatározása általában a Deutsch képlet szerint történik:
ahol mi - részecske sebessége elektromos térben, m/s;
F sp a gyűjtőelektródák fajlagos felülete, amely megegyezik a gyűjtőelemek felületének a tisztítandó gázok áramlási sebességéhez viszonyított arányával, m 2 s/m 3 . A (6.7) képletből következik, hogy a gáztisztítás hatékonysága a W e F sp kitevőtől függ:
| W e F üt | 3,0 | 3,7 | 3,9 | 4,6 |
| η | 0,95 | 0,975 | 0,98 | 0,99 |
Az elektrosztatikus leválasztók kialakítását a tisztítandó gázok összetétele és tulajdonságai, a lebegő részecskék koncentrációja és tulajdonságai, a gázáramlás paraméterei, a szükséges tisztítási hatékonyság stb. határozzák meg. Az iparban több tipikus száraz és nedves kivitel is előfordul. folyamati kibocsátások kezelésére használt elektrosztatikus leválasztók (6.6. ábra).
Az elektrosztatikus leválasztók működési jellemzői nagyon érzékenyek a szűrőbemeneti sebességmező egyenletességének változásaira. A magas tisztítási hatékonyság elérése érdekében az elektrosztatikus leválasztó egyenletes gázellátását kell biztosítani a betáplálási gázút megfelelő megszervezésével és az elektrosztatikus leválasztó bemeneti részében elosztó rácsok használatával.
Rizs. 6.7. Szűrési séma
A részecskékből és a cseppfolyós folyadékokból származó gázok finom tisztítására különféle módszereket alkalmaznak. szűrők. A szűrési folyamat abból áll, hogy a porózus válaszfalakon visszatartják a szennyeződés részecskéit, amikor diszpergált közeg mozog rajtuk. ábrán látható a porózus válaszfalban végzett szűrési folyamat sematikus diagramja. 6.7. A szűrő egy test 1, porózus válaszfallal elválasztva (szűrőelem) 2 két üregbe. Szennyezett gázok jutnak a szűrőbe, amelyek a szűrőelemen való áthaladáskor megtisztulnak. A szennyeződés részecskéi a porózus válaszfal bemeneti részén leülepednek és a pórusokban elhúzódnak, réteget képezve a válaszfal felületén 3. Az újonnan érkező részecskék számára ez a réteg a szűrőfal részévé válik, ami növeli a szűrőtisztítás hatékonyságát és a szűrőelemen keresztüli nyomásesést. A részecskék lerakódása a szűrőelem pórusainak felületén az érintési hatás, valamint a diffúzió, az inercia és a gravitációs hatás együttes hatására következik be.
A szűrők osztályozása a szűrő válaszfalának típusa, a szűrő kialakítása és rendeltetése, a tisztítás finomsága stb.
A válaszfal típusa szerint a szűrők: szemcsés rétegűek (fix, szabadon öntött szemcsés anyagok, álfluidizált rétegek); rugalmas porózus válaszfalakkal (szövetek, filcek, rostos szőnyegek, szivacsgumi, poliuretán hab stb.); félmerev porózus válaszfalakkal (kötött és szövött hálók, préselt spirálok és forgácsok stb.); merev porózus válaszfalakkal (porózus kerámia, porózus fémek stb.).
A gázkibocsátás vegytisztítására a zsákos szűrőket használják a legszélesebb körben az iparban (6.8. ábra).
Nedves gázmosók - nedves porgyűjtők - széles körben használják, mivel nagy tisztítási hatékonyság jellemzi őket finom portól d h-val > 0,3 mikron, valamint a por megtisztítása a felhevült és robbanásveszélyes gázoktól. A nedves porgyűjtőknek azonban számos hátránya van, amelyek korlátozzák alkalmazási körüket: iszap képződése a tisztítási folyamat során, amelynek feldolgozásához speciális rendszerekre van szükség; nedvesség eltávolítása a légkörbe és lerakódások kialakulása a kilépő gázcsatornákban, amikor a gázokat a harmatponti hőmérsékletre hűtik; szükség Keringtető rendszerek szerkesztése a porgyűjtő vízellátásához.
Rizs. 6.8. Szürőzsák:
1 - hüvely; 2 - keret; 3 - kimeneti cső;
4 - regeneráló készülék;
5- Bemeneti cső
A nedves tisztítóeszközök a porszemcsék cseppek vagy folyadékfilmek felületére történő lerakódásának elvén működnek. A porrészecskék ülepedése a folyadékon tehetetlenségi erők és Brown-mozgás hatására történik.
Rizs. 6.9. A Venturi gázmosó vázlata
A cseppfelületen porszemcséket lerakó nedves tisztítóberendezések közül a gyakorlatban jobban alkalmazhatók a Venturi gázmosók (6.9. ábra). A gázmosó fő része egy Venturi fúvóka 2. Poros gázáramot vezetnek a keverő részébe és centrifugális fúvókákon keresztül. 1 öntözőfolyadék. A fúvóka keverő részében a gáz felgyorsul a bemeneti sebességtől (W τ = 15...20 m/s) sebességig a fúvóka szűk szakaszában 30...200 m/s és több. A folyadékcseppekre való porlerakódás folyamata a folyadék tömegének, a cseppek fejlett felületének, valamint a folyadék és a porszemcsék nagy relatív sebességének köszönhető a fúvóka zavaró részében. A tisztítás hatékonysága nagymértékben függ a folyadékeloszlás egyenletességétől a fúvóka keverő részének keresztmetszetében. A fúvóka diffúzor részében az áramlást 15...20 m/s sebességre lassítják és a cseppfogóba táplálják. 3. A cseppfogó általában egyszeri ciklon formájában készül.
A Venturi gázmosók nagy hatékonyságot biztosítanak az aeroszolos tisztításban 100 g/m 3 kezdeti szennyeződéskoncentrációig. Ha az öntözés fajlagos vízfogyasztása 0,1 ... 6,0 l / m 3, akkor a tisztítási hatékonyság egyenlő:
| d h, µm. ……………. η ………………………. | 0.70...0.90 | 5 0.90...0.98 | 0.94...0.99 |
A Venturi gázmosókat széles körben használják a ködből származó gáztisztító rendszerekben. A 0,3 mikronnál nagyobb átlagos részecskeméretű ködből történő levegőtisztítás hatékonysága eléri a 0,999-et, ami meglehetősen összehasonlítható a nagy hatásfokú szűrőkkel.
A nedves porgyűjtők közé tartoznak a buborékoló habos porgyűjtők hibásan (6.10. ábra, a) és túlfolyó rácsok (6.10. ábra, b). Az ilyen eszközökben a tisztítás céljára szolgáló gáz a rostély alá kerül 3, áthalad a rostély lyukain, és egy folyadék- és habrétegen buborékol át 2, a gázbuborékok belső felületén lévő részecskék lerakódásával megtisztítják a portól. A készülékek működési módja a rostély alatti levegőellátás sebességétől függ. Legfeljebb 1 m/s sebességnél a készülék buborékoló üzemmódja figyelhető meg. A gázsebesség további, 2...2,5 m/s-ig történő növekedése a készülék 1 testében a folyadék feletti habréteg megjelenésével jár együtt, ami a gáztisztítás és a permetezés hatékonyságának növekedéséhez vezet. elszívás a készülékből. A modern buborékoló habos készülékek biztosítják a finom portól való gáztisztítás hatékonyságát ~ 0,95 ... 0,96 0,4 ... 0,5 l / m fajlagos vízáramlási sebesség mellett. Ezen eszközök üzemeltetési gyakorlata azt mutatja, hogy nagyon érzékenyek a meghibásodott rácsok alatti egyenetlen gázellátásra. Az egyenetlen gázellátás a folyadékfilm helyi lefújásához vezet a rostélyról. Ezenkívül a készülék rácsai hajlamosak az eltömődésre.
Ábra. 6.10. A buborék-hab porgyűjtő vázlata
nem sikerült (a)és túlcsordul (b) rácsok
A levegő savak, lúgok, olajok és egyéb folyadékok ködétől való tisztítására rostos szűrőket használnak - páramentesítők. Működésük elve a pórusok felületén lévő cseppek lerakódásán alapul, majd a folyadék áramlását a szálak mentén a páramentesítő alsó részébe. A folyadékcseppek kiválása Brown-diffúzió, vagy a szennyező részecskék gázfázisból való elválasztásának inerciális mechanizmusa révén megy végbe a szűrőelemeken, a Wf szűrési sebességtől függően. A ködeltávolítókat kis sebességűekre (W f ≤d 0,15 m/s) osztják, amelyekben a diffúz csepplerakódás mechanizmusa érvényesül, és nagy sebességűekre (W f = 2...2,5 m/s), ahol lerakódás főleg tehetetlenségi erők hatására megy végbe.
A kis sebességű páramentesítő szűrőeleme az ábrán látható. 6.11. Két henger közötti térbe 3, hálókból szálas szűrőelem kerül elhelyezésre 4, amely karimával van rögzítve 2 a páramentesítő testéhez 7. A szűrőelemen lerakódott folyadék; lefolyik az alsó 5 karimához és a vízzáró csövön keresztül 6 és a 7-es üveget kiengedjük a szűrőből. A szálas, kis sebességű ködeltávolítók magas gáztisztítási hatékonyságot biztosítanak (akár 0,999) a 3 µm-nél kisebb részecskéktől, és teljesen felfogják a nagyobb részecskéket. 7...40 mikron átmérőjű üvegszálból rostos rétegeket alakítanak ki. A rétegvastagság 5...15 cm, a száraz szűrőelemek hidraulikus ellenállása -200...1000 Pa.
Rizs. 6.11. Szűrőelem diagram
alacsony sebességű ködfogó
A nagy sebességű ködeltávolítók kisebbek, és 0,9...0,98-nak megfelelő tisztítási hatékonyságot biztosítanak D/"= 1500...2000 Pa nyomáson a 3 µm-nél kisebb részecskéket tartalmazó ködből. Az ilyen páramentesítőkben szűrőbetétként polipropilén szálakból készült filceket használnak, amelyek sikeresen működnek híg és tömény savakban és lúgokban.
Azokban az esetekben, amikor a ködcseppek átmérője 0,6...0,7 µm vagy kisebb, az elfogadható tisztítási hatékonyság elérése érdekében a szűrési sebességet 4,5...5 m/s-ra kell növelni, ami észrevehető permetezés a szűrőelem kimeneti oldaláról (a fröccsenés-sodródás általában 1,7 ... 2,5 m/s sebességnél fordul elő). A páramentesítő kialakításánál permetleválasztók alkalmazásával jelentősen csökkenthető a permet elszívása. Az 5 mikronnál nagyobb folyékony részecskék felfogására hálós csomagokból származó permetcsapdákat használnak, ahol az érintési hatások és a tehetetlenségi erők hatására a folyékony részecskék felfoghatók. A permetleválasztókban a szűrési sebesség nem haladhatja meg a 6 m/s-ot.
ábrán A 6.12. ábra egy hengeres szűrőelemmel ellátott nagy sebességű szálköd-eltávolító diagramját mutatja. 3, amely egy vakfedelű perforált dob. A dobba 3...5 mm vastag durvaszálas filc van beépítve. A dob körül a külső oldalán egy 7 permetfogó található, amely vinil műanyag szalagok perforált lapos és hullámos rétegeiből áll. A fröccsenésfogó és a szűrőelem az alsó folyadékrétegbe van beépítve
Rizs. 6.12. A nagy sebességű páramentesítő diagramja
A ködöt, króm- és kénsav fröccsenését tartalmazó krómozott fürdők aspirációs levegőjének tisztítására FVG-T típusú rostos szűrőket használnak. A testben van egy szűrőanyaggal ellátott kazetta - tűlyukasztott filc, amely 70 mikron átmérőjű, 4 ... 5 mm rétegvastagságú szálakból áll.
Az abszorpciós módszer - a gázok és gőzök gázkibocsátásának tisztítása - az utóbbiak folyadék általi abszorpcióján alapul. Erre a használatra abszorberek. Az abszorpciós módszer alkalmazásának döntő feltétele a gőzök vagy gázok oldhatósága az abszorbensben. Ezért az ammónia, klór vagy hidrogén-fluorid eltávolításához a folyamatok kibocsátásaiból tanácsos vizet használni abszorbensként. A rendkívül hatékony abszorpciós folyamathoz speciális tervezési megoldásokra van szükség. Csomagolt tornyok (6.13. ábra), fúvóka-buborékoló hab és egyéb súrolók formájában kerülnek értékesítésre. A tisztítási folyamat leírását és az eszközök számítását a munka tartalmazza.
Rizs. 6.13. Csomagolt torony séma:
1 - fúvóka; 2 - öntöző
Munka kemiszorberek gázok és gőzök folyékony vagy szilárd abszorberek általi abszorpcióján alapul, rosszul oldódó vagy kevéssé illékony kémiai vegyületek képződésével. Az eljárás végrehajtásának fő berendezései a tömített tornyok, buborékoló habos készülékek, Venturi gázmosók stb. Kémiszorpció - a kipufogógázok nitrogén-oxidoktól és savgőzöktől való tisztításának egyik általános módszere. A nitrogén-oxidoktól való tisztítás hatékonysága 0,17 ... 0,86 és a savgőzöktől - 0,95.
Az adszorpciós módszer néhány finom szilárd anyag azon képességén alapul, hogy szelektíven kivonják és koncentrálják a gázelegy egyes komponenseit a felületükön. Ehhez a módszerhez használja adszorbensek. Adszorbensként vagy abszorberként olyan anyagokat használnak, amelyek tömegegységenként nagy felülettel rendelkeznek. Így az aktív szén fajlagos felülete eléri a 10 5 ... 10 6 m 2 /kg-ot. Gázok tisztítására használják a szerves gőzöktől, eltávolítják a kellemetlen szagokat és az ipari kibocsátásokban kis mennyiségben előforduló gáznemű szennyeződéseket, valamint az illékony oldószereket és számos más gázt. Adszorbensként egyszerű és összetett oxidokat (aktivált alumínium-oxid, szilikagél, aktivált alumínium-oxid, szintetikus zeolitok vagy molekulaszita) is használnak, amelyek nagyobb szelektivitással rendelkeznek, mint az aktív szenek.
Szerkezetileg az adszorberek porózus adszorbenssel töltött tartályok formájában készülnek, amelyeken keresztül a tisztítandó gázáramot kiszűrik. Az adszorbereket a levegő tisztítására használják az oldószerek, éterek, acetonok, különféle szénhidrogének stb. gőzeitől.
Az adszorbereket széles körben használják légzőkészülékekben és gázálarcokban. Az adszorbens patronokat szigorúan a légzőkészülék vagy gázálarc útlevelében meghatározott működési feltételeknek megfelelően kell használni. Tehát az RPG-67 szűrős gázelhárító légzésvédőt (GOST 12.4.004-74) a táblázatban megadott ajánlásoknak megfelelően kell használni. 6.2 és 6.3.
A légkör ipari szennyezéstől való védelmének fő módjai.
Technológiai és szellőztetési kibocsátások tisztítása. A kipufogógázok tisztítása aeroszolokból.
1. A légkör ipari szennyezéstől való védelmének fő módjai.
A környezetvédelem összetett probléma, amely számos szakterület tudósainak és mérnökeinek erőfeszítéseit igényli. A környezetvédelem legaktívabb formája:
Hulladékmentes és hulladékszegény technológiák kialakítása;
Technológiai folyamatok fejlesztése és olyan új berendezések fejlesztése, amelyek alacsonyabb szintű szennyeződést és hulladékot bocsátanak ki a környezetbe;
Ökológiai szakértelem minden típusú ipar és ipari termék vonatkozásában;
A mérgező hulladékok cseréje nem mérgezőkkel;
A nem újrahasznosítható hulladékok cseréje újrahasznosítottra;
A környezetvédelem további módszereinek és eszközeinek széleskörű alkalmazása.
A környezetvédelem további eszközeiként:
berendezések és rendszerek gázkibocsátás szennyeződésektől való tisztítására;
az ipari vállalkozások áthelyezése a nagyvárosokból a mezőgazdaságra alkalmatlan és alkalmatlan földterületekkel rendelkező, ritkán lakott területekre;
az ipari vállalkozások optimális elhelyezkedése, figyelembe véve a terület domborzatát és a szélrózsát;
egészségügyi védőzónák kialakítása az ipari vállalkozások körül;
a városfejlesztés ésszerű tervezése, amely optimális feltételeket biztosít az emberek és a növények számára;
a forgalom megszervezése a mérgező anyagok kibocsátásának csökkentése érdekében a lakóterületeken;
környezetminőség-ellenőrzés szervezése.
Az ipari vállalkozások és lakóterületek építésének helyszíneit az aeroklimatikus jellemzők és a terep figyelembevételével kell kiválasztani.
Az ipari létesítményt sík, magas, szél által jól fújt helyen kell elhelyezni.
A lakótelep nem lehet magasabb, mint a vállalkozás telephelye, különben a magas csövek előnye az ipari kibocsátások eloszlatására szinte semmissé válik.
A vállalkozások és települések kölcsönös elhelyezkedését az év meleg időszakának átlagos szélrózsája határozza meg. Az ipari létesítmények, amelyek a légkörbe káros anyagok kibocsátásának forrásai, a településeken kívül és a lakóterületek hátulsó oldalán helyezkednek el.
Az Ipari Vállalkozások Tervezési Szabályzata SN 245 71 előírásai előírják, hogy a káros és szagos anyagok forrását képező létesítményeket egészségügyi védőzónákkal kell elválasztani a lakóépületektől. Ezen zónák méretei a következőktől függően kerülnek meghatározásra:
vállalati kapacitás;
a technológiai folyamat megvalósításának feltételei;
a környezetbe kerülő káros és kellemetlen szagú anyagok jellege és mennyisége.
Öt méretű egészségügyi védőzóna került kialakításra: I. osztályú - 1000 m, II. osztály - 500 m, III. osztály - 300 m, IV. osztály - 100 m, V. osztály - 50 m.
A gépgyártó vállalkozások a környezetterhelés mértéke szerint elsősorban a IV. és V. osztályba tartoznak.
Az egészségügyi védelmi zóna az Oroszországi Egészségügyi Minisztérium Fő Egészségügyi és Járványügyi Igazgatósága és az oroszországi Gosstroy határozatával megnövelhető, de legfeljebb háromszorosára, ha az ipari kibocsátások légkörben való szétszóródásához kedvezőtlen légköri feltételek állnak fenn. vagy kezelő létesítmények hiányában vagy elégtelen hatékonyságában.
Az egészségügyi védőzóna mérete technológiaváltással, a technológiai folyamat fejlesztésével, nagy hatékonyságú és megbízható tisztítóberendezések bevezetésével csökkenthető.
Az egészségügyi védőövezet az ipari telephely bővítésére nem használható.
A főtermelésnél alacsonyabb veszélyességi osztályú tárgyak elhelyezése megengedett, tűzoltóság, garázsok, raktárak, irodaházak, kutatólaboratóriumok, parkolók stb.
Az egészségügyi védőövezetet parkosítani kell, és gázálló fa- és cserjefajokkal kell parkosítani. A lakott terület felől a zöldfelületek szélessége legalább 50 m, 100 m-ig - 20 m zónaszélességgel.
Azt is ajánljuk
Okostelefon xperia z5 prémium fekete
Töltse le a WC-papír üzleti tervét
Leírás Nokia X2 dual sim Android platformon, nagy teljesítményű processzor és két SIM-kártya támogatása
Lehetséges hostelt nyitni egy lakásban?
Lakossági szolgáltatások: a legígéretesebb üzleti ötletek
Hogyan kezdjem el a gazdálkodást?
Betöltés...