Metode dan sarana untuk melindungi atmosfer. Cara dan sarana untuk melindungi atmosfer dan menilai efektivitasnya
1
Isi
I. Struktur dan komposisi atmosfer
II. Polusi udara:
- Kualitas atmosfer dan ciri-ciri pencemarannya;
Pengotor kimia utama yang mencemari atmosfer.
- Metode dasar untuk melindungi atmosfer dari pengotor kimia;
Klasifikasi sistem pemurnian udara dan parameternya.
I. Struktur dan komposisi atmosfer
Suasana - Ini adalah cangkang gas Bumi, yang terdiri dari campuran berbagai gas dan memanjang hingga ketinggian lebih dari 100 km. Ini memiliki struktur berlapis, yang mencakup sejumlah bola dan jeda yang terletak di antara mereka. Massa atmosfer adalah 5,91015 ton, volumenya–
13,2-1020 m3. Atmosfer memainkan peran besar dalam semua proses alam dan, pertama-tama, mengatur rezim termal dan kondisi iklim umum, dan juga melindungi manusia dari radiasi kosmik yang berbahaya.
Komponen gas utama atmosfer adalah nitrogen (78%), oksigen (21%), argon (0,9%) dan karbon dioksida (0,03%). Komposisi gas atmosfer berubah dengan ketinggian. Di lapisan permukaan, karena dampak antropogenik, jumlah karbon dioksida meningkat, dan oksigen berkurang. Di beberapa daerah, sebagai akibat dari kegiatan ekonomi, jumlah metana, nitrogen oksida dan gas lainnya di atmosfer meningkat, menyebabkan fenomena yang merugikan seperti efek rumah kaca, penipisan lapisan ozon, hujan asam, dan kabut asap.
Sirkulasi atmosfer mempengaruhi rezim sungai, tanah dan tutupan vegetasi, serta proses pembentukan bantuan eksogen. Dan akhirnya udara–
kondisi yang diperlukan untuk kehidupan di bumi.
Lapisan udara terpadat yang berdekatan dengan permukaan bumi disebut troposfer. Ketebalannya adalah: di lintang tengah 10-12 km, di atas permukaan laut dan di kutub 1-10 km, dan di khatulistiwa 16-18 km.
Karena pemanasan yang tidak merata oleh energi matahari, aliran udara vertikal yang kuat terbentuk di atmosfer, dan ketidakstabilan suhu, kelembaban relatif, tekanan, dll. dicatat di lapisan permukaan. Tetapi pada saat yang sama, suhu di troposfer stabil pada ketinggian dan menurun sebesar 0,6°C untuk setiap 100 m dalam kisaran dari +40 hingga -50 °C. Troposfer mengandung hingga 80% dari semua kelembaban yang ada di atmosfer, awan terbentuk di dalamnya dan semua jenis presipitasi terbentuk, yang pada dasarnya adalah pembersih udara dari kotoran.
Di atas troposfer adalah stratosfer, dan di antara mereka adalah tropopause. Ketebalan stratosfer sekitar 40 km, udara di dalamnya bermuatan, kelembabannya rendah, sedangkan suhu udara dari troposfer hingga ketinggian 30 km di atas permukaan laut konstan (sekitar -50 ° C), dan kemudian secara bertahap naik ke + 10 ° C dengan ketinggian 50 km. Di bawah pengaruh radiasi kosmik dan bagian gelombang pendek dari radiasi ultraviolet matahari, molekul gas di stratosfer terionisasi, menghasilkan pembentukan ozon. Lapisan ozon, yang terletak hingga 40 km, memainkan peran yang sangat penting, melindungi semua kehidupan di Bumi dari sinar ultraviolet.
Stratopause memisahkan stratosfer dari mesosfer di atasnya, di mana ozon menurun dan suhu sekitar 80 km di atas permukaan laut adalah -70 °C. Perbedaan suhu yang tajam antara stratosfer dan mesosfer dijelaskan oleh keberadaan lapisan ozon.
II. Polusi udara
1) Kualitas atmosfer dan ciri-ciri pencemarannya
Kualitas atmosfer dipahami sebagai totalitas sifat-sifatnya yang menentukan tingkat dampak faktor fisik, kimia, dan biologis pada manusia, flora dan fauna, serta pada bahan, struktur, dan lingkungan secara keseluruhan. Kualitas atmosfer tergantung pada polusinya, dan polusi itu sendiri dapat masuk ke dalamnya dari sumber alami dan antropogenik. Dengan perkembangan peradaban, sumber antropogenik semakin mendominasi polusi atmosfer.
Tergantung pada bentuk materi, polusi dibagi menjadi bahan (bahan), energi (parametrik) dan bahan-energi. Yang pertama termasuk polusi mekanis, kimia dan biologis, yang biasanya digabungkan di bawah konsep umum "kotoran", yang terakhir - radiasi termal, akustik, elektromagnetik dan pengion, serta radiasi dalam rentang optik; ke yang ketiga - radionuklida.
Pada skala global, bahaya terbesar adalah polusi atmosfer dengan kotoran, karena udara bertindak sebagai perantara polusi semua objek alam lainnya, berkontribusi pada penyebaran massa besar polusi jarak jauh. Emisi industri di udara mencemari lautan, mengasamkan tanah dan air, mengubah iklim, dan menipiskan lapisan ozon.
Pencemaran atmosfer dipahami sebagai masuknya kotoran ke dalamnya yang tidak terkandung di udara alami atau mengubah rasio antara bahan-bahan komposisi alami udara.
Populasi Bumi dan laju pertumbuhannya adalah faktor penentu untuk meningkatkan intensitas polusi semua geosfer Bumi, termasuk atmosfer, karena dengan peningkatannya, volume dan laju segala sesuatu yang diekstraksi, diproduksi, dikonsumsi dan dikirim ke limbah meningkat. Polusi udara terbesar diamati di kota-kota di mana polutan umum adalah debu, sulfur dioksida, karbon monoksida, nitrogen dioksida, hidrogen sulfida, dll. Di beberapa kota, karena kekhasan produksi industri, udara mengandung zat berbahaya tertentu, seperti sulfur dan asam klorida , stirena, benz (a) pyrene, jelaga, mangan, kromium, timbal, metil metakrilat. Secara total, ada beberapa ratus polutan udara yang berbeda di kota-kota.
Perhatian khusus adalah polusi atmosfer oleh zat dan senyawa yang baru dibuat. WHO mencatat bahwa dari 105 elemen tabel periodik yang diketahui, 90 digunakan dalam praktik industri, dan lebih dari 500 senyawa kimia baru telah diperoleh atas dasar mereka, hampir 10% di antaranya berbahaya atau sangat berbahaya.
2) pengotor kimia utama,
polutan udara
Ada kotoran alami, mis. disebabkan oleh proses alam, dan antropogenik, yaitu timbul dari kegiatan ekonomi umat manusia (Gbr. 1). Tingkat pencemaran atmosfer oleh pengotor dari sumber alami adalah latar belakang dan memiliki penyimpangan kecil dari tingkat rata-rata dari waktu ke waktu.
Beras. 1. Skema proses emisi zat ke atmosfer dan transformasi
zat awal menjadi produk dengan pengendapan berikutnya dalam bentuk pengendapan
Pencemaran antropogenik dibedakan oleh berbagai jenis kotoran dan berbagai sumber pelepasannya. Zona paling stabil dengan konsentrasi polusi tinggi terjadi di tempat-tempat aktivitas manusia yang aktif. Telah ditetapkan bahwa setiap 10-12 tahun volume produksi industri dunia berlipat ganda, dan ini disertai dengan peningkatan yang hampir sama dalam volume polutan yang dipancarkan ke lingkungan. Untuk sejumlah polutan, tingkat pertumbuhan emisinya jauh lebih tinggi daripada rata-rata. Ini termasuk aerosol logam berat dan langka, senyawa sintetis yang tidak ada dan tidak terbentuk di alam, radioaktif, bakteriologis, dan polusi lainnya.
Kotoran memasuki atmosfer dalam bentuk gas, uap, partikel cair dan padat. Gas dan uap membentuk campuran dengan udara, dan partikel cair dan padat membentuk aerosol (sistem terdispersi), yang dibagi menjadi debu (ukuran partikel lebih dari 1 m), asap (ukuran partikel kurang dari 1 m) dan kabut (ukuran partikel cair kurang dari 1 m). 10 mikron). Debu, pada gilirannya, bisa kasar (ukuran partikel lebih dari 50 mikron), sedang (5-10 mikron) dan halus (kurang dari 10 mikron). Tergantung pada ukurannya, partikel cair dibagi menjadi kabut super halus (hingga 0,5 m), kabut halus (0,5-3,0 m), kabut kasar (3-10 m) dan percikan (lebih dari 10 m). Aerosol sering polidispersi; mengandung partikel dengan berbagai ukuran.
Pengotor kimia utama yang mencemari atmosfer adalah sebagai berikut: karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO 2), sulfur dioksida (SO 2), nitrogen oksida, ozon, hidrokarbon, senyawa timbal, freon, debu industri.
Sumber utama pencemaran udara aerosol antropogenik adalah pembangkit listrik termal (TPP) yang mengkonsumsi batubara berkadar abu tinggi, pabrik pengolahan, metalurgi, semen, magnesit dan pabrik lainnya. Partikel aerosol dari sumber-sumber ini dicirikan oleh keragaman kimia yang besar. Paling sering, senyawa silikon, kalsium dan karbon ditemukan dalam komposisinya, lebih jarang–
oksida logam: besi, magnesium, mangan, seng, tembaga, nikel, timbal, antimon, bismut, selenium, arsenik, berilium, kadmium, kromium, kobalt, molibdenum, dan asbes. Variasi yang lebih besar adalah karakteristik debu organik, termasuk hidrokarbon alifatik dan aromatik, garam asam. Ini terbentuk selama pembakaran produk minyak sisa, dalam proses pirolisis di kilang minyak, petrokimia, dan perusahaan serupa lainnya.
Tempat pembuangan industri adalah sumber permanen polusi aerosol.–
tanggul buatan dari bahan yang diendapkan kembali, terutama lapisan penutup, yang terbentuk selama penambangan atau dari limbah dari industri pengolahan, pembangkit listrik termal. Produksi semen dan bahan bangunan lainnya juga merupakan sumber pencemaran udara dengan debu.
Pembakaran batu bara keras, produksi semen dan peleburan pig iron memberikan total emisi debu ke atmosfer sebesar 170 juta ton/tahun.
Sebagian besar aerosol terbentuk di atmosfer ketika partikel padat dan cair berinteraksi satu sama lain atau dengan uap air. Faktor antropogenik berbahaya yang berkontribusi pada penurunan kualitas atmosfer yang serius termasuk polusinya dengan debu radioaktif. Waktu tinggal partikel-partikel kecil di lapisan bawah troposfer rata-rata beberapa hari, dan di lapisan atas–
20-40 hari. Adapun partikel yang telah memasuki stratosfer, mereka dapat tinggal di dalamnya hingga satu tahun, dan terkadang lebih.
AKU AKU AKU. Metode dan cara melindungi atmosfer
1) Metode utama untuk melindungi atmosfer
dari kotoran kimia
Semua metode dan cara yang diketahui untuk melindungi atmosfer dari pengotor kimia dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok.
Kelompok pertama mencakup langkah-langkah yang bertujuan untuk mengurangi tingkat emisi, yaitu. pengurangan jumlah zat yang dipancarkan per satuan waktu. Kelompok kedua mencakup tindakan yang ditujukan untuk melindungi atmosfer dengan memproses dan menetralkan emisi berbahaya dengan sistem pemurnian khusus. Kelompok ketiga mencakup langkah-langkah untuk menstandarisasi emisi baik di perusahaan individu dan perangkat, dan di kawasan secara keseluruhan.
Untuk mengurangi kekuatan emisi pengotor kimia ke atmosfer, berikut ini yang paling banyak digunakan:
- mengganti bahan bakar yang kurang ramah lingkungan dengan yang ramah lingkungan;
pembakaran bahan bakar menurut teknologi khusus;
penciptaan siklus produksi tertutup.
Pembakaran bahan bakar menurut teknologi khusus (Gbr. 2) dilakukan baik dalam unggun terfluidisasi (fluidized), atau dengan gasifikasi pendahuluannya.
Beras. 2. Skema pembangkit listrik termal menggunakan afterburning
gas buang dan injeksi sorben: 1 - turbin uap; 2 - pembakar;
3 - ketel; 4 - elektropresipitator; 5 - generator
Untuk mengurangi laju emisi belerang, bahan bakar padat, bubuk atau cair dibakar dalam fluidized bed, yang terbentuk dari partikel padat abu, pasir atau zat lain (inert atau reaktif). Partikel padat tertiup ke dalam gas yang lewat, di mana mereka berputar, bercampur secara intensif dan membentuk aliran kesetimbangan paksa, yang umumnya memiliki sifat cairan.
Batubara dan bahan bakar minyak mengalami gasifikasi awal, namun, dalam praktiknya, gasifikasi batubara paling sering digunakan. Karena gas yang dihasilkan dan gas buang di pembangkit listrik dapat dibersihkan secara efektif, konsentrasi sulfur dioksida dan partikel dalam emisinya akan minimal.
Salah satu cara yang menjanjikan untuk melindungi atmosfer dari pengotor kimia adalah pengenalan proses produksi tertutup yang meminimalkan limbah yang dilepaskan ke atmosfer dengan menggunakan kembali dan mengkonsumsinya, yaitu mengubahnya menjadi produk baru.
2) Klasifikasi sistem pemurnian udara dan parameternya
Menurut keadaan agregasi, polutan udara dibagi menjadi debu, kabut, dan pengotor uap-gas. Emisi industri yang mengandung padatan atau cairan tersuspensi adalah sistem dua fase. Fase kontinu dalam sistem adalah gas, dan fase terdispersi–
partikel padat atau tetesan cairan.
dll.................
Emisi dari perusahaan industri dicirikan oleh berbagai macam komposisi dispersi dan sifat fisik dan kimia lainnya. Dalam hal ini, berbagai metode untuk pemurniannya dan jenis pengumpul gas dan debu telah dikembangkan - perangkat yang dirancang untuk memurnikan emisi dari polutan.
Metode untuk membersihkan emisi industri dari debu dapat dibagi menjadi dua kelompok: metode pengumpulan debu cara "kering" dan metode pengumpulan debu cara "basah". Perangkat dedusting gas meliputi: ruang pengendapan debu, siklon, filter berpori, presipitator elektrostatik, scrubber, dll.
Pengumpul debu kering yang paling umum adalah angin topan berbagai jenis.
Mereka digunakan untuk menjebak tepung dan debu tembakau, abu yang terbentuk selama pembakaran bahan bakar di boiler. Aliran gas memasuki siklon melalui nosel 2 secara tangensial ke permukaan bagian dalam tubuh 1 dan melakukan gerakan rotasi-translasi di sepanjang tubuh. Di bawah aksi gaya sentrifugal, partikel debu terlempar ke dinding siklon dan, di bawah aksi gravitasi, jatuh ke tempat pengumpulan debu 4, dan gas yang dimurnikan keluar melalui pipa outlet 3. Untuk operasi normal siklon , sesaknya diperlukan, jika siklon tidak kencang, maka karena pengisapan udara luar, debu dilakukan dengan aliran melalui pipa outlet.
Tugas pembersihan gas dari debu dapat berhasil diselesaikan dengan silinder (TsN-11, TsN-15, TsN-24, TsP-2) dan kerucut (SK-TsN-34, SK-TsN-34M, SKD-TsN-33 ) siklon, yang dikembangkan oleh Research Institute for Industrial and Sanitary Gas Purification (NIIOGAZ). Untuk operasi normal, kelebihan tekanan gas yang memasuki siklon tidak boleh melebihi 2500 Pa. Pada saat yang sama, untuk menghindari kondensasi uap cair, t gas dipilih 30 - 50 ° C di atas titik embun t, dan sesuai dengan kondisi kekuatan struktural - tidak lebih tinggi dari 400 ° C. Kinerja siklon tergantung pada diameternya, meningkat dengan pertumbuhan yang terakhir. Efisiensi pembersihan siklon dari seri TsN menurun dengan peningkatan sudut masuk ke siklon. Ketika ukuran partikel meningkat dan diameter siklon menurun, efisiensi pemurnian meningkat. Siklon silinder dirancang untuk menangkap debu kering dari sistem aspirasi dan direkomendasikan untuk digunakan untuk gas pra-pembersihan di saluran masuk filter dan presipitator elektrostatik. Cyclones TsN-15 terbuat dari karbon atau baja paduan rendah. Siklon kanonik seri SK, yang ditujukan untuk membersihkan gas dari jelaga, telah meningkatkan efisiensi dibandingkan siklon jenis TsN karena ketahanan hidraulik yang lebih besar.
Untuk membersihkan sejumlah besar gas, digunakan siklon baterai, yang terdiri dari sejumlah besar elemen siklon yang dipasang secara paralel. Secara struktural, mereka digabungkan menjadi satu bangunan dan memiliki pasokan dan pelepasan gas yang sama. Pengalaman dalam pengoperasian siklon baterai telah menunjukkan bahwa efisiensi pembersihan siklon tersebut sedikit lebih rendah daripada efisiensi elemen individu karena aliran gas antara elemen siklon. Industri dalam negeri memproduksi baterai siklon tipe BC-2, BCR-150u, dll.
Rotary pengumpul debu adalah perangkat sentrifugal, yang, bersamaan dengan pergerakan udara, memurnikannya dari fraksi debu yang lebih besar dari 5 mikron. Mereka sangat kompak, karena. fan dan dust collector biasanya digabungkan menjadi satu kesatuan. Akibatnya, selama pemasangan dan pengoperasian mesin tersebut, tidak ada ruang tambahan yang diperlukan untuk mengakomodasi perangkat pengumpul debu khusus saat memindahkan aliran berdebu dengan kipas biasa.
Diagram struktural pengumpul debu tipe putar paling sederhana ditunjukkan pada gambar. Selama pengoperasian roda kipas 1, partikel debu dilemparkan ke dinding selubung spiral 2 karena gaya sentrifugal dan bergerak di sepanjang itu ke arah lubang pembuangan 3. Gas yang diperkaya debu dibuang melalui saluran masuk debu khusus 3 ke tempat sampah, dan gas murni masuk ke pipa knalpot 4 .
Untuk meningkatkan efisiensi pengumpul debu dari desain ini, perlu untuk meningkatkan kecepatan transfer aliran yang dibersihkan dalam selubung spiral, tetapi ini mengarah pada peningkatan tajam dalam resistensi hidrolik peralatan, atau untuk mengurangi jari-jari kelengkungan spiral casing, tetapi ini mengurangi kinerjanya. Mesin tersebut memberikan efisiensi pemurnian udara yang cukup tinggi sambil menangkap partikel debu yang relatif besar - lebih dari 20 - 40 mikron.
Pemisah debu tipe putar yang lebih menjanjikan yang dirancang untuk memurnikan udara dari partikel berukuran > 5 m adalah pemisah debu putar berlawanan arah (PRP). Pemisah debu terdiri dari rotor berongga 2 dengan permukaan berlubang yang terpasang pada selubung 1 dan roda kipas 3. Rotor dan roda kipas dipasang pada poros umum. Selama pengoperasian pemisah debu, udara berdebu memasuki casing, di mana ia berputar di sekitar rotor. Sebagai hasil dari rotasi aliran debu, gaya sentrifugal muncul, di bawah pengaruh partikel debu yang tersuspensi cenderung menonjol darinya dalam arah radial. Namun, gaya hambat aerodinamis bekerja pada partikel-partikel ini dalam arah yang berlawanan. Partikel, yang gaya sentrifugalnya lebih besar dari gaya hambatan aerodinamis, dilemparkan ke dinding casing dan masuk ke hopper 4. Udara murni dibuang melalui lubang rotor dengan bantuan kipas.
Efisiensi pembersihan PRP tergantung pada rasio gaya sentrifugal dan aerodinamis yang dipilih dan secara teoritis dapat mencapai 1.
Perbandingan PRP dengan siklon menunjukkan keunggulan pengumpul debu putar. Jadi, dimensi keseluruhan siklon adalah 3-4 kali, dan konsumsi energi spesifik untuk membersihkan 1000 m 3 gas adalah 20-40% lebih banyak daripada PRP, semua hal lain dianggap sama. Namun, pengumpul debu putar belum banyak digunakan karena kompleksitas relatif dari desain dan proses operasi dibandingkan dengan perangkat lain untuk pembersihan gas kering dari kotoran mekanis.
Untuk memisahkan aliran gas menjadi gas murni dan gas yang diperkaya debu, louvered pemisah debu. Pada kisi kisi louver 1, aliran gas dengan laju alir Q dibagi menjadi dua saluran dengan laju alir Q 1 dan Q 2 . Biasanya Q 1 \u003d (0,8-0,9) Q, dan Q 2 \u003d (0,1-0,2) Q. Pemisahan partikel debu dari aliran gas utama pada kisi-kisi terjadi di bawah aksi gaya inersia yang timbul dari rotasi aliran gas di pintu masuk ke kisi-kisi, serta karena efek pantulan partikel dari permukaan kisi-kisi. jeruji pada dampak. Aliran gas yang diperkaya debu setelah kisi-kisi diarahkan ke siklon, di mana ia dibersihkan dari partikel, dan dimasukkan kembali ke dalam pipa di belakang kisi-kisi. Pemisah debu louvred sederhana dalam desain dan dirakit dengan baik di saluran gas, memberikan efisiensi pembersihan 0,8 atau lebih untuk partikel yang lebih besar dari 20 mikron. Mereka digunakan untuk membersihkan gas buang dari debu kasar pada t hingga 450 - 600 o C.
elektrofilter. Pemurnian listrik adalah salah satu jenis pemurnian gas paling canggih dari partikel debu dan kabut yang tersuspensi di dalamnya. Proses ini didasarkan pada dampak ionisasi gas di zona pelepasan korona, transfer muatan ion ke partikel pengotor dan pengendapan yang terakhir pada elektroda pengumpul dan korona. Elektroda pengumpul 2 dihubungkan ke kutub positif penyearah 4 dan diarde, dan elektroda korona dihubungkan ke kutub negatif. Partikel yang memasuki presipitator elektrostatik dihubungkan ke kutub positif penyearah 4 dan diarde, dan elektroda korona diisi dengan ion pengotor ana. biasanya sudah memiliki muatan kecil yang diperoleh karena gesekan terhadap dinding pipa dan peralatan. Dengan demikian, partikel bermuatan negatif bergerak menuju elektroda pengumpul, dan partikel bermuatan positif mengendap di elektroda korona negatif.
Filter banyak digunakan untuk pemurnian halus emisi gas dari kotoran. Proses filtrasi terdiri dari menahan partikel pengotor pada partisi berpori saat mereka bergerak melaluinya. Filter adalah housing 1, dibagi dengan partisi berpori (filter-
elemen) 2 menjadi dua rongga. Gas yang terkontaminasi masuk ke filter, yang dibersihkan saat melewati elemen filter. Partikel pengotor mengendap di bagian inlet partisi berpori dan berlama-lama di pori-pori, membentuk lapisan 3 pada permukaan partisi.
Menurut jenis partisi, filter adalah: - dengan lapisan granular (bahan granular tetap bebas dituangkan) terdiri dari butiran berbagai bentuk, digunakan untuk memurnikan gas dari kotoran besar. Untuk memurnikan gas dari debu yang berasal dari mekanis (dari penghancur, pengering, penggilingan, dll.), filter kerikil lebih sering digunakan. Filter semacam itu murah, mudah dioperasikan, dan memberikan efisiensi pembersihan yang tinggi (hingga 0,99) gas dari debu kasar.
Dengan partisi berpori fleksibel (kain, kempa, karet spons, busa poliuretan, dll.);
Dengan partisi berpori semi-kaku (jerat rajutan dan anyaman, spiral dan serutan yang ditekan, dll.);
Dengan partisi berpori yang kaku (keramik berpori, logam berpori, dll.).
Yang paling luas di industri untuk dry cleaning emisi gas dari kotoran adalah filter tas. Jumlah selongsong yang diperlukan 1 dipasang di rumah filter 2, ke dalam rongga internal di mana gas berdebu disuplai dari pipa saluran masuk 5. Partikel polusi karena saringan dan efek lainnya mengendap di tumpukan dan membentuk lapisan debu pada permukaan bagian dalam lengan. Udara murni keluar dari filter melalui pipa 3. Ketika penurunan tekanan maksimum yang diperbolehkan melintasi filter tercapai, itu terputus dari sistem dan diregenerasi dengan mengocok lengan dengan perawatannya dengan membersihkan dengan gas terkompresi. Regenerasi dilakukan oleh perangkat khusus4.
Kolektor debu dari berbagai jenis, termasuk presipitator elektrostatik, digunakan pada konsentrasi pengotor yang tinggi di udara. Filter digunakan untuk pemurnian udara halus dengan konsentrasi pengotor tidak melebihi 50 mg/m 3, jika pemurnian udara halus yang diperlukan terjadi pada konsentrasi awal pengotor yang tinggi, maka pemurnian dilakukan dalam sistem pengumpul debu dan filter yang terhubung seri.
Aparat pembersihan basah gas tersebar luas, tk. dicirikan oleh efisiensi pembersihan yang tinggi dari debu halus dengan d h (0,3-1,0) m, serta kemungkinan membersihkan debu dari gas panas dan eksplosif. Namun, pengumpul debu basah memiliki sejumlah kelemahan yang membatasi cakupannya: lumpur, yang memerlukan sistem khusus untuk pengolahannya; penghilangan uap air ke atmosfer dan pembentukan endapan di saluran gas keluar ketika gas didinginkan hingga suhu titik embun; kebutuhan untuk membuat sistem sirkulasi untuk memasok air ke pengumpul debu.
Pembersih basah bekerja berdasarkan prinsip pengendapan partikel debu pada permukaan tetesan cairan atau film cair. Sedimentasi partikel debu pada cairan terjadi di bawah aksi gaya inersia dan gerakan Brown.
Di antara perangkat pembersih basah dengan pengendapan partikel debu di permukaan tetesan, dalam praktiknya, lebih dapat diterapkan Scrubber Venturi. Bagian utama dari scrubber adalah nosel Venturi 2, ke bagian pengacau di mana aliran gas berdebu disuplai dan cairan disuplai melalui nozel sentrifugal 1 untuk irigasi. Di bagian bingung dari nozzle, gas dipercepat dari kecepatan input 15-20 m/s ke kecepatan di bagian sempit dari nozzle 30-200 m/s, dan di bagian diffuser dari nozzle, aliran diperlambat hingga kecepatan 15-20 m/s dan diumpankan ke drop catcher 3. Drop catcher biasanya dibuat dalam bentuk siklon sekali lewat. Scrubber Venturi memberikan efisiensi pembersihan yang tinggi untuk aerosol dengan ukuran partikel rata-rata 1-2 mikron pada konsentrasi pengotor awal hingga 100 g/m 3 .
Kolektor debu basah termasuk: Kolektor debu gelembung-busa dengan kisi-kisi dip dan overflow. Dalam perangkat tersebut, gas untuk pemurnian masuk di bawah jeruji 3, melewati lubang di jeruji dan, melewati lapisan cairan atau busa 2, di bawah tekanan, dibersihkan dari sebagian debu karena pengendapan partikel pada permukaan bagian dalam gelembung gas. Mode operasi perangkat tergantung pada kecepatan pasokan udara di bawah jeruji. Pada kecepatan hingga 1 m/s, mode operasi peralatan yang menggelegak diamati. Peningkatan lebih lanjut dalam kecepatan gas dalam badan peralatan dari 1 menjadi 2-2,5 m/s disertai dengan munculnya lapisan busa di atas cairan, yang mengarah pada peningkatan efisiensi pemurnian gas dan penyemprot semprotan dari aparat. Perangkat busa gelembung modern memastikan efisiensi pemurnian gas dari debu halus 0,95-0,96 pada konsumsi air spesifik 0,4-0,5 l/m 3 . Tetapi peralatan ini sangat sensitif terhadap ketidakseragaman pasokan gas di bawah grates yang gagal, yang menyebabkan blowing lokal dari film cair dari grates. Grid rentan terhadap penyumbatan.
Metode pembersihan emisi industri dari polutan gas dibagi menjadi lima kelompok utama sesuai dengan sifat jalannya proses fisik dan kimia: emisi pencucian dengan pelarut pengotor (penyerapan); pembilasan emisi dengan larutan reagen yang secara kimiawi mengikat pengotor (chemisorption); penyerapan pengotor gas oleh zat aktif padat (adsorpsi); netralisasi termal gas buang dan penggunaan konversi katalitik.
metode penyerapan. Dalam teknik pembersihan emisi gas, proses penyerapan sering disebut sebagai penggosok proses. Pemurnian emisi gas dengan metode absorpsi terdiri dari pemisahan campuran gas-udara menjadi bagian-bagian penyusunnya dengan cara mengabsorbsi satu atau lebih komponen gas (absorbat) dari campuran ini dengan cairan penyerap (absorbent) untuk membentuk larutan.
Kekuatan pendorong di sini adalah gradien konsentrasi pada batas fase gas-cair. Komponen campuran gas-udara (absorbat) yang dilarutkan dalam cairan menembus lapisan dalam penyerap karena difusi. Proses berlangsung lebih cepat, semakin besar permukaan pemisahan fase, turbulensi aliran dan koefisien difusi, yaitu dalam desain peredam, perhatian khusus harus diberikan untuk mengatur kontak aliran gas dengan pelarut cair dan pilihannya. dari cairan penyerap (absorbent).
Kondisi yang menentukan untuk pemilihan penyerap adalah kelarutan komponen yang diekstraksi di dalamnya dan ketergantungannya pada suhu dan tekanan. Jika kelarutan gas pada 0 °C dan tekanan parsial 101,3 kPa adalah ratusan gram per 1 kg pelarut, maka gas tersebut disebut sangat larut.
Pengaturan kontak aliran gas dengan pelarut cair dilakukan dengan melewatkan gas melalui kolom yang dikemas, atau dengan menyemprotkan cairan, atau dengan menggelegak gas melalui lapisan cairan penyerap. Tergantung pada metode kontak gas-cair yang diterapkan, ada: menara yang dikemas: scrubber nosel dan sentrifugal, scrubber Venturi; bubbling-busa dan scrubber lainnya.
Susunan umum menara pengepakan melawan angin ditunjukkan pada gambar. Gas yang tercemar masuk ke bagian bawah menara, sedangkan gas yang dimurnikan meninggalkannya melalui bagian atas, di mana, dengan bantuan satu atau lebih alat penyiram 2
penyerap murni dimasukkan, dan larutan bekas diambil dari bawah. Gas yang dimurnikan biasanya dibuang ke atmosfer. 
Cairan yang meninggalkan penyerap diregenerasi, menghilangkan kontaminan, dan dikembalikan ke proses atau dibuang sebagai limbah (produk sampingan). Kemasan inert kimia 1, yang mengisi rongga internal kolom, dirancang untuk meningkatkan permukaan cairan yang menyebar di atasnya dalam bentuk film. Badan dengan bentuk geometris yang berbeda digunakan sebagai kemasan, yang masing-masing dicirikan oleh luas permukaan spesifiknya sendiri dan ketahanannya terhadap pergerakan aliran gas.
Pilihan metode pemurnian ditentukan oleh perhitungan teknis dan ekonomi dan tergantung pada: konsentrasi polutan dalam gas yang dimurnikan dan tingkat pemurnian yang diperlukan, tergantung pada latar belakang polusi atmosfer di wilayah tertentu; volume gas yang dimurnikan dan suhunya; adanya kotoran dan debu gas yang menyertainya; kebutuhan produk pembuangan tertentu dan ketersediaan sorben yang dibutuhkan; ukuran area yang tersedia untuk pembangunan instalasi pengolahan gas; ketersediaan katalis yang diperlukan, gas alam, dll.
Saat memilih instrumentasi untuk proses teknologi baru, serta ketika merekonstruksi pabrik pembersihan gas yang ada, perlu dipandu oleh persyaratan berikut: efisiensi maksimum proses pembersihan dalam berbagai karakteristik beban dengan biaya energi rendah; kesederhanaan desain dan pemeliharaan; kekompakan dan kemungkinan pembuatan perangkat atau unit individu dari bahan polimer; kemungkinan bekerja pada irigasi sirkulasi atau irigasi sendiri. Prinsip utama yang harus menjadi dasar untuk desain fasilitas perawatan adalah retensi maksimum zat berbahaya, panas, dan pengembaliannya ke proses teknologi.
Tugas #2: Peralatan dipasang di pabrik pengolahan biji-bijian, yang merupakan sumber emisi debu biji-bijian. Untuk mengeluarkannya dari area kerja, peralatan dilengkapi dengan sistem aspirasi. Untuk membersihkan udara sebelum dilepaskan ke atmosfer, digunakan instalasi pengumpul debu, yang terdiri dari siklon tunggal atau baterai.
Tentukan: 1. Emisi maksimum debu biji-bijian yang diizinkan.
2. Pilih desain pabrik pengumpul debu, yang terdiri dari siklon dari Research Institute for Industrial and Sanitary Gas Cleaning (NII OGAZ), tentukan efisiensinya sesuai jadwal dan hitung konsentrasi debu di saluran masuk dan keluar topan.
Tinggi sumber emisi H = 15 m,
Kecepatan keluarnya campuran gas-udara dari sumber w kira-kira = 6 m/s,
Diameter mulut pegas D = 0,5 m,
Suhu emisi T g \u003d 25 ° C,
Suhu sekitar T dalam \u003d _ -14 o C,
Ukuran rata-rata partikel debu d h = 4 m,
Debu butir MPC = 0,5 mg / m 3,
Konsentrasi latar belakang debu butir f = 0,1 mg/m 3 ,
Perusahaan tersebut berlokasi di wilayah Moskow,
Medannya tenang.
Keputusan 1. Tentukan MPE debu biji-bijian:
M pdv = 
, mg / m3
dari definisi MPE kami memiliki: C m \u003d C pdc - C f \u003d 0,5-0,1 \u003d 0,4 mg / m 3,
Laju aliran campuran gas-udara V 1 = 
,
DT \u003d T g - T dalam \u003d 25 - (-14) \u003d 39 o C,
tentukan parameter emisi: f = 1000 
, kemudian
m = 1/(0.67+0.1 + 0.34 ) = 1/(0.67 + 0.1 +0.34 ) = 0.8 .
Vm = 0,65 
, kemudian
n \u003d 0,532V m 2 - 2,13V m + 3,13 \u003d 0,532 × 0,94 2 - 2,13 × 0,94 + 3,13 \u003d 1,59, dan
M pdv = 
g/s.
2. Pemilihan instalasi pengolahan dan penentuan parameternya.
a) Pilihan instalasi pengumpul debu dibuat sesuai dengan katalog dan tabel ("Ventilasi, AC, dan pemurnian udara di perusahaan industri makanan" oleh E.A. Shtokman, V.A. Shilov, E.E. Novgorodsky et al., M., 1997). Kriteria pemilihan adalah kinerja siklon, yaitu. laju aliran campuran gas-udara, di mana siklon memiliki efisiensi maksimum. Saat memecahkan masalah, kami akan menggunakan tabel:
Baris pertama berisi data untuk satu siklon, baris kedua untuk siklon baterai.
Jika kinerja yang dihitung berada dalam kisaran antara nilai tabel, maka desain pabrik pengumpul debu dengan kinerja terdekat yang lebih tinggi dipilih.
Kami menentukan produktivitas per jam dari pabrik pengolahan:
V h \u003d V 1 × 3600 \u003d 1,18 × 3600 \u003d 4250 m 3 / jam
Menurut tabel, menurut nilai terdekat yang lebih besar V h = 4500 m 3 / jam, kami memilih instalasi pengumpul debu dalam bentuk siklon tunggal TsN-11 dengan diameter 800 mm.
b) Menurut grafik pada Gambar 1 aplikasi, efisiensi pabrik pengumpul debu dengan diameter partikel debu rata-rata 4 m adalah h och = 70%.
c) Tentukan konsentrasi debu di outlet topan (di mulut sumber):
C keluar = 
Konsentrasi maksimum debu di udara bersih C ditentukan oleh:
C dalam = 
.
Jika nilai C yang sebenarnya lebih besar dari 1695 mg/m 3 , maka pabrik pengumpul debu tidak akan memberikan efek yang diinginkan. Dalam hal ini, metode pembersihan yang lebih canggih harus digunakan.
3. Tentukan indikator polusi
P = 
,
di mana M adalah massa emisi polutan, g/s,
Indikator polusi menunjukkan berapa banyak udara bersih yang dibutuhkan untuk "melarutkan" polutan yang dipancarkan oleh sumber per satuan waktu, hingga MPC, dengan mempertimbangkan konsentrasi latar belakang.
P = 
.
Indeks polusi tahunan adalah indeks polusi total. Untuk menentukannya, kami menemukan massa emisi debu biji-bijian per tahun:
M tahun \u003d 3,6 × M MPE × T × d × 10 -3 \u003d 3,6 × 0,6 × 8 × 250 × 10 -3 \u003d 4,32 t / tahun, lalu
R = 
.
Indeks polusi diperlukan untuk evaluasi komparatif dari berbagai sumber emisi.
Sebagai perbandingan, mari kita hitung EP untuk sulfur dioksida dari soal sebelumnya untuk periode waktu yang sama:
M tahun \u003d 3,6 × M MPE × T × d × 10 -3 \u003d 3,6 × 0,71 × 8 × 250 × 10 -3 \u003d 5,11 t / tahun, lalu
R = 
Dan sebagai kesimpulan, perlu untuk menggambar sketsa topan yang dipilih sesuai dengan dimensi yang diberikan dalam lampiran, pada skala yang sewenang-wenang.
Pengendalian pencemaran. Pembayaran kerusakan lingkungan.
Saat menghitung jumlah polutan, mis. massa ejeksi ditentukan oleh dua besaran: emisi kotor (t/tahun) dan emisi tunggal maksimum (g/s). Nilai emisi bruto digunakan untuk penilaian keseluruhan pencemaran udara oleh sumber atau kelompok sumber tertentu, dan juga merupakan dasar untuk menghitung pembayaran untuk pencemaran sistem perlindungan lingkungan.
Emisi maksimum satu kali memungkinkan penilaian keadaan polusi udara atmosfer pada titik waktu tertentu dan merupakan nilai awal untuk menghitung konsentrasi permukaan maksimum polutan dan dispersinya di atmosfer.
Ketika mengembangkan langkah-langkah untuk mengurangi emisi polutan ke atmosfer, perlu diketahui kontribusi apa yang diberikan masing-masing sumber terhadap gambaran keseluruhan polusi udara atmosfer di area tempat perusahaan berada.
TSV - rilis sementara yang disepakati. Jika di suatu perusahaan atau sekelompok perusahaan yang terletak di area yang sama (SF besar), nilai MPE karena alasan obyektif tidak dapat dicapai pada saat ini, maka dalam persetujuan dengan badan yang menjalankan kontrol negara atas perlindungan atmosfer. dari polusi, adopsi pengurangan emisi secara bertahap ke nilai MPE dan pengembangan langkah-langkah khusus untuk ini.
Pembayaran dipungut untuk jenis efek berbahaya berikut ini terhadap lingkungan: - emisi polutan ke atmosfer dari sumber tidak bergerak dan bergerak;
Pembuangan polutan ke permukaan dan badan air bawah tanah;
Pembuangan limbah;
dr. jenis efek berbahaya (kebisingan, getaran, efek elektromagnetik dan radiasi, dll.).
Ada dua jenis standar pembayaran dasar:
a) untuk emisi, pembuangan polutan dan pembuangan limbah dalam batas yang dapat diterima
b) untuk emisi, pembuangan polutan dan pembuangan limbah dalam batas yang ditetapkan (standar sementara yang disepakati).
Tarif pembayaran dasar ditetapkan untuk setiap bahan pencemar (limbah), dengan mempertimbangkan tingkat bahayanya terhadap sistem perlindungan lingkungan dan kesehatan masyarakat.
Tarif biaya pencemaran untuk pencemaran lingkungan ditentukan dalam Keputusan Pemerintah Federasi Rusia tanggal 12 Juni 2003 No. 344 "Tentang standar pembayaran emisi polutan ke udara atmosfer oleh sumber stasioner dan bergerak, pembuangan polutan ke badan air permukaan dan bawah tanah, pembuangan limbah produksi dan konsumsi" untuk 1 ton dalam rubel:
Pembayaran emisi polutan yang tidak melebihi standar yang ditetapkan untuk pengguna alam:
= × М , dengan Ф £ М ,
di mana adalah emisi aktual suatu polutan, t/tahun;
adalah standar maksimum yang diperbolehkan untuk polutan ini;
adalah tingkat pembayaran untuk emisi 1 ton polutan ini dalam batas standar emisi yang diizinkan, gosok/t.
Pembayaran untuk emisi polutan dalam batas emisi yang ditetapkan:
P \u003d C L (M F - M N) + C N M N, dengan M N< М Ф < М Л, где
C L - tingkat pembayaran untuk emisi 1 ton polutan dalam batas emisi yang ditetapkan, gosok / t;
M L adalah batas yang ditetapkan untuk emisi polutan tertentu, t/tahun.
Pembayaran untuk kelebihan emisi polutan:
P \u003d 5 × S L (M F - M L) + S L (M L - M N) + S N × M N, dengan M F > M L.
Pembayaran emisi polutan, ketika standar emisi polutan atau denda tidak ditetapkan untuk pengguna alam:
P = 5 × S L × M F
Pembayaran untuk emisi maksimum yang diizinkan, pembuangan polutan, pembuangan limbah dilakukan dengan mengorbankan biaya produk (pekerjaan, layanan), dan untuk melebihi mereka - dengan mengorbankan keuntungan yang tersisa di pembuangan pengguna alam.
Pembayaran untuk pencemaran lingkungan diterima oleh:
19% untuk anggaran federal,
81% untuk anggaran subjek Federasi.
Tugas No. 3. "Penghitungan emisi teknologi dan pembayaran untuk pencemaran lingkungan pada contoh toko roti"
Sebagian besar polutan, seperti etil alkohol, asam asetat, asetaldehida, terbentuk di ruang pemanggangan, dari mana mereka dikeluarkan melalui saluran pembuangan karena aliran alami atau dipancarkan ke atmosfer melalui pipa atau poros logam dengan ketinggian minimal 10-15 m Emisi debu tepung terutama terjadi di gudang tepung terigu. Oksida nitrogen dan karbon terbentuk ketika gas alam dibakar di ruang pemanggangan.
Data awal:
1. Hasil tahunan toko roti di Moskow - 20.000 ton / tahun produk roti, termasuk. produk roti dari tepung terigu - 8.000 ton/tahun, produk roti dari tepung gandum hitam - 5.000 ton/tahun, produk roti dari roti gulung campuran - 7.000 ton/tahun.
2. Resep gulung: 30% - tepung terigu dan 70% - tepung gandum hitam
3. Kondisi penyimpanan tepung - curah.
4. Bahan bakar di tungku dan boiler - gas alam.
I. Emisi teknologi dari toko roti.
II. Pembayaran pencemaran udara, jika MPE untuk:
Etil alkohol - 21 ton / tahun,
Asam asetat - 1,5 t/tahun (SSV - 2,6 t/tahun),
Aldehida asetat - 1 t / tahun,
Debu tepung - 0,5 t / tahun,
Nitrogen oksida - 6,2 t / tahun,
Karbon oksida - 6 ton/tahun.
1. Sesuai dengan metodologi Institut Penelitian All-Rusia KhP, emisi teknologi selama memanggang produk roti ditentukan dengan metode indikator spesifik:
M \u003d B × m, di mana
M adalah jumlah emisi polutan dalam kg per satuan waktu,
B - output produksi dalam ton untuk periode waktu yang sama,
m adalah indikator spesifik emisi polutan per unit output, kg/t.
Emisi spesifik polutan dalam kg/t produk jadi.
1. Etil alkohol: produk roti yang terbuat dari tepung terigu - 1,1 kg / t,
produk roti yang terbuat dari tepung gandum hitam - 0,98 kg / t.
2. Asam asetat: produk roti yang terbuat dari tepung terigu - 0,1 kg / t,
produk roti yang terbuat dari tepung gandum hitam – 0,2 kg/t.
3. Aldehida asetat - 0,04 kg / t.
4. Tepung terigu - 0,024 kg/t (untuk penyimpanan tepung curah), 0,043 kg/t (untuk wadah penyimpanan tepung).
5. Nitrogen oksida - 0,31 kg / t.
6. Karbon oksida - 0,3 kg/t.
I. Perhitungan emisi teknologi:
1. Etil alkohol:
M 1 \u003d 8000 × 1,1 \u003d 8800 kg / tahun;
M 2 \u003d 5000 × 0,98 \u003d 4900 kg / tahun;
M 3 \u003d 7000 (1,1 × 0,3 + 0,98 × 0,7) \u003d 7133 kg / tahun;
total emisi M \u003d M 1 + M 2 + M 3 \u003d 8800 + 4900 + 7133 \u003d 20913 kg / tahun.
2. Asam asetat:
Produk roti yang terbuat dari tepung terigu
M 1 \u003d 8000 × 0,1 \u003d 800 kg / tahun;
Produk roti yang terbuat dari tepung gandum hitam
M 2 \u003d 5000 × 0,2 \u003d 1000 kg / tahun;
Produk roti dari gulungan campuran
M 3 \u003d 7000 (0,1 × 0,3 + 0,2 × 0,7) \u003d 1190 kg / tahun,
total emisi M \u003d M 1 + M 2 + M 3 \u003d 800 + 1000 + 1190 \u003d 2990 kg / tahun.
3. Aldehida asetat = 20000 × 0,04 = 800 kg/tahun.
4. Tepung terigu = 20000 × 0,024 = 480 kg/tahun.
5. Nitrogen oksida = 20000 × 0,31 = 6200 kg/tahun.
6. Karbon oksida = 20000 × 0,3 = 6000 kg/tahun.
II. Perhitungan pembayaran untuk pencemaran sistem perlindungan lingkungan.
1. Etil alkohol: M N = 21 t / tahun, M F = 20,913 t / tahun P = C N × M f = 0,4 × 20,913 = 8,365 rubel.
2. Asam asetat: M N \u003d 1,5 t / tahun, M L \u003d 2,6 t / tahun, M F \u003d 2,99 t / tahun P \u003d 5C L (MF -M L) + C L ( ML - MN) + CN × MN =
5 × 175 × (2,99-2,6) + 175 × (2,6 - 1,5) + 35 × 1,5 = 586,25 rubel.
3. Aldehida asetat: M H \u003d 1 t / tahun, M F \u003d 0,8 t / tahun P \u003d C H × M F \u003d 68 × 0,8 \u003d 54,4 rubel.
4. Debu tepung: M N = 0,5 t/tahun, M F = 0,48 t/tahun P = C N × M F = 13,7 × 0,48 = 6,576 rubel.
5. Nitrogen oksida: M N = 6,2 t / tahun, M F = 6,2 t / tahun P = C N × M F = 35 × 6,2 = 217 rubel.
6. Karbon oksida: = 6 t/tahun, = 6 t/tahun
P \u003d C N × M F \u003d 0,6 × 6 \u003d 3,6 rubel.
Koefisien dengan mempertimbangkan faktor lingkungan untuk wilayah Tengah Federasi Rusia = 1,9 untuk udara atmosfer, untuk kota koefisiennya adalah 1,2.
P \u003d 876.191 1.9 1.2 \u003d 1997,72 rubel
TUGAS KONTROL.
Latihan 1
| nomor pilihan | Produktivitas rumah boiler Q sekitar, MJ/h | Tinggi sumber H, m | Diameter mulut D, m | Konsentrasi latar belakang SO 2 C f, 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 |
Kirim karya bagus Anda di basis pengetahuan sederhana. Gunakan formulir di bawah ini
Mahasiswa, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.
Di-host di http://www.allbest.ru/
Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Federasi Rusia
Lembaga Pendidikan Anggaran Negara Federal
pendidikan profesional yang lebih tinggi
"Universitas Teknik Negeri Don" (DSTU)
Cara dan sarana untuk melindungi atmosfer dan menilai efektivitasnya
Dilakukan:
siswa kelompok MTS IS 121
Kolemasova A.S.
Rostov-on-Don
pengantar
2. Pembersihan gas secara mekanis
Sumber yang digunakan
pengantar
Atmosfer dicirikan oleh dinamisme yang sangat tinggi, baik karena pergerakan massa udara yang cepat dalam arah lateral dan vertikal, dan kecepatan tinggi, berbagai reaksi fisik dan kimia terjadi di dalamnya. Atmosfer dipandang sebagai "kuali kimia" yang sangat besar, yang dipengaruhi oleh banyak faktor antropogenik dan alam yang bervariasi. Gas dan aerosol yang dilepaskan ke atmosfer sangat reaktif. Debu dan jelaga yang dihasilkan selama pembakaran bahan bakar, kebakaran hutan menyerap logam berat dan radionuklida dan, ketika disimpan di permukaan, dapat mencemari area yang luas dan masuk ke tubuh manusia melalui sistem pernapasan.
Pencemaran atmosfer adalah masuknya langsung atau tidak langsung zat apa pun ke dalamnya dalam jumlah sedemikian rupa yang mempengaruhi kualitas dan komposisi udara luar, merugikan manusia, alam hidup dan mati, ekosistem, bahan bangunan, sumber daya alam - seluruh lingkungan.
Pemurnian udara dari kotoran.
Untuk melindungi atmosfer dari dampak antropogenik negatif, langkah-langkah berikut digunakan:
Ekologisasi proses teknologi;
Pemurnian emisi gas dari kotoran berbahaya;
Disipasi emisi gas di atmosfer;
Pengaturan zona perlindungan sanitasi, solusi arsitektur dan perencanaan.
Teknologi bebas limbah dan rendah limbah.
Ekologisasi proses teknologi adalah penciptaan siklus teknologi tertutup, teknologi bebas limbah dan limbah rendah yang mengecualikan polutan berbahaya memasuki atmosfer.
Cara paling andal dan paling ekonomis untuk melindungi biosfer dari emisi gas berbahaya adalah transisi ke produksi bebas limbah, atau teknologi bebas limbah. Istilah "teknologi tanpa limbah" pertama kali diusulkan oleh Akademisi N.N. Semenov. Ini menyiratkan penciptaan sistem teknologi yang optimal dengan aliran material dan energi yang tertutup. Produksi tersebut tidak boleh memiliki air limbah, emisi berbahaya ke atmosfer dan limbah padat, dan tidak boleh mengkonsumsi air dari reservoir alami. Artinya, mereka memahami prinsip organisasi dan fungsi industri, dengan penggunaan rasional semua komponen bahan baku dan energi dalam siklus tertutup: (bahan baku primer - produksi - konsumsi - bahan baku sekunder).
Tentu saja, konsep "produksi non-limbah" agak sewenang-wenang; ini adalah model produksi yang ideal, karena dalam kondisi nyata tidak mungkin untuk sepenuhnya menghilangkan pemborosan dan menghilangkan dampak produksi terhadap lingkungan. Lebih tepatnya, sistem seperti itu harus disebut sistem rendah limbah, memberikan emisi minimal, di mana kerusakan ekosistem alam akan minimal. Teknologi rendah limbah merupakan langkah menengah dalam penciptaan produksi bebas limbah.
1. Pengembangan teknologi non-limbah
Saat ini, beberapa arahan utama untuk perlindungan biosfer telah diidentifikasi, yang pada akhirnya mengarah pada penciptaan teknologi bebas limbah:
1) pengembangan dan implementasi proses dan sistem teknologi baru yang secara fundamental beroperasi dalam siklus tertutup, yang memungkinkan untuk mengecualikan pembentukan jumlah utama limbah;
2) pengolahan limbah produksi dan konsumsi sebagai bahan baku sekunder;
3) pembuatan kompleks teritorial-industri dengan struktur tertutup aliran material bahan baku dan limbah di dalam kompleks.
Pentingnya penggunaan sumber daya alam secara ekonomis dan rasional tidak memerlukan pembenaran. Kebutuhan akan bahan baku terus meningkat di dunia, yang produksinya menjadi semakin mahal. Menjadi masalah lintas sektoral, pengembangan teknologi rendah limbah dan bebas limbah serta penggunaan sumber daya sekunder secara rasional memerlukan keputusan lintas sektoral.
Pengembangan dan implementasi proses dan sistem teknologi baru yang secara fundamental beroperasi dalam siklus tertutup, yang memungkinkan untuk mengecualikan pembentukan jumlah utama limbah, adalah arah utama kemajuan teknis.
Pemurnian emisi gas dari kotoran berbahaya
Emisi gas diklasifikasikan menurut organisasi penghapusan dan kontrol - menjadi terorganisir dan tidak terorganisir, menurut suhu menjadi panas dan dingin.
Emisi industri terorganisir adalah emisi yang memasuki atmosfer melalui saluran gas, saluran udara, pipa yang dibangun secara khusus.
Unorganized mengacu pada emisi industri yang masuk ke atmosfer dalam bentuk aliran gas non-directional sebagai akibat dari kebocoran peralatan. Tidak ada atau tidak berfungsinya peralatan penghisap gas di tempat-tempat pemuatan, pembongkaran dan penyimpanan produk.
Untuk mengurangi polusi udara dari emisi industri, digunakan sistem pemurnian gas. Pemurnian gas mengacu pada pemisahan dari gas atau transformasi menjadi polutan yang tidak berbahaya yang berasal dari sumber industri.
2. Pembersihan gas secara mekanis
Ini termasuk metode kering dan basah.
Pemurnian gas dalam pengumpul debu mekanis kering.
Pengumpul debu mekanis kering termasuk perangkat yang menggunakan berbagai mekanisme pengendapan: gravitasi (ruang pengendapan debu), inersia (ruang di mana debu disimpan sebagai akibat dari perubahan arah aliran gas atau pemasangan penghalang di jalurnya) dan sentrifugal.
Pengendapan gravitasi didasarkan pada pengendapan partikel tersuspensi di bawah aksi gravitasi ketika gas berdebu bergerak dengan kecepatan rendah tanpa mengubah arah aliran. Proses ini dilakukan di saluran gas pengendapan dan ruang pengendapan debu (Gbr. 1). Untuk mengurangi ketinggian partikel yang mengendap di ruang pengendapan, sejumlah rak horizontal dipasang pada jarak 40-100 mm, memecah aliran gas menjadi pancaran datar. Pengendapan gravitasi hanya efektif untuk partikel besar dengan diameter lebih dari 50-100 mikron, dan tingkat pemurnian tidak lebih tinggi dari 40-50%. Metode ini hanya cocok untuk pemurnian gas pendahuluan dan kasar.
Ruang pengendapan debu (Gbr. 1). Sedimentasi partikel tersuspensi dalam aliran gas di ruang pengendapan debu terjadi di bawah aksi gravitasi. Desain paling sederhana dari peralatan jenis ini adalah saluran gas pengendapan, kadang-kadang dilengkapi dengan baffle vertikal untuk sedimentasi partikel padat yang lebih baik. Ruang pengendapan debu multi-rak banyak digunakan untuk membersihkan gas tungku panas.
Ruang pengendapan debu terdiri dari: 1 - pipa saluran masuk; 2 - pipa saluran keluar; 3 - tubuh; 4 - gerbong partikel tersuspensi.
Pengendapan inersia didasarkan pada kecenderungan partikel tersuspensi untuk mempertahankan arah gerak aslinya ketika arah aliran gas berubah. Di antara perangkat inersia, pengumpul debu louver dengan sejumlah besar slot (kisi-kisi) paling sering digunakan. Gas-gas dihilangkan debunya, keluar melalui celah-celah dan mengubah arah gerakan, kecepatan gas di saluran masuk ke peralatan adalah 10-15 m/s. Hambatan hidrolik peralatan adalah 100-400 Pa (10-40 mm kolom air). Partikel debu dengan 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.
Perangkat ini mudah dibuat dan dioperasikan, banyak digunakan di industri. Tetapi efisiensi penangkapan tidak selalu cukup.
Metode sentrifugal pemurnian gas didasarkan pada aksi gaya sentrifugal yang timbul dari putaran aliran gas yang dibersihkan dalam peralatan pemurnian atau dari putaran bagian peralatan itu sendiri. Siklon (Gbr. 2) dari berbagai jenis digunakan sebagai pembersih debu sentrifugal: siklon baterai, pengumpul debu berputar (rotoklon), dll. Siklon paling sering digunakan dalam industri untuk pengendapan aerosol padat. Siklon dicirikan oleh produktivitas gas yang tinggi, desain yang sederhana, dan pengoperasian yang andal. Tingkat penghilangan debu tergantung pada ukuran partikel. Untuk siklon dengan produktivitas tinggi, khususnya siklon baterai (dengan kapasitas lebih dari 20.000 m 3 /jam), tingkat pemurniannya sekitar 90% dengan diameter partikel d > 30 m. Untuk partikel dengan d = 5–30 m, tingkat pemurnian dikurangi menjadi 80%, dan untuk d == 2–5 m, itu kurang dari 40%.
pembersihan limbah industri atmosfer
pada gambar. 2, udara dimasukkan secara tangensial ke dalam pipa saluran masuk (4) dari siklon, yang merupakan peralatan berputar. Aliran berputar yang terbentuk di sini turun di sepanjang ruang annular yang dibentuk oleh bagian silinder siklon (3) dan pipa buang (5) ke bagian kerucutnya (2), dan kemudian, terus berputar, keluar dari siklon melalui pipa knalpot . (1) - saluran keluar debu.
Gaya aerodinamis membengkokkan lintasan partikel. Selama gerakan rotasi ke bawah dari aliran berdebu, partikel debu mencapai permukaan bagian dalam silinder dan terpisah dari aliran. Di bawah pengaruh gravitasi dan tindakan aliran, partikel yang terpisah turun dan melewati saluran keluar debu ke dalam hopper.
Tingkat pemurnian udara yang lebih tinggi dari debu dibandingkan dengan siklon kering dapat diperoleh di pengumpul debu tipe basah (Gbr. 3), di mana debu ditangkap sebagai hasil dari kontak partikel dengan cairan pembasah. Kontak ini dapat dilakukan pada dinding yang dibasahi yang dialiri udara, pada tetesan atau pada permukaan air yang bebas.
pada gambar. 3 menunjukkan siklon film air. Udara berdebu disuplai melalui saluran udara (5) ke bagian bawah peralatan secara tangensial dengan kecepatan 15-21 m/s. Aliran udara yang berputar, bergerak ke atas, bertemu dengan lapisan air yang mengalir ke bawah permukaan silinder (2). Udara murni dikeluarkan dari bagian atas peralatan (4) juga secara tangensial dalam arah putaran aliran udara. Siklon film air tidak memiliki karakteristik pipa buang dari siklon kering, yang memungkinkan untuk mengurangi diameter bagian silindernya.
Permukaan bagian dalam siklon terus diairi dengan air dari nozel (3) ditempatkan di sekitar keliling. Lapisan air pada permukaan bagian dalam siklon harus kontinu, sehingga nozel dipasang sehingga pancaran air diarahkan secara tangensial ke permukaan silinder searah dengan putaran aliran udara. Debu yang ditangkap oleh film air mengalir bersama dengan air ke bagian kerucut siklon dan dikeluarkan melalui pipa cabang (1) yang direndam dalam air bah. Air yang mengendap kembali dimasukkan ke dalam siklon. Kecepatan udara pada saluran masuk siklon adalah 15-20 m/s. Efisiensi siklon dengan film air adalah 88-89% untuk debu dengan ukuran partikel hingga 5 mikron, dan 95-100% untuk debu dengan partikel yang lebih besar.
Jenis pengumpul debu sentrifugal lainnya adalah rotoclone (gbr. 4) dan scrubber (gbr. 5).
Perangkat siklon adalah yang paling umum di industri, karena tidak memiliki bagian yang bergerak di dalam perangkat dan keandalan yang tinggi pada suhu gas hingga 500 0 C, pengumpulan debu kering, ketahanan hidraulik perangkat yang hampir konstan, kemudahan pembuatan, pemurnian tingkat tinggi .
Beras. 4 - Scrubber gas dengan downpipe tengah: 1 - pipa saluran masuk; 2 - reservoir dengan cairan; 3 - nozel
Gas berdebu masuk melalui tabung pusat, mengenai permukaan cairan dengan kecepatan tinggi dan, berputar 180 °, dikeluarkan dari peralatan. Partikel debu menembus cairan pada saat tumbukan dan secara berkala atau terus menerus dikeluarkan dari peralatan dalam bentuk lumpur.
Kekurangan: resistensi hidrolik tinggi 1250-1500 Pa, penangkapan partikel yang lebih kecil dari 5 mikron buruk.
Scrubber nosel berongga adalah kolom bulat atau persegi panjang di mana kontak dibuat antara gas dan tetesan cairan yang disemprotkan oleh nozel. Menurut arah pergerakan gas dan cairan, scrubber berongga dibagi menjadi aliran berlawanan, aliran langsung dan dengan suplai cairan melintang. Dalam dedusting basah, peralatan dengan gerakan berlawanan arah dari gas dan cairan biasanya digunakan, lebih jarang dengan suplai cairan melintang. Scrubber berongga aliran tunggal banyak digunakan dalam pendinginan evaporatif gas.
Dalam scrubber arus berlawanan (Gbr. 5.), tetesan dari nozel jatuh ke arah aliran gas berdebu. Tetesan harus cukup besar untuk tidak terbawa oleh aliran gas, yang kecepatannya biasanya vg = 0,61,2 m/s. Oleh karena itu, nozel semprot kasar biasanya dipasang di scrubber gas, beroperasi pada tekanan 0,3-0,4 MPa. Pada kecepatan gas lebih dari 5 m/s, drop eliminator harus dipasang setelah scrubber gas.
Beras. 5 - Scrubber nosel berongga: 1 - bodi; 2 - jaringan distribusi gas; 3 - nozel
Ketinggian peralatan biasanya 2,5 kali diameternya (H = 2.5D). Nozel dipasang di peralatan dalam satu atau lebih bagian: kadang-kadang dalam baris (hingga 14-16 dalam penampang), kadang-kadang hanya sepanjang sumbu peralatan. Semprotan nosel dapat diarahkan secara vertikal dari atas ke bawah atau di beberapa sudut ke bidang horizontal. Ketika nozel terletak di beberapa tingkatan, pemasangan gabungan alat penyemprot dimungkinkan: bagian dari obor diarahkan di sepanjang gas buang, bagian lainnya - ke arah yang berlawanan. Untuk distribusi gas yang lebih baik di atas penampang peralatan, kisi distribusi gas dipasang di bagian bawah scrubber.
Scrubber jet berongga banyak digunakan untuk menghilangkan debu kasar, serta pendingin gas dan AC. Laju aliran spesifik cairan rendah - dari 0,5 hingga 8 l/m 3 gas murni.
Filter juga digunakan untuk memurnikan gas. Filtrasi didasarkan pada aliran gas yang dimurnikan melalui berbagai bahan filter. Penyaring baffle terdiri dari elemen berserat atau granular dan secara konvensional dibagi menjadi beberapa jenis berikut.
Partisi berpori fleksibel - bahan kain yang terbuat dari serat alami, sintetis atau mineral, bahan berserat non-anyaman (felt, kertas, karton) lembaran seluler (karet busa, busa poliuretan, filter membran).
Filtrasi adalah teknik yang sangat umum untuk pemurnian gas halus. Keuntungannya adalah biaya peralatan yang relatif rendah (dengan pengecualian filter logam-keramik) dan efisiensi pemurnian yang tinggi. Kekurangan filtrasi, resistensi hidraulik yang tinggi dan penyumbatan cepat bahan filter dengan debu.
3. Pemurnian emisi zat gas, perusahaan industri
Saat ini, ketika teknologi bebas limbah masih dalam masa pertumbuhan dan belum ada perusahaan yang sepenuhnya bebas limbah, tugas utama pembersihan gas adalah membawa kandungan pengotor beracun dalam pengotor gas ke konsentrasi maksimum yang diizinkan (MPC) yang ditetapkan oleh standar sanitasi.
Metode industri untuk membersihkan emisi gas dari pengotor beracun berupa gas dan uap dapat dibagi menjadi lima kelompok utama:
1. Metode penyerapan - terdiri dari penyerapan komponen individu dari campuran gas oleh penyerap (penyerap), yang merupakan cairan.
Absorben yang digunakan dalam industri dievaluasi menurut indikator berikut:
1) kapasitas penyerapan, yaitu kelarutan komponen yang diekstraksi dalam penyerap tergantung pada suhu dan tekanan;
2) selektivitas, dicirikan oleh rasio kelarutan gas yang dipisahkan dan tingkat penyerapannya;
3) tekanan uap minimum untuk menghindari kontaminasi gas yang dimurnikan dengan uap penyerap;
4) murahnya;
5) tidak ada efek korosif pada peralatan.
Air, larutan amonia, alkali kaustik dan karbonat, garam mangan, etanolamin, minyak, suspensi kalsium hidroksida, mangan dan magnesium oksida, magnesium sulfat, dll. digunakan sebagai penyerap. Misalnya, untuk memurnikan gas dari amonia, hidrogen klorida dan hidrogen fluorida sebagai penyerap air digunakan, untuk menangkap uap air - asam sulfat, untuk menangkap hidrokarbon aromatik - minyak.
Pembersihan absorpsi adalah proses yang berkesinambungan dan, sebagai suatu peraturan, siklus, karena absorpsi pengotor biasanya disertai dengan regenerasi larutan absorpsi dan pengembaliannya pada awal siklus pembersihan. Selama penyerapan fisik, regenerasi penyerap dilakukan dengan memanaskan dan menurunkan tekanan, sebagai akibatnya campuran gas yang diserap diserap dan dipekatkan.
Untuk melaksanakan proses pembersihan, peredam dari berbagai desain (film, dikemas, tabung, dll) digunakan. Packed scrubber yang paling umum digunakan untuk membersihkan gas dari sulfur dioksida, hidrogen sulfida, hidrogen klorida, klorin, karbon monoksida dan dioksida, fenol, dll. Dalam scrubber yang dikemas, laju proses perpindahan massa rendah karena rezim hidrodinamik intensitas rendah dari reaktor ini beroperasi pada kecepatan gas 0,02-0,7 m/s. Oleh karena itu, volume peralatannya besar dan instalasinya tidak praktis.
Beras. 6 - Scrubber yang dikemas dengan irigasi melintang: 1 - housing; 2 - nozel; 3 - perangkat irigasi; 4 - jaringan pendukung; 5 - nozel; 6 - pengumpul lumpur
Metode penyerapan dicirikan oleh kontinuitas dan keserbagunaan proses, ekonomi dan kemampuan untuk mengekstrak sejumlah besar pengotor dari gas. Kerugian dari metode ini adalah bahwa peralatan scrubber yang dikemas, menggelegak dan bahkan busa memberikan tingkat ekstraksi pengotor berbahaya yang cukup tinggi (sampai MPC) dan regenerasi lengkap absorber hanya dengan sejumlah besar tahap pemurnian. Oleh karena itu, flowsheet perlakuan basah biasanya kompleks, multi-tahap, dan reaktor perlakuan (terutama scrubber) memiliki volume yang besar.
Setiap proses pemurnian penyerapan basah gas buang dari kotoran gas dan uap hanya masuk akal jika bersifat siklus dan non-limbah. Tetapi sistem pembersihan basah siklik hanya kompetitif jika dikombinasikan dengan pembersihan debu dan pendinginan gas.
2. Metode chemisorption - berdasarkan penyerapan gas dan uap oleh penyerap padat dan cair, menghasilkan pembentukan senyawa yang mudah menguap dan larut rendah. Sebagian besar proses pembersihan gas chemisorption bersifat reversibel; Ketika suhu larutan absorpsi naik, senyawa kimia yang terbentuk selama kemisorpsi terurai dengan regenerasi komponen aktif dari larutan absorpsi dan dengan desorpsi campuran yang diserap dari gas. Teknik ini mendasari regenerasi chemisorbents dalam sistem pembersihan gas siklik. Chemisorption terutama berlaku untuk pemurnian halus gas pada konsentrasi pengotor awal yang relatif rendah.
3. Metode adsorpsi didasarkan pada penangkapan pengotor gas berbahaya oleh permukaan padatan, bahan yang sangat berpori dengan permukaan spesifik yang dikembangkan.
Metode adsorpsi digunakan untuk berbagai tujuan teknologi - pemisahan campuran gas-uap menjadi komponen dengan pemisahan fraksi, pengeringan gas dan untuk pembersihan sanitasi knalpot gas. Baru-baru ini, metode adsorpsi telah muncul sebagai cara yang andal untuk melindungi atmosfer dari zat gas beracun, memberikan kemungkinan pemekatan dan pemanfaatan zat-zat ini.
Adsorben industri yang paling sering digunakan dalam pembersihan gas adalah karbon aktif, silika gel, alumogel, zeolit alam dan sintetik (saringan molekuler). Persyaratan utama untuk sorben industri adalah kapasitas penyerapan yang tinggi, selektivitas aksi (selektivitas), stabilitas termal, masa pakai yang lama tanpa mengubah struktur dan sifat permukaan, dan kemungkinan regenerasi yang mudah. Paling sering, karbon aktif digunakan untuk pembersihan gas sanitasi karena kapasitas penyerapannya yang tinggi dan kemudahan regenerasi. Berbagai desain adsorben telah diketahui (vertikal, digunakan pada laju aliran rendah, horizontal, pada laju aliran tinggi, annular). Pemurnian gas dilakukan melalui lapisan adsorben tetap dan lapisan bergerak. Gas yang dimurnikan melewati penyerap dengan kecepatan 0,05-0,3 m/s. Setelah dibersihkan, penyerap beralih ke regenerasi. Instalasi adsorpsi yang terdiri dari beberapa reaktor pada umumnya beroperasi secara kontinyu, karena pada saat yang sama beberapa reaktor berada pada tahap pembersihan, sedangkan yang lainnya pada tahap regenerasi, pendinginan, dll. Regenerasi dilakukan dengan pemanasan, misalnya, dengan membakar zat organik, dengan melewatkan uap hidup atau super panas, udara, gas inert (nitrogen). Kadang-kadang adsorben yang kehilangan aktivitasnya (terlindung oleh debu, resin) diganti seluruhnya.
Yang paling menjanjikan adalah proses siklik berkelanjutan dari pemurnian gas adsorpsi dalam reaktor dengan unggun adsorben yang bergerak atau tersuspensi, yang dicirikan oleh laju aliran gas yang tinggi (urutan besarnya lebih tinggi daripada di reaktor periodik), produktivitas gas yang tinggi, dan intensitas kerja.
Keuntungan umum dari metode pemurnian gas adsorpsi:
1) pemurnian mendalam gas dari kotoran beracun;
2) relatif mudahnya regenerasi pengotor ini dengan transformasinya menjadi produk komersial atau kembali ke produksi; dengan demikian prinsip teknologi tanpa limbah diterapkan. Metode adsorpsi sangat rasional untuk menghilangkan kotoran beracun (senyawa organik, uap merkuri, dll.) yang terkandung dalam konsentrasi rendah, mis. sebagai tahap akhir pembersihan sanitasi gas buang.
Kerugian dari sebagian besar tanaman adsorpsi adalah periodisitas.
4. Metode oksidasi katalitik - berdasarkan penghilangan pengotor dari gas murni dengan adanya katalis.
Tindakan katalis dimanifestasikan dalam interaksi kimia antara katalis dengan reaktan, menghasilkan pembentukan senyawa antara.
Logam dan senyawanya (oksida tembaga, mangan, dll) digunakan sebagai katalis.Katalis dapat berbentuk bola, cincin, atau bentuk lain. Metode ini terutama banyak digunakan untuk membersihkan gas buang. Sebagai hasil dari reaksi katalitik, pengotor dalam gas diubah menjadi senyawa lain, mis. Berbeda dengan metode yang dipertimbangkan, pengotor tidak diekstraksi dari gas, tetapi diubah menjadi senyawa yang tidak berbahaya, yang keberadaannya dapat diterima dalam gas buang, atau menjadi senyawa yang mudah dihilangkan dari aliran gas. Jika zat yang dihasilkan harus dihilangkan, maka diperlukan operasi tambahan (misalnya, ekstraksi dengan sorben cair atau padat).
Metode katalitik menjadi lebih luas karena pemurnian mendalam gas dari kotoran beracun (hingga 99,9%) pada suhu yang relatif rendah dan tekanan normal, serta pada konsentrasi awal yang sangat rendah dari kotoran. Metode katalitik memungkinkan untuk memanfaatkan panas reaksi, yaitu membuat sistem teknologi energi. Instalasi pengolahan katalitik mudah dioperasikan dan berukuran kecil.
Kerugian dari banyak proses pemurnian katalitik adalah pembentukan zat baru yang harus dihilangkan dari gas dengan metode lain (penyerapan, adsorpsi), yang memperumit pemasangan dan mengurangi efek ekonomi secara keseluruhan.
5. Metode termal adalah untuk memurnikan gas sebelum dilepaskan ke atmosfer dengan afterburning suhu tinggi.
Metode termal untuk menetralkan emisi gas dapat diterapkan pada konsentrasi tinggi polutan organik yang mudah terbakar atau karbon monoksida. Metode paling sederhana, pembakaran, dimungkinkan ketika konsentrasi polutan yang mudah terbakar mendekati batas bawah yang mudah terbakar. Dalam hal ini, pengotor berfungsi sebagai bahan bakar, suhu proses 750-900 °C dan panas pembakaran pengotor dapat dimanfaatkan.
Ketika konsentrasi pengotor yang mudah terbakar kurang dari batas bawah yang mudah terbakar, perlu untuk memasok panas dari luar. Paling sering, panas disuplai dengan penambahan gas yang mudah terbakar dan pembakarannya dalam gas yang akan dimurnikan. Gas yang mudah terbakar melewati sistem pemulihan panas dan dilepaskan ke atmosfer.
Skema energi-teknologi seperti itu digunakan pada kandungan pengotor yang mudah terbakar yang cukup tinggi, jika tidak, konsumsi gas yang mudah terbakar yang ditambahkan meningkat.
Sumber yang digunakan
1. Doktrin ekologi Federasi Rusia. Situs web resmi Layanan Negara untuk Perlindungan Lingkungan Rusia - eco-net/
2. Vnukov A.K., Melindungi atmosfer dari emisi dari fasilitas energi. Buku Pegangan, M.: Energoatomizdat, 2001
Diselenggarakan di Allbest.ru
...Dokumen serupa
Merancang skema teknologi perangkat keras untuk melindungi atmosfer dari emisi industri. Pembuktian ekologis dari keputusan teknologi yang diterima. Perlindungan lingkungan alam dari dampak antropogenik. Karakteristik kuantitatif emisi.
tesis, ditambahkan 17/04/2016
Terlalu panas zat non-volatil. Pembuktian fisik dari superheat yang dapat dicapai. Stabilitas termodinamika dari keadaan metastabil materi. Skema pemasangan analisis termal kontak dan registrar. Kerugian dari metode utama pembersihan atmosfer.
abstrak, ditambahkan 11/08/2011
Deskripsi singkat tentang teknologi pemurnian udara. Aplikasi dan karakteristik metode adsorpsi untuk melindungi atmosfer. Filter karbon adsorpsi. Pemurnian dari senyawa yang mengandung belerang. Sistem pemurnian udara regenerasi adsorpsi "ARS-aero".
makalah, ditambahkan 26/10/2010
Konsep dasar dan definisi proses pengumpulan debu. Metode gravitasi dan inersia pembersihan kering gas dan udara dari debu. Kolektor debu basah. Beberapa perkembangan rekayasa. Kolektor debu berdasarkan pemisahan sentrifugal dan inersia.
makalah, ditambahkan 27/12/2009
Teknologi bebas limbah dan rendah limbah. Pemurnian emisi gas dari kotoran berbahaya. Pemurnian gas dalam pengumpul debu mekanis kering. Metode industri untuk membersihkan emisi gas dari kotoran beracun yang menguap. Metode chemisorption dan adsorpsi.
pekerjaan kontrol, ditambahkan 12/06/2010
Struktur dan komposisi atmosfer. Polusi udara. Kualitas atmosfer dan ciri-ciri pencemarannya. Pengotor kimia utama yang mencemari atmosfer. Metode dan sarana untuk melindungi atmosfer. Klasifikasi sistem pemurnian udara dan parameternya.
abstrak, ditambahkan 11/09/2006
Mesin sebagai sumber polusi atmosfer, karakteristik toksisitas gas buangnya. Basis fisika dan kimia pembersihan gas buang dari komponen berbahaya. Penilaian dampak negatif pengoperasian kapal terhadap lingkungan.
makalah, ditambahkan 30/04/2012
Karakteristik emisi di bengkel pengerjaan kayu selama penggilingan: polusi udara, air dan tanah. Jenis-jenis mesin penggiling. Pilihan metode pembersihan emisi. Pembuangan limbah padat. Desain perangkat keras dan teknologi sistem perlindungan atmosfer.
makalah, ditambahkan 27/02/2015
Penggunaan sarana teknis pembersihan gas buang sebagai langkah utama untuk perlindungan atmosfer. Metode modern untuk pengembangan sarana teknis dan proses teknologi untuk pemurnian gas di scrubber Venturi. Perhitungan parameter desain.
makalah, ditambahkan 02/01/2012
Dampak pada atmosfer. Menangkap padatan dari gas buang pembangkit listrik termal. Petunjuk untuk perlindungan atmosfer. Indikator kinerja utama pengumpul abu. Prinsip dasar pengoperasian electrostatic precipitator. Perhitungan siklon baterai. Emisi abu dan pembersihan dari mereka.
Persyaratan emisi. Sarana perlindungan atmosfer harus membatasi keberadaan zat berbahaya di udara lingkungan manusia pada tingkat yang tidak melebihi MPC. Dalam semua kasus, kondisi
C+c f £ MPC (6.2)
untuk setiap zat berbahaya (c - konsentrasi latar belakang), dan dengan adanya beberapa zat berbahaya dari tindakan searah - kondisi (3.1). Kepatuhan terhadap persyaratan ini dicapai dengan lokalisasi zat berbahaya di tempat pembentukannya, pemindahan dari ruangan atau peralatan dan dispersi di atmosfer. Jika pada saat yang sama konsentrasi zat berbahaya di atmosfer melebihi MPC, maka emisi dibersihkan dari zat berbahaya di perangkat pembersih yang dipasang di sistem pembuangan. Yang paling umum adalah sistem pembuangan ventilasi, teknologi, dan transportasi.
Beras. 6.2. Skema untuk penggunaan perlindungan atmosfer berarti:
/- sumber zat beracun; 2- perangkat untuk lokalisasi zat beracun (hisap lokal); 3- peralatan pembersih; 4- perangkat untuk mengambil udara dari atmosfer; 5- pipa pembuangan emisi; 6- perangkat (blower) untuk memasok udara untuk mengencerkan emisi
Dalam praktiknya, opsi berikut untuk melindungi udara atmosfer diterapkan:
Penghapusan zat beracun dari tempat dengan ventilasi umum;
Lokalisasi zat beracun di zona pembentukannya dengan ventilasi lokal, pemurnian udara yang tercemar di perangkat khusus dan pengembaliannya ke produksi atau tempat domestik, jika udara setelah pembersihan di perangkat memenuhi persyaratan peraturan untuk pasokan udara (Gbr. 6.2 , Sebuah);
Lokalisasi zat beracun di zona pembentukannya dengan ventilasi lokal, pemurnian udara yang tercemar di perangkat khusus, emisi dan dispersi di atmosfer (Gbr. 6.2, b );
Pemurnian emisi gas teknologi di perangkat khusus, emisi dan dispersi di atmosfer; dalam beberapa kasus, gas buang diencerkan dengan udara atmosfer sebelum dilepaskan (Gbr. 6.2, c);
Pemurnian gas buang dari pembangkit listrik, misalnya, mesin pembakaran internal di unit khusus, dan dilepaskan ke atmosfer atau area produksi (tambang, kuari, fasilitas penyimpanan, dll.) (Gbr. 6.2, d).
Untuk mematuhi MPC zat berbahaya di udara atmosfer daerah berpenduduk, emisi maksimum yang diizinkan (MAE) zat berbahaya dari sistem ventilasi buang, berbagai pembangkit listrik dan teknologi ditetapkan. Emisi maksimum yang diizinkan dari mesin turbin gas pesawat penerbangan sipil ditentukan oleh GOST 17.2.2.04-86, emisi kendaraan dengan mesin pembakaran internal-GOST 17.2.2.03-87 dan sejumlah lainnya.
Sesuai dengan persyaratan GOST 17.2.3.02-78, untuk setiap perusahaan industri yang dirancang dan dioperasikan, MPE zat berbahaya ke atmosfer ditetapkan, asalkan emisi zat berbahaya dari sumber ini dalam kombinasi dengan sumber lain (dengan mempertimbangkan prospek pengembangannya) tidak akan membuat konsentrasi Rizem, melebihi MPC.
Disipasi emisi di atmosfer. Proses gas dan ventilasi udara, setelah keluar dari pipa atau alat ventilasi, patuhi hukum difusi turbulen. pada gambar. 6.3 menunjukkan distribusi konsentrasi zat berbahaya di atmosfer di bawah obor dari sumber emisi tinggi yang terorganisir. Saat Anda menjauh dari pipa ke arah penyebaran emisi industri, tiga zona polusi atmosfer dapat dibedakan secara konvensional:
transfer suar B, ditandai dengan kandungan zat berbahaya yang relatif rendah di lapisan permukaan atmosfer;
merokok DI DALAM dengan kandungan maksimum zat berbahaya dan penurunan tingkat polusi secara bertahap G. Zona asap adalah yang paling berbahaya bagi penduduk dan harus dikecualikan dari pembangunan perumahan. Dimensi zona ini, tergantung pada kondisi meteorologi, berada dalam 10 ... 49 ketinggian pipa.
Konsentrasi maksimum pengotor di zona permukaan berbanding lurus dengan produktivitas sumber dan berbanding terbalik dengan kuadrat ketinggiannya di atas tanah. Munculnya semburan panas hampir seluruhnya disebabkan oleh gaya angkat gas yang memiliki suhu lebih tinggi dari udara di sekitarnya. Peningkatan suhu dan momentum gas yang dipancarkan menyebabkan peningkatan gaya angkat dan penurunan konsentrasi permukaannya.
Beras. 6.3. Distribusi konsentrasi zat berbahaya di
atmosfer dekat permukaan bumi dari ketinggian yang terorganisir
sumber emisi:
A - zona polusi yang tidak terorganisir; B - zona transfer suar; DI DALAM - zona asap; G - zona pengurangan bertahap
Distribusi pengotor gas dan partikel debu dengan diameter kurang dari 10 m, yang memiliki tingkat pengendapan yang tidak signifikan, mematuhi hukum umum. Untuk partikel yang lebih besar, keteraturan ini dilanggar, karena laju sedimentasinya di bawah aksi gravitasi meningkat. Karena partikel besar umumnya lebih mudah ditangkap selama dedusting daripada partikel kecil, partikel yang sangat kecil tetap ada dalam emisi; dispersi mereka di atmosfer dihitung dengan cara yang sama seperti emisi gas.
Tergantung pada lokasi dan organisasi emisi, sumber polusi udara dibagi menjadi sumber berbayang dan tidak berbayang, linier dan titik. Sumber titik digunakan ketika polusi yang dihilangkan terkonsentrasi di satu tempat. Ini termasuk pipa knalpot, poros, kipas atap dan sumber lainnya. Zat berbahaya yang dipancarkan dari mereka selama dispersi tidak tumpang tindih satu sama lain pada jarak dua ketinggian bangunan (di sisi angin). Sumber linier memiliki jangkauan yang signifikan dalam arah tegak lurus terhadap angin. Ini adalah lentera aerasi, jendela terbuka, lubang pembuangan yang berjarak dekat, dan kipas atap.
Mata air yang tidak diarsir, atau tinggi diposisikan secara longgar dalam arus angin yang berubah bentuk. Ini termasuk pipa tinggi, serta sumber titik yang menghilangkan polusi hingga ketinggian melebihi 2,5 N zd. Sumber ternaungi atau rendah terletak di zona backwater atau bayangan aerodinamis yang terbentuk pada bangunan atau di belakangnya (sebagai akibat dari hembusan angin) pada ketinggian h £ , 2,5 Nzd.
Dokumen utama yang mengatur perhitungan dispersi dan penentuan konsentrasi permukaan emisi dari perusahaan industri adalah "Metode untuk menghitung konsentrasi di udara atmosfer zat berbahaya yang terkandung dalam emisi dari perusahaan OND-86". Teknik ini memungkinkan untuk memecahkan masalah penentuan MPE dalam kasus dispersi melalui cerobong asap tunggal, dalam kasus emisi melalui cerobong teduh rendah, dan dalam kasus emisi melalui lentera dari kondisi memastikan MPC di lapisan udara permukaan.
Saat menentukan MPE pengotor dari sumber yang dihitung, konsentrasinya c f di atmosfer harus diperhitungkan, karena emisi dari sumber lain. Untuk kasus pembuangan emisi panas melalui pipa tunggal yang tidak diarsir
di mana N- tinggi pipa; Q- volume campuran gas-udara yang dikeluarkan melalui pipa; T adalah perbedaan antara suhu campuran gas-udara yang dipancarkan dan suhu udara atmosfer ambien, sama dengan suhu rata-rata bulan terpanas pada pukul 13:00; TETAPI - koefisien yang bergantung pada gradien suhu atmosfer dan menentukan kondisi dispersi vertikal dan horizontal zat berbahaya; kF- koefisien dengan mempertimbangkan tingkat pengendapan partikel tersuspensi dari emisi di atmosfer; m dan n adalah koefisien tak berdimensi yang memperhitungkan kondisi keluarnya campuran gas-udara dari mulut pipa.
Peralatan Perawatan Emisi. Dalam kasus di mana emisi nyata melebihi nilai maksimum yang diizinkan, perlu menggunakan perangkat untuk membersihkan gas dari kotoran dalam sistem emisi.
Perangkat untuk membersihkan ventilasi dan emisi teknologi ke atmosfer dibagi menjadi: pengumpul debu (kering, listrik, filter, basah); penghilang kabut (kecepatan rendah dan tinggi); perangkat untuk menangkap uap dan gas (penyerapan, kemisorpsi, adsorpsi dan penetralisir); perangkat pembersih multi-tahap (perangkap debu dan gas, perangkap kabut dan kotoran padat, perangkap debu multi-tahap). Pekerjaan mereka ditandai oleh sejumlah parameter. Yang utama adalah efisiensi pembersihan, ketahanan hidraulik, dan konsumsi daya.
Efisiensi pembersihan
di mana C masuk dan C keluar adalah konsentrasi massa pengotor dalam gas sebelum dan sesudah peralatan.
Dalam beberapa kasus, untuk debu, konsep efisiensi pembersihan fraksional digunakan.
di mana C di i dan C di i adalah konsentrasi massa fraksi debu ke-i sebelum dan sesudah pengumpul debu.
Untuk menilai efektivitas proses pembersihan, koefisien terobosan zat juga digunakan KE melalui mesin pembersih:
Sebagai berikut dari rumus (6.4) dan (6.5), koefisien terobosan dan efisiensi pembersihan dihubungkan oleh hubungan K = 1 - j|.
Tahanan hidraulik dari peralatan pembersih p ditentukan sebagai perbedaan tekanan aliran gas pada saluran masuk peralatan p masuk dan keluaran p keluar darinya. Nilai p ditemukan secara eksperimental atau dihitung dengan rumus
dimana - koefisien resistensi hidrolik perangkat; dan W - kerapatan dan kecepatan gas di bagian desain peralatan.
Jika selama proses pembersihan resistansi hidrolik peralatan berubah (biasanya meningkat), maka perlu untuk mengatur awal p awal dan nilai akhir p akhir. Setelah mencapai = con, proses pembersihan harus dihentikan dan regenerasi (pembersihan) perangkat harus dilakukan. Keadaan terakhir sangat penting untuk filter. Untuk filter bright = (2...5)Δр awal
Kekuatan n exciter pergerakan gas ditentukan oleh hambatan hidrolik dan aliran volumetrik Q gas murni
di mana k- faktor daya, biasanya k= 1.1...1.15; h m - efisiensi transfer daya dari motor listrik ke kipas; biasanya h m = 0,92 ... 0,95; h a - efisiensi kipas; biasanya h a \u003d 0,65 ... 0,8.
Penggunaan yang luas untuk pemurnian gas dari partikel yang diterima pengumpul debu kering- siklon (Gbr. 6.4) dari berbagai jenis. Aliran gas dimasukkan ke dalam siklon melalui pipa 2 secara tangensial ke permukaan bagian dalam rumahan 1 dan melakukan gerakan rotasi-translasi sepanjang tubuh ke bunker 4. Di bawah aksi gaya sentrifugal, partikel debu membentuk lapisan debu di dinding siklon, yang, bersama dengan sebagian gas, memasuki hopper. Pemisahan partikel debu dari gas yang masuk ke hopper terjadi ketika aliran gas di dalam hopper diputar 180°. Terbebas dari debu, aliran gas membentuk pusaran dan keluar dari hopper, sehingga menimbulkan pusaran gas meninggalkan siklon melalui pipa outlet 3. Ketatnya hopper diperlukan untuk operasi normal siklon. Jika hopper tidak kedap udara, maka karena hisapan udara ramah, debu terbawa aliran melalui pipa outlet.
Banyak masalah pembersihan gas dari debu berhasil diselesaikan dengan siklon silinder (TsN-11 TsN-15, TsN-24, TsP-2) dan kerucut (SK-Tsts 34, SK-TsN-34M dan SDK-TsN-33) dari NIIOGAZ. Siklon silinder NIIO-GAZ dirancang untuk menangkap debu kering dari sistem aspirasi. Mereka direkomendasikan untuk digunakan untuk pra-perawatan gas dan dipasang di depan filter atau presipitator elektrostatik.
Siklon kerucut NIIOGAZ dari seri SK, yang dirancang untuk pemurnian gas dari jelaga, memiliki efisiensi yang meningkat dibandingkan dengan siklon tipe TsN, yang dicapai karena ketahanan hidraulik yang lebih besar dari siklon seri SK.
Untuk membersihkan sejumlah besar gas, digunakan siklon baterai, yang terdiri dari sejumlah besar elemen siklon yang dipasang secara paralel. Secara struktural, mereka digabungkan menjadi satu bangunan dan memiliki pasokan dan pelepasan gas yang sama. Pengalaman pengoperasian dengan siklon baterai telah menunjukkan bahwa efisiensi pembersihan siklon tersebut sedikit lebih rendah daripada efisiensi elemen individu karena aliran gas antara elemen siklon. Metode untuk menghitung siklon diberikan dalam pekerjaan.
Beras. 6.4. Diagram siklon
Pembersihan listrik(pengendap elektrostatik) - salah satu jenis pemurnian gas paling canggih dari partikel debu dan kabut yang tersuspensi di dalamnya. Proses ini didasarkan pada dampak ionisasi gas di zona pelepasan korona, transfer muatan ion ke partikel pengotor dan pengendapan yang terakhir pada elektroda pengumpul dan korona. Untuk ini, elektrofilter digunakan.
Partikel aerosol memasuki zona antara korona 7 dan presipitasi 2 elektroda (Gbr. 6.5), menyerap ion pada permukaannya, memperoleh muatan listrik, dan dengan demikian menerima percepatan yang diarahkan ke elektroda dengan muatan dari tanda yang berlawanan. Proses pengisian partikel bergantung pada mobilitas ion, lintasan gerak, dan waktu tinggal partikel di zona muatan korona. Mengingat mobilitas ion negatif di udara dan gas buang lebih tinggi daripada ion positif, presipitator elektrostatik biasanya dibuat dengan korona polaritas negatif. Waktu pengisian partikel aerosol singkat dan diukur dalam sepersekian detik. Pergerakan partikel bermuatan ke elektroda pengumpul terjadi di bawah aksi gaya aerodinamis dan gaya interaksi antara medan listrik dan muatan partikel.
Beras. 6.5. Skema presipitator elektrostatik
Yang sangat penting untuk proses pengendapan debu pada elektroda adalah hambatan listrik dari lapisan debu. Menurut besarnya hambatan listrik, mereka membedakan:
1) debu dengan resistivitas listrik rendah (< 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) debu dengan resistivitas listrik dari 10 4 hingga 10 10 Ohm-cm; mereka disimpan dengan baik pada elektroda dan mudah dikeluarkan dari mereka ketika diguncang;
3) debu dengan hambatan listrik spesifik lebih dari 10 10 Ohm-cm; mereka paling sulit ditangkap dalam presipitator elektrostatik, karena partikel dilepaskan secara perlahan di elektroda, yang sebagian besar mencegah pengendapan partikel baru.
Dalam kondisi nyata, resistivitas listrik debu dapat dikurangi dengan membasahi gas berdebu.
Penentuan efisiensi pembersihan gas berdebu dalam presipitator elektrostatik biasanya dilakukan sesuai dengan rumus Deutsch:
dimana kita - kecepatan partikel dalam medan listrik, m/s;
F sp adalah permukaan spesifik elektroda pengumpul, sama dengan rasio permukaan elemen pengumpul dengan laju aliran gas yang dibersihkan, m 2 s/m 3 . Dari rumus (6.7) berikut bahwa efisiensi pemurnian gas tergantung pada eksponen W e F sp:
| Ketukan W e F | 3,0 | 3,7 | 3,9 | 4,6 |
| η | 0,95 | 0,975 | 0,98 | 0,99 |
Desain presipitator elektrostatik ditentukan oleh komposisi dan sifat gas yang dibersihkan, konsentrasi dan sifat partikel tersuspensi, parameter aliran gas, efisiensi pembersihan yang diperlukan, dll. Industri menggunakan beberapa desain tipikal kering dan basah. presipitator elektrostatikdigunakan untuk mengolah emisi proses (Gbr. 6.6) .
Karakteristik operasional presipitator elektrostatik sangat sensitif terhadap perubahan keseragaman medan kecepatan pada saluran masuk filter. Untuk mendapatkan efisiensi pembersihan yang tinggi, perlu untuk memastikan pasokan gas yang seragam ke electrostatic precipitator dengan mengatur jalur pasokan gas dengan benar dan menggunakan jaringan distribusi di bagian inlet dari electrostatic precipitator.
Beras. 6.7. Skema filter
Untuk pemurnian halus gas dari partikel dan cairan jatuh, berbagai metode digunakan. filter. Proses filtrasi terdiri dari menahan partikel pengotor pada partisi berpori ketika media terdispersi bergerak melaluinya. Diagram skematis dari proses filtrasi dalam partisi berpori ditunjukkan pada gambar. 6.7. Filternya adalah tubuh 1, dipisahkan oleh partisi berpori (elemen filter) 2 menjadi dua rongga. Gas yang terkontaminasi masuk ke filter, yang dibersihkan saat melewati elemen filter. Partikel pengotor mengendap di bagian inlet partisi berpori dan berlama-lama di pori-pori, membentuk lapisan pada permukaan partisi 3. Untuk partikel yang baru datang, lapisan ini menjadi bagian dari dinding filter, yang meningkatkan efisiensi pembersihan filter dan penurunan tekanan melintasi elemen filter. Pengendapan partikel pada permukaan pori-pori elemen filter terjadi sebagai akibat dari aksi gabungan dari efek sentuhan, serta difusi, inersia dan gravitasi.
Klasifikasi filter didasarkan pada jenis partisi filter, desain filter dan tujuannya, kehalusan pembersihan, dll.
Menurut jenis partisi, filter adalah: dengan lapisan granular (bahan granular tetap, dituangkan secara bebas, lapisan pseudo-fluidized); dengan partisi berpori fleksibel (kain, kain kempa, tikar berserat, karet spons, busa poliuretan, dll.); dengan partisi berpori semi-kaku (jaring rajutan dan anyaman, spiral dan serutan yang ditekan, dll.); dengan partisi berpori yang kaku (keramik berpori, logam berpori, dll.).
Filter bag adalah yang paling banyak digunakan di industri untuk pembersihan kering emisi gas (Gbr. 6.8).
Scrubber gas basah - pengumpul debu basah - banyak digunakan, karena dicirikan oleh efisiensi pembersihan yang tinggi dari debu halus dengan d h > 0,3 mikron, serta kemungkinan membersihkan debu dari gas yang dipanaskan dan meledak. Namun, pengumpul debu basah memiliki sejumlah kelemahan yang membatasi ruang lingkup aplikasinya: pembentukan lumpur selama proses pembersihan, yang memerlukan sistem khusus untuk pemrosesannya; penghilangan uap air ke atmosfer dan pembentukan endapan di saluran gas keluar ketika gas didinginkan hingga suhu titik embun; perlu Mengedit sistem sirkulasi untuk memasok air ke pengumpul debu.
Beras. 6.8. Filter tas:
1 - lengan; 2 - bingkai; 3 - pipa keluar;
4 - perangkat untuk regenerasi;
5- pipa masuk
Perangkat pembersih basah bekerja berdasarkan prinsip pengendapan partikel debu pada permukaan baik tetes atau film cair. Sedimentasi partikel debu pada cairan terjadi di bawah aksi gaya inersia dan gerakan Brown.
Beras. 6.9. Skema scrubber venturi
Di antara perangkat pembersih basah dengan pengendapan partikel debu pada permukaan tetesan, scrubber Venturi lebih dapat diterapkan dalam praktiknya (Gbr. 6.6). Bagian utama dari scrubber adalah nozel Venturi 2. Aliran gas berdebu disuplai ke bagian bingungnya dan melalui nozel sentrifugal 1 cairan irigasi. Di bagian bingung dari nosel, gas dipercepat dari kecepatan input (W = 15...20 m/s) hingga kecepatan di bagian sempit nosel 30...200 m/s dan lebih banyak lagi. Proses pengendapan debu pada tetesan cairan disebabkan oleh massa cairan, permukaan tetesan yang berkembang, dan kecepatan relatif yang tinggi dari partikel cairan dan debu di bagian nosel yang membingungkan. Efisiensi pembersihan sangat tergantung pada keseragaman distribusi cairan di atas penampang bagian pengacau nosel. Di bagian diffuser nosel, aliran diperlambat hingga kecepatan 15...20 m/s dan diumpankan ke penangkap tetesan 3. Penangkap jatuh biasanya dibuat dalam bentuk siklon sekali lewat.
Scrubber Venturi memberikan efisiensi pemurnian aerosol yang tinggi pada konsentrasi pengotor awal hingga 100 g/m 3 . Jika konsumsi air spesifik untuk irigasi adalah 0,1 ... 6,0 l / m 3, maka efisiensi pemurnian sama dengan:
| h, m. …………. ………………………. | 0.70...0.90 | 5 0.90...0.98 | 0.94...0.99 |
Scrubber Venturi banyak digunakan dalam sistem pemurnian gas dari kabut. Efisiensi pemurnian udara dari kabut dengan ukuran partikel rata-rata lebih dari 0,3 mikron mencapai 0,999, yang cukup sebanding dengan filter efisiensi tinggi.
Pengumpul debu basah termasuk pengumpul debu bubbling-foam dengan kegagalan (Gbr. 6.10, a) dan grates overflow (Gbr. 6.10, B). Dalam perangkat seperti itu, gas untuk pemurnian masuk di bawah perapian 3, melewati lubang di perapian dan, menggelegak melalui lapisan cairan dan busa 2, dibersihkan dari debu dengan pengendapan partikel pada permukaan bagian dalam gelembung gas. Mode operasi perangkat tergantung pada kecepatan pasokan udara di bawah jeruji. Pada kecepatan hingga 1 m/s, mode operasi peralatan yang menggelegak diamati. Peningkatan lebih lanjut dalam kecepatan gas di badan 1 peralatan hingga 2...2,5 m/s disertai dengan munculnya lapisan busa di atas cairan, yang mengarah pada peningkatan efisiensi pemurnian dan semprotan gas masukan dari aparat. Perangkat busa gelembung modern memastikan efisiensi pemurnian gas dari debu halus ~ 0,95 ... 0,96 pada laju aliran air spesifik 0,4 ... 0,5 l / m. Praktik pengoperasian perangkat ini menunjukkan bahwa mereka sangat sensitif terhadap pasokan gas yang tidak merata di bawah kisi-kisi yang gagal. Pasokan gas yang tidak merata menyebabkan blow-off lokal film cair dari perapian. Selain itu, jeruji peralatan cenderung tersumbat.
Ara. 6.10. Skema pengumpul debu gelembung-busa dengan
gagal (tetapi) dan meluap (B) kisi-kisi
Untuk membersihkan udara dari kabut asam, alkali, minyak dan cairan lainnya, filter berserat digunakan - penghilang kabut. Prinsip operasinya didasarkan pada pengendapan tetes pada permukaan pori-pori, diikuti oleh aliran cairan di sepanjang serat ke bagian bawah eliminator kabut. Pengendapan tetesan cairan terjadi di bawah aksi difusi Brown atau mekanisme inersia pemisahan partikel polutan dari fase gas pada elemen filter, tergantung pada laju filtrasi Wf. Penghilang kabut dibagi menjadi yang berkecepatan rendah (W f d 0,15 m/s), di mana mekanisme pengendapan tetesan difus berlaku, dan yang berkecepatan tinggi (W f = 2...2,5 m/s), di mana pengendapan terjadi terutama di bawah pengaruh gaya inersia.
Elemen filter dari eliminator kabut kecepatan rendah ditunjukkan pada gambar. 6.11. Ke dalam ruang antara dua silinder 3, terbuat dari jaring, elemen filter berserat ditempatkan 4, yang dilampirkan dengan flensa 2 ke badan eliminator kabut 7. Cairan diendapkan pada elemen filter; mengalir ke bawah flange 5 dan melalui tabung segel air 6 dan kaca 7 dikeringkan dari filter. Penghilang kabut kecepatan rendah berserat memberikan efisiensi pembersihan gas yang tinggi (hingga 0,999) dari partikel yang lebih kecil dari 3 m dan benar-benar menjebak partikel yang lebih besar. Lapisan berserat terbentuk dari fiberglass dengan diameter 7...40 mikron. Ketebalan lapisan adalah 5...15 cm, hambatan hidrolik elemen filter kering adalah -200...1000 Pa.
Beras. 6.11. Diagram elemen filter
perangkap kabut kecepatan rendah
Penghilang kabut berkecepatan tinggi lebih kecil dan memberikan efisiensi pembersihan yang setara dengan 0,9...0,98 pada D/"= 1500...2000 Pa dari kabut dengan partikel kurang dari 3 m. Kain kempa yang terbuat dari serat polipropilena digunakan sebagai kemasan filter dalam penghilang kabut tersebut, yang berhasil beroperasi dalam asam dan alkali encer dan pekat.
Dalam kasus di mana diameter tetesan kabut adalah 0,6...0,7 m atau kurang, untuk mencapai efisiensi pembersihan yang dapat diterima, perlu untuk meningkatkan laju filtrasi menjadi 4,5...5 m/s, yang mengarah ke aliran semprotan yang terlihat dari sisi keluaran elemen filter (percikan percikan biasanya terjadi pada kecepatan 1,7 ... 2,5 m / s). Dimungkinkan untuk secara signifikan mengurangi entrainment semprotan dengan menggunakan eliminator semprot dalam desain eliminator kabut. Untuk menjebak partikel cair yang lebih besar dari 5 mikron, digunakan perangkap semprot dari paket mesh, di mana partikel cair ditangkap karena efek sentuhan dan gaya inersia. Kecepatan filtrasi dalam perangkap semprot tidak boleh melebihi 6 m/s.
pada gambar. 6.12 menunjukkan diagram penghilang kabut serat berkecepatan tinggi dengan elemen filter silindris. 3, yang merupakan drum berlubang dengan tutup buta. Serat kasar kempa 3,5 mm dipasang di drum. Di sekeliling drum di sisi luarnya terdapat spray trap 7, yaitu satu set pita plastik vinil berlapis bolong dan bergelombang. Perangkap percikan dan elemen filter dipasang di lapisan cair di bagian bawah
Beras. 6.12. Diagram eliminator kabut berkecepatan tinggi
Untuk membersihkan udara aspirasi bak pelapisan krom, yang mengandung kabut dan percikan asam kromat dan sulfat, digunakan filter berserat tipe FVG-T. Di rumah ada kaset dengan bahan penyaringan - kempa yang dilubangi dengan jarum, terdiri dari serat dengan diameter 70 mikron, ketebalan lapisan 4 ... 5 mm.
Metode penyerapan - membersihkan emisi gas dari gas dan uap - didasarkan pada penyerapan yang terakhir oleh cairan. Untuk penggunaan ini peredam. Kondisi yang menentukan untuk penerapan metode penyerapan adalah kelarutan uap atau gas dalam penyerap. Jadi, untuk menghilangkan amonia, klorin atau hidrogen fluorida dari emisi teknologi, disarankan untuk menggunakan air sebagai penyerap. Untuk proses penyerapan yang sangat efisien, solusi desain khusus diperlukan. Mereka dijual dalam bentuk menara yang dikemas (Gbr. 6.13), bubbling-foam nozzle dan scrubber lainnya. Deskripsi proses pembersihan dan perhitungan perangkat diberikan dalam pekerjaan.
Beras. 6.13. Skema menara yang dikemas:
1 - nozel; 2 - penyemprot
Kerja penyerap kimia didasarkan pada penyerapan gas dan uap oleh penyerap cair atau padat dengan pembentukan senyawa kimia yang sukar larut atau mudah menguap. Peralatan utama untuk pelaksanaan proses adalah menara yang dikemas, peralatan bubbling-foam, scrubber Venturi, dll. Chemisorption - salah satu metode umum untuk membersihkan gas buang dari nitrogen oksida dan uap asam. Efisiensi pemurnian dari nitrogen oksida adalah 0,17 ... 0,86 dan dari uap asam - 0,95.
Metode adsorpsi didasarkan pada kemampuan beberapa padatan halus untuk secara selektif mengekstrak dan mengkonsentrasikan komponen individu dari campuran gas pada permukaannya. Untuk metode ini gunakan adsorben. Sebagai adsorben, atau penyerap, digunakan zat yang memiliki luas permukaan besar per satuan massa. Dengan demikian, permukaan spesifik karbon aktif mencapai 10 5 ... 10 6 m 2 /kg. Mereka digunakan untuk memurnikan gas dari uap organik, menghilangkan bau tidak sedap dan kotoran gas yang terkandung dalam jumlah kecil dalam emisi industri, serta pelarut yang mudah menguap dan sejumlah gas lainnya. Oksida sederhana dan kompleks (alumina aktif, silika gel, alumina aktif, zeolit sintetis atau saringan molekuler) juga digunakan sebagai adsorben, yang memiliki selektivitas lebih besar daripada karbon aktif.
Secara struktural, adsorber dibuat dalam bentuk wadah yang diisi dengan adsorben berpori, yang melaluinya aliran gas yang akan dimurnikan disaring. Penyerap digunakan untuk memurnikan udara dari uap pelarut, eter, aseton, berbagai hidrokarbon, dll.
Penyerap banyak digunakan dalam respirator dan masker gas. Kartrid dengan adsorben harus digunakan secara ketat sesuai dengan kondisi operasi yang ditentukan dalam paspor respirator atau masker gas. Jadi, respirator anti-gas penyaringan RPG-67 (GOST 12.4.004-74) harus digunakan sesuai dengan rekomendasi yang diberikan pada Tabel. 6.2 dan 6.3.
Cara utama untuk melindungi atmosfer dari polusi industri.
Pemurnian emisi teknologi dan ventilasi. Pemurnian gas buang dari aerosol.
1. Cara utama untuk melindungi atmosfer dari polusi industri.
Perlindungan lingkungan adalah masalah kompleks yang membutuhkan upaya para ilmuwan dan insinyur dari berbagai spesialisasi. Bentuk perlindungan lingkungan yang paling aktif adalah:
Penciptaan teknologi bebas limbah dan rendah limbah;
Peningkatan proses teknologi dan pengembangan peralatan baru dengan tingkat emisi kotoran dan limbah yang lebih rendah ke lingkungan;
Keahlian ekologis dari semua jenis industri dan produk industri;
Penggantian limbah beracun dengan yang tidak beracun;
Penggantian sampah yang tidak dapat didaur ulang dengan yang didaur ulang;
Penggunaan metode dan sarana tambahan untuk perlindungan lingkungan secara luas.
Sebagai sarana tambahan perlindungan lingkungan berlaku:
perangkat dan sistem untuk pemurnian emisi gas dari kotoran;
pemindahan perusahaan industri dari kota-kota besar ke daerah berpenduduk jarang dengan tanah yang tidak cocok dan tidak cocok untuk pertanian;
lokasi optimal perusahaan industri, dengan mempertimbangkan topografi daerah dan angin naik;
pembentukan zona perlindungan sanitasi di sekitar perusahaan industri;
perencanaan rasional pembangunan perkotaan yang menyediakan kondisi optimal bagi manusia dan tumbuhan;
pengaturan lalu lintas untuk mengurangi pelepasan zat beracun di kawasan pemukiman;
organisasi pengendalian kualitas lingkungan.
Lokasi untuk pembangunan perusahaan industri dan area perumahan harus dipilih dengan mempertimbangkan karakteristik dan medan aeroklimatik.
Fasilitas industri harus terletak di tempat yang datar dan tinggi, tertiup angin dengan baik.
Lokasi perumahan tidak boleh lebih tinggi dari lokasi perusahaan, jika tidak, keuntungan pipa tinggi untuk menghilangkan emisi industri hampir ditiadakan.
Lokasi bersama perusahaan dan pemukiman ditentukan oleh angin rata-rata naik dari periode hangat tahun ini. Fasilitas industri yang menjadi sumber emisi zat berbahaya ke atmosfer terletak di luar pemukiman dan di sisi bawah angin area pemukiman.
Persyaratan Standar Sanitasi untuk Desain Perusahaan Industri SN 245 71 menetapkan bahwa fasilitas yang merupakan sumber zat berbahaya dan berbau harus dipisahkan dari bangunan tempat tinggal dengan zona perlindungan sanitasi. Dimensi zona ini ditentukan tergantung pada:
kapasitas perusahaan;
kondisi untuk implementasi proses teknologi;
sifat dan jumlah zat berbahaya dan berbau tidak sedap yang dilepaskan ke lingkungan.
Lima ukuran zona perlindungan sanitasi telah ditetapkan: untuk perusahaan kelas I - 1000 m, kelas II - 500 m, kelas III - 300 m, kelas IV - 100 m, kelas V - 50 m.
Menurut tingkat dampak terhadap lingkungan, perusahaan pembuatan mesin terutama milik kelas IV dan V.
Zona perlindungan sanitasi dapat ditingkatkan, tetapi tidak lebih dari tiga kali, dengan keputusan Direktorat Sanitasi dan Epidemiologi Utama Kementerian Kesehatan Rusia dan Gosstroy Rusia dengan adanya kondisi aerologis yang tidak menguntungkan untuk menyebarkan emisi industri di atmosfer atau jika tidak ada atau tidak cukupnya efisiensi fasilitas perawatan.
Ukuran zona perlindungan sanitasi dapat dikurangi dengan mengubah teknologi, meningkatkan proses teknologi, dan memperkenalkan perangkat pembersih yang sangat efisien dan andal.
Zona perlindungan sanitasi tidak boleh digunakan untuk memperluas lokasi industri.
Diperbolehkan menempatkan objek dengan kelas bahaya yang lebih rendah daripada produksi utama, stasiun pemadam kebakaran, garasi, gudang, gedung perkantoran, laboratorium penelitian, tempat parkir, dll.
Zona perlindungan sanitasi harus ditata dan ditata dengan spesies pohon dan semak yang tahan gas. Dari sisi kawasan pemukiman, lebar RTH minimal 50 m, dan dengan lebar zona maksimal 100 m - 20 m.
Kami juga merekomendasikan
Mengalihkan catu daya: perbaikan dan penyempurnaan
Remote control cahaya
Pelajaran renang untuk anak-anak prasekolah
Catatan untuk master - alarm rumah tangga
Baling-baling jam di Atmega8
Contoh aplikasi perangkat dan relai, cara memilih dan menghubungkan relai dengan benar Mikrokontroler dan relai rangkaian switching sederhana
Memuat...