Metode și mijloace de protejare a atmosferei. Modalități și mijloace de protejare a atmosferei și de evaluare a eficacității acestora

1
Conţinut

I. Structura şi compoziţia atmosferei
II. Poluarea aerului:

Calitatea atmosferei și caracteristicile poluării acesteia;
Principalele impurități chimice care poluează atmosfera.

III. Metode și mijloace de protecție a atmosferei:

Metode de bază de protejare a atmosferei de impuritățile chimice;
Clasificarea sistemelor de purificare a aerului și parametrii acestora.

IV. Bibliografie

I. Structura şi compoziţia atmosferei

Atmosfera - Aceasta este învelișul gazos al Pământului, constând dintr-un amestec de diverse gaze și care se extinde până la o înălțime de peste 100 km. Are o structură stratificată, care include o serie de sfere și pauze situate între ele. Masa atmosferei este de 5,91015 tone, volumul– 13,2-1020 m 3. Atmosfera joacă un rol imens în toate procesele naturale și, în primul rând, reglează regimul termic și condițiile climatice generale și, de asemenea, protejează umanitatea de radiațiile cosmice dăunătoare.
Principalele componente gazoase ale atmosferei sunt azotul (78%), oxigenul (21%), argonul (0,9%) și dioxidul de carbon (0,03%). Compoziția gazoasă a atmosferei se modifică odată cu înălțimea. În stratul de suprafață, din cauza impacturilor antropice, cantitatea de dioxid de carbon crește, iar oxigenul scade. În unele regiuni, ca urmare a activităților economice, cantitatea de metan, oxizi de azot și alte gaze din atmosferă crește, provocând astfel de fenomene adverse precum efectul de seră, epuizarea stratului de ozon, ploaia acide și smogul.
Circulația atmosferică afectează regimul râurilor, solul și acoperirea vegetației, precum și procesele exogene de formare a reliefului. Și în sfârșit aerul– o condiție necesară pentru viața pe pământ.
Cel mai dens strat de aer adiacent suprafeței pământului se numește troposferă. Grosimea sa este: la latitudini medii 10-12 km, deasupra nivelului mării și la poli 1-10 km, iar la ecuator 16-18 km.
Datorită încălzirii neuniforme prin energia solară, în atmosferă se formează fluxuri verticale puternice de aer, iar în stratul de suprafață se remarcă instabilitatea temperaturii, umidității relative, presiunii etc. Dar, în același timp, temperatura din troposferă este stabilă ca înălțime și scade cu 0,6°C la fiecare 100 m în intervalul de la +40 la -50°C. Troposfera conține până la 80% din toată umiditatea prezentă în atmosferă, în ea se formează nori și se formează toate tipurile de precipitații care, în esență, sunt purificatoare de aer din impurități.
Deasupra troposferei se află stratosfera, iar între ele se află tropopauza. Grosimea stratosferei este de aproximativ 40 km, aerul din ea este încărcat, umiditatea sa este scăzută, în timp ce temperatura aerului de la troposferă la o înălțime de 30 km deasupra nivelului mării este constantă (aproximativ -50 ° C), apoi se ridică treptat la + 10 ° C la altitudinea de 50 km. Sub influența radiației cosmice și a părții cu unde scurte a radiației ultraviolete solare, moleculele de gaz din stratosferă sunt ionizate, rezultând formarea ozonului. Stratul de ozon, situat până la 40 km, joacă un rol foarte important, protejând întreaga viață de pe Pământ de razele ultraviolete.
Stratopauza separă stratosfera de mezosfera de deasupra, unde ozonul este în scădere și temperatura la aproximativ 80 km deasupra nivelului mării este de -70°C. Diferența puternică de temperatură dintre stratosferă și mezosferă se explică prin prezența stratului de ozon.

II. Poluarea aerului

1) Calitatea atmosferei și caracteristicile poluării acesteia

Calitatea atmosferei este înțeleasă ca totalitatea proprietăților sale care determină gradul de impact al factorilor fizici, chimici și biologici asupra oamenilor, florei și faunei, precum și asupra materialelor, structurilor și mediului în ansamblu. Calitatea atmosferei depinde de poluarea acesteia, iar poluarea însăși poate pătrunde în ea din surse naturale și antropice. Odată cu dezvoltarea civilizației, sursele antropice predomină din ce în ce mai mult în poluarea atmosferică.
În funcție de forma materiei, poluarea este împărțită în material (ingredient), energie (parametrică) și material-energie. Primele includ poluarea mecanică, chimică și biologică, care sunt de obicei combinate sub conceptul general de „impurități”, cele din urmă - radiații termice, acustice, electromagnetice și ionizante, precum și radiații în domeniul optic; la al treilea - radionuclizi.
La scară globală, pericolul cel mai mare îl reprezintă poluarea atmosferei cu impurități, întrucât aerul acționează ca intermediar în poluarea tuturor celorlalte obiecte ale naturii, contribuind la răspândirea unor mase mari de poluare pe distanțe mari. Emisiile industriale din aer poluează oceanele, acidifică solul și apa, schimbă clima și epuizează stratul de ozon.
Poluarea atmosferică este înțeleasă ca introducerea în ea a impurităților care nu sunt conținute în aerul natural sau modifică raportul dintre ingredientele compoziției naturale a aerului.
Populația Pământului și ritmul creșterii sale sunt factori predeterminanți pentru creșterea intensității poluării tuturor geosferelor Pământului, inclusiv a atmosferei, deoarece odată cu creșterea lor, volumele și ratele a tot ceea ce este extras, produs, consumat și trimis la deșeuri crește. Cea mai mare poluare a aerului se observă în orașele în care poluanții obișnuiți sunt praful, dioxidul de sulf, monoxidul de carbon, dioxidul de azot, hidrogenul sulfurat etc. În unele orașe, datorită particularităților producției industriale, aerul conține substanțe nocive specifice, precum sulfuric. și acid clorhidric, stiren, benz (a) piren, funingine, mangan, crom, plumb, metacrilat de metil. În total, există câteva sute de poluanți atmosferici diferiți în orașe.
O preocupare deosebită este poluarea atmosferică cu substanțe și compuși nou creați. OMS notează că din 105 elemente cunoscute ale tabelului periodic, 90 sunt folosite în practica industrială, iar pe baza acestora s-au obținut peste 500 de compuși chimici noi, dintre care aproape 10% sunt nocivi sau deosebit de nocivi.
2) impurități chimice majore,
poluanții atmosferici

Există impurități naturale, adică. cauzate de procese naturale și antropice, adică care decurg din activităţile economice ale omenirii (fig. 1). Nivelul poluării atmosferice cu impurități din surse naturale este de fond și prezintă mici abateri de la nivelul mediu în timp.

Orez. 1. Schema proceselor de emisii de substante in atmosfera si transformare
substanţele de pornire în produse cu precipitare ulterioară sub formă de precipitare

Poluarea antropică se distinge prin varietatea tipurilor de impurități și prin numeroasele surse de eliberare a acestora. Cele mai stabile zone cu concentrații mari de poluare apar în locurile de activitate umană activă. S-a stabilit că la fiecare 10-12 ani volumul producției industriale mondiale se dublează, iar aceasta este însoțită de aproximativ aceeași creștere a volumului de poluanți emiși în mediu. Pentru o serie de poluanți, ratele de creștere ale emisiilor acestora sunt mult mai mari decât media. Acestea includ aerosoli de metale grele și rare, compuși sintetici care nu există și nu se formează în natură, poluare radioactivă, bacteriologică și de altă natură.
Impuritățile intră în atmosferă sub formă de gaze, vapori, particule lichide și solide. Gazele și vaporii formează amestecuri cu aerul, iar particulele lichide și solide formează aerosoli (sisteme dispersate), care sunt împărțite în praf (dimensiuni ale particulelor peste 1 µm), fum (dimensiuni ale particulelor mai mici de 1 µm) și ceață (dimensiuni ale particulelor lichide mai mici decât 10 µm). Praful, la rândul său, poate fi grosier (dimensiunea particulelor mai mare de 50 microni), mediu (50-10 microni) și fin (mai puțin de 10 microni). În funcție de dimensiune, particulele lichide sunt împărțite în ceață superfină (până la 0,5 µm), ceață fină (0,5-3,0 µm), ceață grosieră (3-10 µm) și spray (peste 10 µm). Aerosolii sunt adesea polidispersi; conțin particule de diferite dimensiuni.
Principalele impurități chimice care poluează atmosfera sunt următoarele: monoxid de carbon (CO), dioxid de carbon (CO 2), dioxid de sulf (SO 2), oxizi de azot, ozon, hidrocarburi, compuși de plumb, freoni, praf industrial.
Principalele surse de poluare antropică a aerului cu aerosoli sunt centralele termice (TPP) care consumă cărbune cu conținut ridicat de cenușă, uzinele de procesare, metalurgice, cimentul, magnezitul și alte plante. Particulele de aerosoli din aceste surse se caracterizează printr-o mare diversitate chimică. Cel mai adesea, compuși de siliciu, calciu și carbon se găsesc în compoziția lor, mai rar– oxizi metalici: fier, magneziu, mangan, zinc, cupru, nichel, plumb, antimoniu, bismut, seleniu, arsen, beriliu, cadmiu, crom, cobalt, molibden si azbest. O varietate și mai mare este caracteristică prafului organic, inclusiv hidrocarburile alifatice și aromatice, sărurile acide. Se formează în timpul arderii produselor petroliere reziduale, în procesul de piroliză la rafinăriile de petrol, petrochimice și alte întreprinderi similare.
Haldele industriale sunt surse permanente de poluare cu aerosoli.– terasamente artificiale din material redepus, în principal suprasarcină, formate în timpul exploatării miniere sau din deșeuri din industriile de prelucrare, centrale termice. Producția de ciment și alte materiale de construcție este, de asemenea, o sursă de poluare a aerului cu praf.
Arderea cărbunelui, producerea cimentului și topirea fontei dau o emisie totală de praf în atmosferă egală cu 170 milioane tone/an.
O parte semnificativă a aerosolilor se formează în atmosferă atunci când particulele solide și lichide interacționează între ele sau cu vaporii de apă. Printre factorii antropici periculoși care contribuie la o deteriorare gravă a calității atmosferei, ar trebui să se includă și poluarea acesteia cu praf radioactiv. Timpul de rezidență al particulelor mici în stratul inferior al troposferei este în medie de câteva zile, iar în partea superioară.– 20-40 de zile. În ceea ce privește particulele care au intrat în stratosferă, ele pot rămâne în ea până la un an, și uneori mai mult.

III. Metode și mijloace de protejare a atmosferei

1) Principalele metode de protejare a atmosferei
din impuritățile chimice

Toate metodele și mijloacele cunoscute de protejare a atmosferei de impuritățile chimice pot fi grupate în trei grupe.
Prima grupă include măsuri care vizează reducerea ratei de emisie, i.e. scăderea cantității de substanță emisă pe unitatea de timp. Al doilea grup include măsuri care vizează protejarea atmosferei prin procesarea și neutralizarea emisiilor nocive cu sisteme speciale de purificare. Al treilea grup include măsuri de standardizare a emisiilor atât la întreprinderile și dispozitivele individuale, cât și în regiune în ansamblu.
Pentru a reduce puterea emisiilor de impurități chimice în atmosferă, următoarele sunt cele mai utilizate pe scară largă:

înlocuirea combustibililor mai puțin ecologici cu alții ecologici;
arderea combustibilului conform tehnologiei speciale;
crearea de cicluri de producţie închise.

În primul caz, se utilizează combustibil cu un scor mai scăzut de poluare a aerului. La arderea diverșilor combustibili, indicatori precum conținutul de cenușă, cantitatea de dioxid de sulf și oxizi de azot din emisii pot varia foarte mult, prin urmare, a fost introdus un indicator total al poluării atmosferice în puncte, care reflectă gradul de efecte nocive asupra oamenilor.
Arderea combustibilului conform unei tehnologii speciale (Fig. 2) se realizează fie în pat fluidizat (fluidizat), fie prin gazeificarea lor prealabilă.

Orez. 2. Schema unei centrale termice folosind post-ardere
gaze arse si injectie sorbant: 1 - turbina cu abur; 2 - arzator;
3 - cazan; 4 - electroprecipitator; 5 - generator

Pentru a reduce rata de emisie de sulf, combustibilii solizi, sub formă de pulbere sau lichizi sunt arse într-un pat fluidizat, care este format din particule solide de cenușă, nisip sau alte substanțe (inerte sau reactive). Particulele solide sunt suflate în gazele care trec, unde se rotesc, se amestecă intens și formează un flux forțat de echilibru, care are în general proprietățile unui lichid.
Cărbunele și combustibilii petrolieri sunt supuși gazeificării preliminare, totuși, în practică, gazeificarea cărbunelui este cel mai des utilizată. Deoarece gazele produse și de eșapament în centralele electrice pot fi curățate eficient, concentrațiile de dioxid de sulf și de particule din emisiile lor vor fi minime.
Una dintre modalitățile promițătoare de a proteja atmosfera de impuritățile chimice este introducerea unor procese de producție închise care reduc la minimum deșeurile eliberate în atmosferă prin reutilizarea și consumarea acestora, adică transformarea lor în produse noi.

2) Clasificarea sistemelor de purificare a aerului și a parametrilor acestora

În funcție de starea de agregare, poluanții atmosferici sunt împărțiți în praf, ceață și impurități gaz-vapori. Emisiile industriale care conțin solide sau lichide în suspensie sunt sisteme în două faze. Faza continuă în sistem este gazele, iar cea dispersată– particule solide sau picături lichide.
etc.................

Emisiile de la întreprinderile industriale sunt caracterizate printr-o mare varietate de compoziții dispersate și alte proprietăți fizice și chimice. În acest sens, au fost dezvoltate diverse metode de purificare a acestora și tipuri de colectoare de gaz și praf - dispozitive concepute pentru purificarea emisiilor de poluanți.

Metodele de curățare a emisiilor industriale de praf pot fi împărțite în două grupe: metode de colectare a prafului mod „uscat”.și metodele de colectare a prafului mod „umed”.. Dispozitivele de desprafuire a gazelor includ: camere de decantare a prafului, cicloane, filtre poroase, precipitatoare electrostatice, scrubere etc.

Cele mai comune colectoare de praf uscat sunt ciclonii tipuri variate.

Sunt folosite pentru a capta făina și praful de tutun, cenușa formată în timpul arderii combustibilului în cazane. Fluxul de gaz intră în ciclon prin duza 2 tangenţial la suprafaţa interioară a corpului 1 şi efectuează o mişcare de rotaţie-translaţie de-a lungul corpului. Sub acțiunea forței centrifuge, particulele de praf sunt aruncate pe peretele ciclonului și, sub acțiunea gravitației, cad în recipientul de colectare a prafului 4, iar gazul purificat iese prin conducta de evacuare 3. Pentru funcționarea normală a ciclonului , etanșeitatea sa este necesară, dacă ciclonul nu este etanș, atunci datorită aspirației aerului exterior, praful se realizează cu fluxul prin conducta de evacuare.

Sarcinile de curățare a gazelor din praf pot fi rezolvate cu succes prin cilindrice (TsN-11, TsN-15, TsN-24, TsP-2) și conice (SK-TsN-34, SK-TsN-34M, SKD-TsN-33). ) cicloni, dezvoltate de Institutul de Cercetare pentru Purificarea Gazelor Industriale și Sanitare (NIIOGAZ). Pentru funcționarea normală, presiunea în exces a gazelor care intră în cicloane nu trebuie să depășească 2500 Pa. În același timp, pentru a evita condensarea vaporilor de lichid, t al gazului este selectat cu 30 - 50 ° C deasupra punctului de rouă t și în funcție de condițiile de rezistență structurală - nu mai mare de 400 ° C. Performanța de ciclonul depinde de diametrul său, crescând odată cu creșterea acestuia din urmă. Eficiența de curățare a cicloanelor din seria TsN scade odată cu creșterea unghiului de intrare în ciclon. Pe măsură ce dimensiunea particulelor crește și diametrul ciclonului scade, eficiența purificării crește. Cicloanele cilindrice sunt proiectate pentru a capta praful uscat din sistemele de aspirație și sunt recomandate pentru utilizare pentru pre-curățarea gazelor la intrarea filtrelor și a precipitatoarelor electrostatice. Cicloanele TsN-15 sunt fabricate din oțel carbon sau slab aliat. Cicloanele canonice din seria SK, destinate curățării gazelor din funingine, au o eficiență sporită față de cicloanele de tip TsN datorită rezistenței hidraulice mai mari.

Pentru a curăța mase mari de gaze se folosesc cicloane de baterii, formate dintr-un număr mai mare de elemente ciclon instalate în paralel. Din punct de vedere structural, acestea sunt combinate într-o singură clădire și au o alimentare și debit comun de gaz. Experiența în funcționarea cicloanelor de baterie a arătat că eficiența de curățare a unor astfel de cicloane este puțin mai mică decât eficiența elementelor individuale datorită fluxului de gaze între elementele ciclonului. Industria autohtonă produce cicloane de baterii de tip BC-2, BCR-150u etc.

Rotativ colectoarele de praf sunt dispozitive centrifuge, care, concomitent cu mișcarea aerului, îl purifică dintr-o fracțiune de praf mai mare de 5 microni. Sunt foarte compacte, pentru că. ventilatorul și colectorul de praf sunt de obicei combinate într-o singură unitate. Ca urmare, în timpul instalării și funcționării unor astfel de mașini, nu este necesar spațiu suplimentar pentru a găzdui dispozitive speciale de colectare a prafului atunci când se deplasează un flux de praf cu un ventilator obișnuit.

Schema structurală a celui mai simplu colector de praf de tip rotativ este prezentată în figură. În timpul funcționării roții ventilatorului 1, particulele de praf sunt aruncate pe peretele carcasei spiralate 2 din cauza forțelor centrifuge și se deplasează de-a lungul acesteia în direcția orificiului de evacuare 3. Gazul îmbogățit cu praf este evacuat printr-o admisie specială pentru praf 3. în coșul de gunoi, iar gazul purificat intră în conducta de evacuare 4 .

Pentru a îmbunătăți eficiența colectoarelor de praf din acest design, este necesară creșterea vitezei de transfer a fluxului curățat în carcasa spirală, dar aceasta duce la o creștere bruscă a rezistenței hidraulice a aparatului sau la reducerea razei de curbură. a spiralei carcasei, dar acest lucru îi reduce performanța. Astfel de mașini oferă o eficiență suficient de mare a purificării aerului, captând în același timp particule de praf relativ mari - mai mult de 20 - 40 de microni.

Separatoarele de praf de tip rotativ mai promițătoare concepute pentru a purifica aerul din particulele cu dimensiunea > 5 μm sunt separatoarele rotative de praf în contracurent (PRP). Separatorul de praf constă dintr-un rotor tubular 2 cu o suprafață perforată încorporată în carcasa 1 și o roată a ventilatorului 3. Rotorul și roata ventilatorului sunt montate pe un arbore comun. În timpul funcționării separatorului de praf, aerul praf pătrunde în carcasă, unde se rotește în jurul rotorului. Ca urmare a rotației fluxului de praf, apar forțe centrifuge, sub influența cărora particulele de praf în suspensie tind să iasă în evidență din acesta în direcția radială. Cu toate acestea, forțele de rezistență aerodinamice acționează asupra acestor particule în direcția opusă. Particulele, a căror forță centrifugă este mai mare decât forța de rezistență aerodinamică, sunt aruncate pe pereții carcasei și intră în buncărul 4. Aerul purificat este aruncat afară prin perforarea rotorului cu ajutorul unui ventilator.

Eficiența curățării PRP depinde de raportul selectat dintre forțele centrifuge și aerodinamice și teoretic poate ajunge la 1.

Comparația PRP cu cicloanele arată avantajele colectoarelor rotative de praf. Deci, dimensiunile totale ale ciclonului sunt de 3-4 ori, iar consumul specific de energie pentru curățarea a 1000 m 3 de gaz este cu 20-40% mai mare decât cel al PRP, toate celelalte fiind egale. Cu toate acestea, colectoarele rotative de praf nu au fost utilizate pe scară largă din cauza complexității relative a procesului de proiectare și funcționare în comparație cu alte dispozitive pentru curățarea gazelor uscate de impuritățile mecanice.

Pentru a separa fluxul de gaz în gaz purificat și gaz îmbogățit cu praf, lambriuit separator de praf. Pe grila cu jaluzele 1, debitul de gaz cu un debit Q este împărțit în două canale cu un debit de Q 1 și Q 2 . De obicei, Q 1 \u003d (0,8-0,9) Q și Q 2 \u003d (0,1-0,2) Q. Separarea particulelor de praf de fluxul principal de gaz de pe grilaj are loc sub acțiunea forțelor inerțiale care decurg din rotația fluxului de gaz la intrarea în grilaj, precum și datorită efectului de reflexie a particulelor de pe suprafața grătar la impact. Fluxul de gaz îmbogățit cu praf după grilaj este direcționat către ciclon, unde este curățat de particule și reintrodus în conducta din spatele grilajului. Separatoarele de praf cu jaluzele au un design simplu și sunt bine asamblate în conducte de gaz, oferind o eficiență de curățare de 0,8 sau mai mult pentru particulele mai mari de 20 de microni. Sunt utilizate pentru curățarea gazelor de ardere de praful grosier la t până la 450 - 600 o C.

Electrofiltru. Purificarea electrică este unul dintre cele mai avansate tipuri de purificare a gazelor din particulele de praf și ceață suspendate în ele. Acest proces se bazează pe ionizarea prin impact a gazului în zona de descărcare corona, transferul încărcăturii ionice către particulele de impurități și depunerea acestora din urmă pe electrozii de colectare și corona. Electrozii colectori 2 sunt conectați la polul pozitiv al redresorului 4 și împământați, iar electrozii corona sunt conectați la polul negativ. Particulele care intră în precipitatorul electrostatic sunt conectate la polul pozitiv al redresorului 4 și împământate, iar electrozii corona sunt încărcați cu ioni de impurități ana. de obicei au deja o sarcină mică obținută din cauza frecării împotriva pereților conductelor și echipamentelor. Astfel, particulele încărcate negativ se deplasează către electrodul colector, iar particulele încărcate pozitiv se depun pe electrodul corona negativ.

Filtre utilizat pe scară largă pentru purificarea fină a emisiilor de gaze din impurități. Procesul de filtrare constă în reținerea particulelor de impurități pe partițiile poroase pe măsură ce acestea se deplasează prin ele. Filtrul este o carcasă 1, împărțită printr-o partiție poroasă (filtru-

element) 2 în două cavități. Gazele contaminate intră în filtru, care sunt curățate la trecerea prin elementul de filtrare. Particulele de impurități se depun pe partea de intrare a peretelui poros și rămân în pori, formând stratul 3 pe suprafața peretelui.

După tipul pereților despărțitori, filtrele sunt: ​​- cu straturi granulare (materiale granulare fixate turnate liber) formate din granule de diverse forme, folosite la purificarea gazelor de impurități mari. Pentru purificarea gazelor din praful de origine mecanică (de la concasoare, uscători, mori etc.), se folosesc mai des filtrele de pietriș. Astfel de filtre sunt ieftine, ușor de operat și oferă o eficiență ridicată de purificare (până la 0,99) a gazelor din praful grosier.

Cu compartimentări poroase flexibile (țesături, pâsle, cauciuc burete, spumă poliuretanică etc.);

Cu pereți despărțitori porosi semirigide (ochiuri tricotate și țesute, spirale presate și așchii etc.);

Cu compartimentări poroase rigide (ceramica poroasă, metale poroase etc.).

Cele mai răspândite în industrie pentru curățarea chimică a emisiilor de gaze din impurități sunt filtre cu saci. Numărul necesar de manșoane 1 este instalat în carcasa filtrului 2, în cavitatea internă a cărei gaz praf este alimentat de la conducta de admisie 5. Particulele de poluare datorate sitei și alte efecte se depun în grămadă și formează un strat de praf pe suprafața interioară a mânecilor. Aerul purificat iese din filtru prin conducta 3. Când se atinge scăderea maximă admisă de presiune peste filtru, acesta este deconectat de la sistem și regenerat prin scuturarea manșoanelor cu tratarea lor prin purjare cu gaz comprimat. Regenerarea este efectuată de un dispozitiv special 4.

Acoperitoarele de praf de diferite tipuri, inclusiv precipitatoarele electrostatice, sunt utilizate la concentrații ridicate de impurități din aer. Filtrele sunt utilizate pentru purificarea aerului fin cu concentrații de impurități care nu depășesc 50 mg/m 3, dacă purificarea fină a aerului necesară are loc la concentrații inițiale mari de impurități, atunci purificarea se realizează într-un sistem de colectoare de praf și filtre conectate în serie.

Aparat curatare umeda gazele sunt răspândite, tk. se caracterizează prin eficiență ridicată de curățare a prafurilor fine cu d h ≥ (0,3-1,0) μm, precum și posibilitatea curățării prafului de gaze fierbinți și explozive.Totuși, colectoarele umede au o serie de dezavantaje care le limitează domeniul de aplicare: nămol, care necesită sisteme speciale pentru prelucrarea sa; îndepărtarea umidității în atmosferă și formarea depunerilor în conductele de gaz de ieșire atunci când gazele sunt răcite la temperatura punctului de rouă; necesitatea creării unor sisteme de circulaţie pentru alimentarea cu apă a colectorului de praf.

Agenția de curățare umedă funcționează pe principiul depunerii particulelor de praf pe suprafața fie a picăturilor de lichid, fie a peliculelor lichide. Sedimentarea particulelor de praf pe lichid are loc sub acțiunea forțelor de inerție și a mișcării browniene.

Dintre dispozitivele de curățare umedă cu depunerea de particule de praf pe suprafața picăturilor, în practică, mai aplicabil Scruber Venturi. Partea principală a scruberului este o duză Venturi 2, în partea de confuzie a căreia este furnizat un flux de gaz praf și lichid este furnizat prin duze centrifuge 1 pentru irigare. În partea de confuzie a duzei, gazul este accelerat de la viteza de intrare de 15–20 m/s la viteza în secțiunea îngustă a duzei de 30–200 m/s, iar în partea difuzor a duzei, fluxul este decelerat la o viteză de 15–20 m/s și este introdus în colectorul de picături 3. Captorul de picături este de obicei realizat sub forma unui ciclon cu trecere o dată. Scruberele Venturi asigură o eficiență ridicată de curățare pentru aerosoli cu o dimensiune medie a particulelor de 1-2 microni la o concentrație inițială de impurități de până la 100 g/m 3 .

Colectorii umezi de praf includ Colector de praf cu spumă cu bule cu grătare de scufundare și preaplin. În astfel de dispozitive, gazul de purificare intră sub grătarul 3, trece prin orificiile grătarului și, trecând prin stratul de lichid sau spumă 2, sub presiune, este curățat de o parte din praf datorită depunerii de particule pe suprafața interioară a bulelor de gaz. Modul de funcționare al dispozitivelor depinde de viteza de alimentare cu aer sub grătar. La o viteză de până la 1 m/s, se observă un mod de funcționare cu barbotare a aparatului. O creștere suplimentară a vitezei gazului în corpul aparatului de la 1 la 2-2,5 m/s este însoțită de apariția unui strat de spumă deasupra lichidului, ceea ce duce la o creștere a eficienței purificării gazului și antrenării pulverizării din aparatul. Dispozitivele moderne cu spumă cu barbotare asigură eficiența epurării gazelor din praf fin ≈ 0,95-0,96 la un consum specific de apă de 0,4-0,5 l/m 3 . Dar aceste aparate sunt foarte sensibile la neuniformitatea alimentării cu gaz sub grătare defect, ceea ce duce la suflarea locală a peliculei lichide din grătar. Grilele sunt predispuse la înfundare.

Metodele de curățare a emisiilor industriale de poluanți gazoși sunt împărțite în cinci grupe principale în funcție de natura desfășurării proceselor fizice și chimice: spălarea emisiilor cu solvenți de impurități (absorbție); spălarea emisiilor cu soluții de reactivi care leagă chimic impuritățile (chimisorbție); absorbția impurităților gazoase de către substanțele active solide (adsorbție); neutralizarea termică a gazelor de eșapament și utilizarea conversiei catalitice.

metoda de absorbtie. În tehnicile de curățare a emisiilor de gaze, procesul de absorbție este adesea denumit scruber proces. Purificarea emisiilor de gaze prin metoda absorbției constă în separarea unui amestec gaz-aer în părțile sale constitutive prin absorbția unuia sau mai multor componente gazoase (absorbate) ale acestui amestec cu un absorbant lichid (absorbant) pentru a forma o soluție.

Forța motrice aici este gradientul de concentrație la limita fazei gaz-lichid. Componenta amestecului gaz-aer (absorbat) dizolvată în lichid pătrunde în straturile interioare ale absorbantului datorită difuziei. Procesul se desfășoară cu atât mai rapid, cu atât suprafața de separare a fazelor este mai mare, turbulența fluxurilor și coeficienții de difuzie, adică în proiectarea absorbanților, trebuie acordată o atenție deosebită organizării contactului fluxului de gaz cu solventul lichid și alegerii. a lichidului absorbant (absorbant).

Condiția decisivă pentru alegerea absorbantului este solubilitatea componentei extrase în acesta și dependența acesteia de temperatură și presiune. Dacă solubilitatea gazelor la 0°C și o presiune parțială de 101,3 kPa este de sute de grame per 1 kg de solvent, atunci astfel de gaze se numesc foarte solubile.

Organizarea contactului curentului de gaz cu solventul lichid se realizează fie prin trecerea gazului prin coloana de împachetare, fie prin pulverizarea lichidului, fie prin barbotarea gazului prin stratul de lichid absorbant. In functie de metoda implementata de contact gaz-lichid, exista: turnuri impachetate: scrubere cu duze si centrifuge, scrubere Venturi; spumă de barbotare și alte scrubere.

Dispunerea generală a turnului de ambalare în amonte de vânt este prezentată în figură. Gazul poluat intră în fundul turnului, în timp ce gazul purificat îl părăsește prin vârf, unde, cu ajutorul unuia sau mai multor stropitoare. 2 se introduce un absorbant pur, iar soluția uzată se ia de jos. Gazul purificat este de obicei evacuat în atmosferă. Lichidul care părăsește absorbantul este regenerat, desorbind contaminantul și returnat în proces sau îndepărtat ca deșeu (produs secundar). Garnitura 1 inertă din punct de vedere chimic, care umple cavitatea internă a coloanei, este concepută pentru a mări suprafața lichidului care se răspândește peste ea sub formă de peliculă. Ca ambalaje sunt folosite corpuri de diferite forme geometrice, fiecare dintre acestea fiind caracterizată de propria suprafață specifică și rezistență la mișcarea fluxului de gaz.

Alegerea metodei de purificare este determinată de un calcul tehnic și economic și depinde de: concentrația poluantului în gazul purificat și gradul de epurare necesar, în funcție de poluarea de fond a atmosferei din regiunea dată; volumele de gaze purificate și temperatura acestora; prezența impurităților gazoase și a prafului însoțitor; necesitatea anumitor produse de eliminare și disponibilitatea sorbantului necesar; dimensiunea suprafețelor disponibile pentru construcția unei stații de tratare a gazelor; disponibilitatea catalizatorului necesar, gaze naturale etc.

La alegerea instrumentației pentru noi procese tehnologice, precum și la reconstrucția instalațiilor de curățare a gazelor existente, este necesar să ne ghidăm după următoarele cerințe: eficiență maximă a procesului de curățare într-o gamă largă de caracteristici de încărcare la costuri energetice reduse; simplitatea proiectării și întreținerii; compactitatea și posibilitatea de a produce dispozitive sau unități individuale din materiale polimerice; posibilitatea de a lucra la irigare circulanta sau la autoirigare. Principiul principal care ar trebui să stea la baza proiectării instalațiilor de tratare este reținerea maximă posibilă a substanțelor nocive, a căldurii și revenirea lor în procesul tehnologic.

Sarcina #2: Echipamentele sunt instalate la uzina de procesare a cerealelor, care este o sursă de emisie de praf de cereale. Pentru a-l scoate din zona de lucru, echipamentul este echipat cu un sistem de aspirare. Pentru a curăța aerul înainte de a fi eliberat în atmosferă, se folosește o instalație de colectare a prafului, formată dintr-un singur ciclon sau cu baterie.

Determinați: 1. Emisia maximă admisă de praf de cereale.

2. Selectați proiectarea instalației de colectare a prafului, formată din cicloni ai Institutului de Cercetare pentru Curățarea Gazelor Industriale și Sanitare (NII OGAZ), determinați eficiența acesteia conform programului și calculați concentrația de praf la intrarea și la ieșirea ciclonului.

Înălțimea sursei de emisie H = 15 m,

Viteza de ieșire a amestecului gaz-aer din sursă w aproximativ = 6 m/s,

Diametrul gurii arcului D = 0,5 m,

Temperatura de emisie T g \u003d 25 ° C,

Temperatura mediului T în \u003d _ -14 o C,

Dimensiunea medie a particulelor de praf d h = 4 µm,

Praf de cereale MPC = 0,5 mg / m 3,

Concentrația de fond a prafului de cereale С f = 0,1 mg/m 3 ,

Compania este situată în regiunea Moscova,

Terenul este calm.

Decizia 1. Determinați EMP al prafului de cereale:

M pdv = , mg/m 3

din definiția MPE avem: C m \u003d C pdc - C f \u003d 0,5-0,1 \u003d 0,4 mg / m 3,

Debitul amestecului gaz-aer V 1 = ,

DT \u003d T g - T în \u003d 25 - (-14) \u003d 39 o C,

determinaţi parametrii de emisie: f =1000 , apoi

m = 1/(0,67+0,1 + 0,34) = 1/(0,67 + 0,1 +0,34) = 0,8.

Vm = 0,65 , apoi

n \u003d 0,532 V m 2 - 2,13 V m + 3,13 \u003d 0,532 × 0,94 2 - 2,13 × 0,94 + 3,13 \u003d 1,59 și

M pdv = g/s.

2. Selectarea unei stații de epurare și determinarea parametrilor acesteia.

a) Alegerea instalației de colectare a prafului se face conform cataloagelor și tabelelor („Ventilație, aer condiționat și purificare a aerului la întreprinderile din industria alimentară” de E.A. Shtokman, V.A. Shilov, E.E. Novgorodsky și colab., M., 1997). Criteriul de selecție este performanța ciclonului, adică. debitul amestecului gaz-aer, la care ciclonul are randament maxim. Când rezolvăm problema, vom folosi tabelul:

Prima linie conține date pentru un singur ciclon, a doua linie pentru un ciclon de baterie.

Dacă performanța calculată este în intervalul dintre valorile tabelare, atunci este selectată proiectarea instalației de colectare a prafului cu cea mai apropiată performanță mai mare.

Determinăm productivitatea orară a stației de epurare:

V h \u003d V 1 × 3600 \u003d 1,18 × 3600 \u003d 4250 m 3 / h

Conform tabelului, în funcție de cea mai apropiată valoare mai mare V h = 4500 m 3 / h, selectăm o instalație de colectare a prafului sub forma unui singur ciclon TsN-11 cu diametrul de 800 mm.

b) Conform graficului din Fig. 1 al cererii, randamentul instalatiei de colectare a prafului cu un diametru mediu al particulelor de praf de 4 μm este h och = 70%.

c) Determinați concentrația de praf la ieșirea ciclonului (la gura sursei):

C out =

Concentrația maximă de praf în aerul curățat C in este determinată de:

C în = .

Dacă valoarea reală a C in este mai mare de 1695 mg/m 3 , atunci instalația de colectare a prafului nu va da efectul dorit. În acest caz, trebuie folosite metode de curățare mai avansate.

3. Determinați indicatorul de poluare

P = ,

unde M este masa emisiei de poluanți, g/s,

Indicatorul de poluare arata de cat aer curat este necesar pentru a „dizolva” poluantul emis de sursa pe unitatea de timp, pana la MPC, tinand cont de concentratia de fond.

P = .

Indicele anual de poluare este indicele de poluare totală. Pentru a o determina, găsim masa emisiilor de praf de cereale pe an:

M an \u003d 3,6 × M MPE × T × d × 10 -3 \u003d 3,6 × 0,6 × 8 × 250 × 10 -3 \u003d 4,32 t / an, apoi

åR = .

Indicele de poluare este necesar pentru evaluarea comparativă a diferitelor surse de emisie.

Pentru comparație, să calculăm EP pentru dioxidul de sulf din problema anterioară pentru aceeași perioadă de timp:

M an \u003d 3,6 × M MPE × T × d × 10 -3 \u003d 3,6 × 0,71 × 8 × 250 × 10 -3 \u003d 5,11 t / an, apoi

åR =

Și în concluzie, este necesar să se deseneze o schiță a ciclonului selectat conform dimensiunilor date în anexă, la o scară arbitrară.

Controlul poluării. Plata pentru daune mediului.

La calcularea cantității de poluant, de ex. masele de ejectie sunt determinate de doua marimi: emisie brută (t/an) și emisie unică maximă (g/s). Valoarea brută a emisiilor este utilizată pentru evaluarea globală a poluării aerului de către o anumită sursă sau grup de surse și este, de asemenea, baza pentru calcularea plăților pentru poluare a sistemului de protecție a mediului.

Emisia maximă unică permite evaluarea stării de poluare a aerului atmosferic la un moment dat și este valoarea inițială pentru calcularea concentrației maxime la suprafață a unui poluant și a dispersiei acestuia în atmosferă.

Atunci când se elaborează măsuri de reducere a emisiilor de poluanți în atmosferă, este necesar să se cunoască ce contribuție aduce fiecare sursă la imaginea de ansamblu a poluării aerului atmosferic în zona în care se află întreprinderea.

TSV - eliberare convenită temporar. Dacă la o anumită întreprindere sau un grup de întreprinderi situate în aceeași zonă (S F este mare), valoarea EMP din motive obiective nu poate fi atinsă în prezent, atunci de comun acord cu organismul care exercită controlul de stat asupra protecției atmosferei din poluare, adoptarea unei reduceri treptate a emisiilor la valorile EMP și elaborarea unor măsuri specifice în acest sens.

Se încasează plăți pentru următoarele tipuri de efecte nocive asupra mediului: - emisia de poluanți în atmosferă din surse staționare și mobile;

Deversarea de poluanți în corpurile de apă de suprafață și subterane;

Eliminarea deșeurilor;

Dr. tipuri de efecte nocive (zgomot, vibrații, efecte electromagnetice și radiații etc.).

Există două tipuri de standarde de bază de plată:

a) pentru emisii, evacuări de poluanți și eliminarea deșeurilor în limite acceptabile

b) pentru emisii, evacuări de poluanți și eliminarea deșeurilor în limitele stabilite (standarde convenite temporar).

Ratele de bază de plată sunt stabilite pentru fiecare ingredient poluant (deșeuri), ținând cont de gradul de pericol al acestora pentru sistemul de protecție a mediului și sănătatea publică.

Ratele taxelor de poluare pentru poluarea mediului sunt specificate în Decretul Guvernului Federației Ruse din 12 iunie 2003 nr. Nr. 344 „Cu privire la standardele de plată pentru emisiile de poluanți în aerul atmosferic prin surse staționare și mobile, deversările de poluanți în corpurile de apă de suprafață și subterane, eliminarea deșeurilor de producție și consum” pentru 1 tonă în ruble:

Plata pentru emisiile de poluanti care nu depasesc standardele stabilite pentru utilizatorul naturii:

П = С Н × М Ф, cu М Ф £ М Н,

unde МФ este emisia reală a unui poluant, t/an;

МН este standardul maxim admisibil pentru acest poluant;

СН este rata de plată pentru emisia a 1 tonă din acest poluant în limitele standardelor de emisie admise, rub/t.

Plata pentru emisiile poluante in limitele de emisie stabilite:

P \u003d C L (M F - M N) + C N M N, cu M N< М Ф < М Л, где

C L - rata de plată pentru emisia a 1 tonă de poluant în limitele de emisie stabilite, rub/t;

M L este limita stabilită pentru emisia unui anumit poluant, t/an.

Plata pentru emisia excesivă de poluanți:

P \u003d 5 × S L (M F - M L) + S L (M L - M N) + S N × M N, cu M F > M L.

Plata pentru emisia de poluanti, atunci cand standardele de emisie de poluanti sau amenda nu sunt stabilite pentru utilizatorul naturii:

P = 5 × S L × M F

Plățile pentru emisiile maxime admise, evacuările de poluanți, eliminarea deșeurilor se efectuează în detrimentul costului produselor (lucrări, servicii), iar pentru depășirea acestora - în detrimentul profitului rămas la dispoziția utilizatorului naturii.

Plățile pentru poluarea mediului se primesc de către:

19% la bugetul federal,

81% la bugetul subiectului Federației.

Sarcina nr. 3. „Calculul emisiilor tehnologice și plata poluării mediului pe exemplul unei brutărie”

Cea mai mare parte a poluanților, precum alcoolul etilic, acidul acetic, acetaldehida, se formează în camerele de coacere, de unde sunt îndepărtați prin conducte de evacuare datorită tirajului natural sau emiși în atmosferă prin țevi sau puțuri metalice de cel puțin 10-15 m înălțime. Emisiile de praf de făină apar în principal în depozitele de făină. Oxizii de azot și carbon se formează atunci când gazul natural este ars în camerele de coacere.

Date inițiale:

1. Producția anuală a brutăriei din Moscova - 20.000 de tone / an de produse de panificație, incl. produse de panificatie din faina de grau - 8.000 t/an, produse de panificatie din faina de secara - 5.000 t/an, produse de panificatie din rulouri mixte - 7.000 t/an.

2. Rețetă rulada: 30% - făină de grâu și 70% - făină de secară

3. Starea de depozitare a făinii - vrac.

4. Combustibil în cuptoare și cazane - gaze naturale.

I. Emisiile tehnologice ale brutăriei.

II. Plata pentru poluarea aerului, dacă EMP pentru:

Alcool etilic - 21 tone / an,

Acid acetic - 1,5 t/an (SSV - 2,6 t/an),

Aldehidă acetică - 1 t / an,

Praf de făină - 0,5 t / an,

Oxizi de azot - 6,2 t / an,

Oxizi de carbon - 6 t/an.

1. În conformitate cu metodologia Institutului de Cercetare All-Rusian din KhP, emisiile tehnologice în timpul coacerii produselor de panificație sunt determinate de metoda indicatorilor specifici:

M \u003d B × m, unde

M este cantitatea de emisii de poluanți în kg pe unitatea de timp,

B - producția în tone pentru aceeași perioadă de timp,

m este indicatorul specific al emisiilor de poluanți pe unitatea de producție, kg/t.

Emisii specifice de poluanți în kg/t de produse finite.

1. Alcool etilic: produse de panificație din făină de grâu - 1,1 kg / t,

produse de panificație din făină de secară - 0,98 kg / t.

2. Acid acetic: produse de panificație din făină de grâu - 0,1 kg / t,

produse de panificatie din faina de secara – 0,2 kg/t.

3. Aldehidă acetică - 0,04 kg / t.

4. Praf de făină - 0,024 kg/t (pentru depozitarea în vrac a făinii), 0,043 kg/t (pentru depozitarea făinii în recipient).

5. Oxizi de azot - 0,31 kg / t.

6. Oxizi de carbon - 0,3 kg/t.

I. Calculul emisiilor tehnologice:

1. Alcool etilic:

M 1 \u003d 8000 × 1,1 \u003d 8800 kg / an;

M 2 \u003d 5000 × 0,98 \u003d 4900 kg / an;

M 3 \u003d 7000 (1,1 × 0,3 + 0,98 × 0,7) \u003d 7133 kg / an;

emisia totală M \u003d M 1 + M 2 + M 3 \u003d 8800 + 4900 + 7133 \u003d 20913 kg / an.

2. Acid acetic:

Produse de panificație din făină de grâu

M 1 \u003d 8000 × 0,1 \u003d 800 kg / an;

Produse de panificație din făină de secară

M 2 \u003d 5000 × 0,2 \u003d 1000 kg / an;

Produse de panificație din rulouri amestecate

M 3 \u003d 7000 (0,1 × 0,3 + 0,2 × 0,7) \u003d 1190 kg / an,

emisia totală M \u003d M 1 + M 2 + M 3 \u003d 800 + 1000 + 1190 \u003d 2990 kg / an.

3. Aldehida acetică М = 20000 × 0,04 = 800 kg/an.

4. Praf de făină М = 20000 × 0,024 = 480 kg/an.

5. Oxizi de azot М = 20000 × 0,31 = 6200 kg/an.

6. Oxizi de carbon М = 20000 × 0,3 = 6000 kg/an.

II. Calculul plății pentru poluare a sistemului de protecție a mediului.

1. Alcool etilic: M N = 21 t / an, M F = 20,913 t / an Þ P = C N × M f = 0,4 × 20,913 = 8,365 ruble.

2. Acid acetic: M N \u003d 1,5 t / an, M L \u003d 2,6 t / an, M F \u003d 2,99 t / an Þ P \u003d 5C L (M F -M L) + C L ( M L - M N) + C N × M N =

5 × 175 × (2,99-2,6) + 175 × (2,6 - 1,5) + 35 × 1,5 = 586,25 ruble.

3. Aldehidă acetică: M H \u003d 1 t / an, M F \u003d 0,8 t / an Þ P \u003d C H × M F \u003d 68 × 0,8 \u003d 54,4 ruble.

4. Praf de făină: M N = 0,5 t/an, M F = 0,48 t/an Þ P = C N × M F = 13,7 × 0,48 = 6,576 ruble.

5. Oxid de azot: M N = 6,2 t / an, M F = 6,2 t / an Þ P = C N × M F = 35 × 6,2 = 217 ruble.

6. Oxid de carbon: М Н = 6 t/an, М Ф = 6 t/an Þ

P \u003d C N × M F \u003d 0,6 × 6 \u003d 3,6 ruble.

Coeficientul luând în considerare factorii de mediu pentru regiunea Centrală a Federației Ruse = 1,9 pentru aerul atmosferic, pentru oraș coeficientul este 1,2.

åP \u003d 876.191 1,9 1,2 \u003d 1997,72 ruble

SARCINI DE CONTROL.

Exercitiul 1

numărul opțiunii	Productivitatea cazanului Q aproximativ, MJ/h	Înălțimea sursei H, m	Diametrul gurii D, m	Concentrația de fond de SO2Cf, mg/m3
			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

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Găzduit la http://www.allbest.ru/

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse

Instituția de învățământ bugetară de stat federală

studii profesionale superioare

„Universitatea Tehnică de Stat Don” (DSTU)

Modalități și mijloace de protejare a atmosferei și de evaluare a eficacității acestora

Efectuat:

student al grupului MTS IS 121

Kolemasova A.S.

Rostov-pe-Don

Introducere

2. Curățarea mecanică a gazelor

Surse folosite

Introducere

Atmosfera se caracterizează printr-un dinamism extrem de ridicat, datorită atât mișcării rapide a maselor de aer în direcțiile laterale și verticale, cât și vitezei mari, o varietate de reacții fizice și chimice care au loc în ea. Atmosfera este văzută ca un imens „cazan chimic”, care este influențat de numeroși și variabili factori antropici și naturali. Gazele și aerosolii eliberați în atmosferă sunt foarte reactivi. Praful și funinginea generate în timpul arderii combustibilului, incendiile forestiere absorb metalele grele și radionuclizii și, atunci când sunt depuse la suprafață, pot polua suprafețe vaste și pot pătrunde în corpul uman prin sistemul respirator.

Poluarea atmosferică este introducerea directă sau indirectă a oricărei substanțe în ea într-o asemenea cantitate care afectează calitatea și compoziția aerului exterior, dăunând oamenilor, naturii vie și neînsuflețite, ecosistemelor, materialelor de construcție, resurselor naturale - întregului mediu.

Purificarea aerului de impurități.

Pentru a proteja atmosfera de impactul antropic negativ, se folosesc următoarele măsuri:

Ecologizarea proceselor tehnologice;

Purificarea emisiilor de gaze din impuritățile nocive;

Disiparea emisiilor de gaze în atmosferă;

Amenajarea zonelor de protectie sanitara, solutii arhitecturale si de amenajare.

Tehnologie fără deșeuri și cu deșeuri reduse.

Ecologizarea proceselor tehnologice este crearea de cicluri tehnologice închise, tehnologii fără deșeuri și cu deșeuri reduse care exclud poluanții nocivi de la intrarea în atmosferă.

Cea mai fiabilă și mai economică modalitate de a proteja biosfera de emisiile de gaze nocive este trecerea la o producție fără deșeuri sau la tehnologii fără deșeuri. Termenul de „tehnologie fără deșeuri” a fost propus pentru prima dată de academicianul N.N. Semenov. Implică crearea unor sisteme tehnologice optime cu fluxuri de materiale și energie închise. O astfel de producție nu ar trebui să aibă ape uzate, emisii nocive în atmosferă și deșeuri solide și nu ar trebui să consume apă din rezervoare naturale. Adică înțeleg principiul organizării și funcționării industriilor, cu utilizarea rațională a tuturor componentelor materiilor prime și energiei într-un ciclu închis: (materii prime primare - producție - consum - materii prime secundare).

Desigur, conceptul de „producție fără deșeuri” este oarecum arbitrar; acesta este un model de producție ideal, deoarece în condiții reale este imposibil să eliminați complet deșeurile și să scăpați de impactul producției asupra mediului. Mai precis, astfel de sisteme ar trebui numite sisteme cu deșeuri reduse, oferind emisii minime, în care daunele aduse ecosistemelor naturale vor fi minime. Tehnologia cu deșeuri reduse este o etapă intermediară în crearea unei producții fără deșeuri.

1. Dezvoltarea tehnologiilor non-deșeuri

În prezent, au fost identificate câteva direcții principale pentru protecția biosferei, care conduc în cele din urmă la crearea de tehnologii fără deșeuri:

1) dezvoltarea și implementarea unor procese și sisteme tehnologice fundamental noi care funcționează în ciclu închis, care permit excluderea formării cantității principale de deșeuri;

2) prelucrarea deşeurilor de producţie şi consum ca materii prime secundare;

3) crearea de complexe teritorial-industriale cu structură închisă a fluxurilor materiale de materii prime și deșeuri în cadrul complexului.

Importanța utilizării economice și raționale a resurselor naturale nu necesită justificare. Nevoia de materii prime este în continuă creștere în lume, a căror producție devine din ce în ce mai scumpă. Fiind o problemă intersectorială, dezvoltarea tehnologiilor cu conținut scăzut de deșeuri și fără deșeuri și utilizarea rațională a resurselor secundare necesită decizii intersectoriale.

Dezvoltarea și implementarea unor procese și sisteme tehnologice fundamental noi care funcționează într-un ciclu închis, care fac posibilă excluderea formării cantității principale de deșeuri, este direcția principală a progresului tehnic.

Purificarea emisiilor de gaze din impuritățile nocive

Emisiile de gaze sunt clasificate în funcție de organizarea îndepărtării și controlului - în organizate și neorganizate, în funcție de temperatură în încălzite și rece.

O emisie industrială organizată este o emisie care intră în atmosferă prin conducte de gaze, conducte de aer, conducte special construite.

Neorganizat se referă la emisiile industriale care intră în atmosferă sub formă de fluxuri nedirecționale de gaz ca urmare a scurgerilor de echipamente. Absența sau funcționarea nesatisfăcătoare a echipamentelor de aspirare a gazelor la locurile de încărcare, descărcare și depozitare a produsului.

Pentru a reduce poluarea aerului din emisiile industriale, se folosesc sisteme de purificare a gazelor. Purificarea gazelor se referă la separarea din gaz sau transformarea într-o stare inofensivă a unui poluant provenit dintr-o sursă industrială.

2. Curățarea mecanică a gazelor

Include metode uscate și umede.

Purificarea gazelor în colectoare mecanice uscate de praf.

Acoperitoarele mecanice uscate de praf includ dispozitive care folosesc diverse mecanisme de depunere: gravitaționale (camera de depunere a prafului), inerțiale (camere în care se depune praful ca urmare a modificării direcției fluxului de gaz sau a instalării unui obstacol în calea acestuia) și centrifugă.

Decantarea gravitațională se bazează pe decantarea particulelor în suspensie sub acțiunea gravitației atunci când un gaz prăfuit se mișcă cu viteză mică fără a schimba direcția de curgere. Procesul se desfășoară în conducte de gaz de decantare și camere de decantare a prafului (Fig. 1). Pentru a reduce înălțimea de depunere a particulelor în camerele de decantare, sunt instalate o multitudine de rafturi orizontale la o distanță de 40-100 mm, rupând fluxul de gaz în jeturi plate. Depunerea gravitațională este eficientă numai pentru particulele mari cu un diametru mai mare de 50-100 microni, iar gradul de purificare nu este mai mare de 40-50%. Metoda este potrivită numai pentru purificarea preliminară, grosieră a gazelor.

Camere de depunere a prafului (Fig. 1). Sedimentarea particulelor suspendate în fluxul de gaz în camerele de decantare a prafului are loc sub acțiunea gravitației. Cele mai simple modele de aparate de acest tip sunt conductele de gaz de decantare, uneori prevăzute cu deflectoare verticale pentru o mai bună sedimentare a particulelor solide. Camerele de decantare a prafului cu mai multe rafturi sunt utilizate pe scară largă pentru curățarea gazelor fierbinți ale cuptorului.

Camera de depunere a prafului este formată din: 1 - conductă de admisie; 2 - conducta de evacuare; 3 - corp; 4 - buncăr de particule în suspensie.

Depunerea inerțială se bazează pe tendința particulelor în suspensie de a-și menține direcția inițială de mișcare atunci când direcția fluxului de gaz se schimbă. Dintre dispozitivele inerțiale, cel mai des sunt utilizate colectoarele de praf cu jaluzele cu un număr mare de fante (lavele). Gazele sunt desprăfuite, ieșind prin fisuri și schimbând direcția de mișcare, viteza gazului la intrarea în aparat este de 10-15 m/s. Rezistența hidraulică a aparatului este de 100-400 Pa (10-40 mm coloană de apă). Particule de praf cu 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.

Aceste dispozitive sunt ușor de fabricat și operat, sunt utilizate pe scară largă în industrie. Dar eficiența de captare nu este întotdeauna suficientă.

Metodele centrifuge de purificare a gazelor se bazează pe acțiunea forței centrifuge care rezultă din rotația curentului de gaz care este curățat în aparatul de purificare sau din rotația unor părți ale aparatului în sine. Ciclonii (Fig. 2) de diferite tipuri sunt utilizați ca purificatoare centrifuge de praf: cicloane de baterii, colectoare rotative de praf (rotoclone), etc. Ciclonii sunt cel mai des folosiți în industrie pentru depunerea aerosolilor solizi. Cicloanele se caracterizează prin productivitate ridicată a gazului, design simplu și funcționare fiabilă. Gradul de îndepărtare a prafului depinde de dimensiunea particulelor. Pentru cicloanii de mare productivitate, în special ciclonii cu baterii (cu o capacitate mai mare de 20.000 m 3 /h), gradul de purificare este de aproximativ 90% cu un diametru al particulei d > 30 μm. Pentru particulele cu d = 5–30 µm, gradul de purificare este redus la 80%, iar pentru d == 2–5 µm, este mai mic de 40%.

curatarea deseurilor industriale din atmosfera

Pe fig. 2, aerul este introdus tangenţial în conducta de admisie (4) a ciclonului, care este un aparat de turbionare. Fluxul rotativ format aici coboară de-a lungul spațiului inelar format de partea cilindrică a ciclonului (3) și țeava de evacuare (5) în partea sa conică (2), apoi, continuând să se rotească, iese din ciclon prin țeava de evacuare. . (1) - evacuare praf.

Forțele aerodinamice îndoaie traiectoria particulelor. În timpul mișcării de rotație în jos a fluxului de praf, particulele de praf ajung la suprafața interioară a cilindrului și sunt separate de flux. Sub influența gravitației și a acțiunii de antrenare a fluxului, particulele separate coboară și trec prin orificiul de evacuare a prafului în buncăr.

Un grad mai mare de purificare a aerului din praf în comparație cu un ciclon uscat poate fi obținut în colectoarele de praf de tip umed (Fig. 3), în care praful este captat ca urmare a contactului particulelor cu un lichid de umectare. Acest contact se poate realiza pe peretii umezi curgati de aer, pe picaturi sau pe suprafata libera a apei.

Pe fig. 3 prezintă un ciclon cu peliculă de apă. Aerul praf este furnizat prin conducta de aer (5) în partea inferioară a aparatului tangenţial cu o viteză de 15-21 m/s. Fluxul de aer învolburat, care se deplasează în sus, întâlnește o peliculă de apă care curge pe suprafața cilindrului (2). Aerul purificat este evacuat din partea superioară a aparatului (4) de asemenea tangenţial în direcţia de rotaţie a fluxului de aer. Ciclonul cu peliculă de apă nu are o țeavă de evacuare, ceea ce este caracteristic ciclonilor uscati, ceea ce face posibilă reducerea diametrului părții sale cilindrice.

Suprafața interioară a ciclonului este irigată continuu cu apă de la duzele (3) plasate în jurul circumferinței. Pelicula de apă de pe suprafața interioară a ciclonului trebuie să fie continuă, astfel încât duzele sunt instalate astfel încât jeturile de apă să fie direcționate tangențial la suprafața cilindrului în sensul de rotație al fluxului de aer. Praful captat de pelicula de apă curge împreună cu apa în partea conică a ciclonului și este îndepărtat prin conducta de ramificație (1) scufundată în apa bazinului. Apa sedimentată este din nou alimentată în ciclon. Viteza aerului la admisia ciclonului este de 15-20 m/s. Eficiența ciclonilor cu peliculă de apă este de 88-89% pentru praful cu o dimensiune a particulelor de până la 5 microni și de 95-100% pentru praful cu particule mai mari.

Alte tipuri de colector de praf centrifugal sunt rotoclonul (fig. 4) și scruberul (fig. 5).

Dispozitivele ciclone sunt cele mai comune în industrie, deoarece nu au piese mobile în dispozitiv și fiabilitate ridicată la temperaturi ale gazului de până la 500 0 C, colectare uscată a prafului, rezistență hidraulică aproape constantă a dispozitivului, ușurință în fabricare, grad ridicat de purificare .

Orez. 4 - Epurator de gaz cu conducta centrala de jos: 1 - conducta de admisie; 2 - rezervor cu lichid; 3 - duză

Gazul praf pătrunde prin tubul central, lovește suprafața lichidului cu viteză mare și, rotindu-se cu 180°, este scos din aparat. Particulele de praf pătrund în lichid la impact și sunt evacuate periodic sau continuu din aparat sub formă de nămol.

Dezavantaje: rezistență hidraulică ridicată 1250-1500 Pa, captare slabă a particulelor mai mici de 5 microni.

Scruberele cu duze goale sunt coloane rotunde sau dreptunghiulare în care se realizează contactul între gaze și picăturile de lichid pulverizate de duze. În funcție de direcția de mișcare a gazelor și a lichidelor, scruberele goale sunt împărțite în contracurent, cu flux direct și cu alimentare transversală cu lichid. În desprăfuirea umedă, se folosesc de obicei aparate cu mișcare contradirecțională a gazelor și lichidelor, mai rar cu alimentare transversală cu lichid. Scruberele goale cu un singur flux sunt utilizate pe scară largă în răcirea evaporativă a gazelor.

Într-un scruber în contracurent (Fig. 5.), picăturile de la duze cad spre fluxul de gaz prăfuit. Picăturile trebuie să fie suficient de mari pentru a nu fi purtate de fluxul de gaz, a cărui viteză este de obicei vg = 0,61,2 m/s. Prin urmare, duzele de pulverizare grosiere sunt de obicei instalate în scrubere cu gaz, care funcționează la o presiune de 0,3-0,4 MPa. La viteze ale gazului mai mari de 5 m/s, după scruberul de gaz trebuie instalat un eliminator de picături.

Orez. 5 - Scruber cu duze goale: 1 - carcasă; 2 - retea de distributie gaze; 3 - duze

Înălțimea aparatului este de obicei de 2,5 ori diametrul său (H = 2,5D). Duzele sunt instalate în aparat în una sau mai multe secțiuni: uneori în rânduri (până la 14-16 în secțiune transversală), uneori numai de-a lungul axei aparatului.Duza de pulverizare poate fi îndreptată vertical de sus în jos sau la un anumit unghi. la planul orizontal. Când duzele sunt amplasate pe mai multe niveluri, este posibilă o instalare combinată a atomizatoarelor: o parte din torțe este îndreptată de-a lungul gazelor de ardere, cealaltă parte - în direcția opusă. Pentru o mai bună distribuție a gazelor pe secțiunea transversală a aparatului, în partea inferioară a scruberului este instalat un grătar de distribuție a gazelor.

Scruberele cu jet goale sunt utilizate pe scară largă pentru îndepărtarea prafului grosier, precum și pentru răcirea cu gaz și pentru aer condiționat. Debitul specific al lichidului este scăzut - de la 0,5 la 8 l/m 3 de gaz purificat.

Filtrele sunt, de asemenea, folosite pentru purificarea gazelor. Filtrarea se bazează pe trecerea gazului purificat prin diferite materiale filtrante. Deflectoarele de filtrare constau din elemente fibroase sau granulare și sunt împărțite în mod convențional în următoarele tipuri.

Perete despărțitoare poroase flexibile - materiale textile din fibre naturale, sintetice sau minerale, materiale fibroase nețesute (pâslă, hârtie, carton) foi celulare (cauciuc spumă, spumă poliuretanică, filtre cu membrană).

Filtrarea este o tehnică foarte comună pentru purificarea fină a gazelor. Avantajele sale sunt costul relativ scăzut al echipamentelor (cu excepția filtrelor metalo-ceramice) și eficiența ridicată a epurării fine. Dezavantajele filtrării rezistență hidraulică ridicată și înfundare rapidă a materialului filtrant cu praf.

3. Epurarea emisiilor de substante gazoase, intreprinderi industriale

În prezent, când tehnologia fără deșeuri este la început și nu există încă întreprinderi complet fără deșeuri, sarcina principală a curățării gazelor este de a aduce conținutul de impurități toxice din impuritățile de gaz la concentrațiile maxime admise (MPC) stabilite de standardele sanitare.

Metodele industriale de curățare a emisiilor de gaze din impuritățile toxice gazoase și vaporoase pot fi împărțite în cinci grupe principale:

1. Metoda de absorbție - constă în absorbția componentelor individuale ale unui amestec gazos de către un absorbant (absorbant), care este un lichid.

Absorbanții utilizați în industrie sunt evaluați în funcție de următorii indicatori:

1) capacitatea de absorbție, adică solubilitatea componentei extrase în absorbant în funcție de temperatură și presiune;

2) selectivitatea, caracterizată prin raportul dintre solubilitățile gazelor separate și ratele de absorbție ale acestora;

3) presiunea minimă a vaporilor pentru a evita contaminarea gazului purificat cu vapori absorbanți;

4) ieftinitate;

5) nici un efect coroziv asupra echipamentului.

Ca absorbanți se folosesc apa, soluții de amoniac, alcaline caustice și carbonatice, săruri de mangan, etanolamine, uleiuri, suspensii de hidroxid de calciu, oxizi de mangan și magneziu, sulfat de magneziu etc.. De exemplu, pentru purificarea gazelor din amoniac, acid clorhidric și fluorura de hidrogen ca apa absorbanta se foloseste, pentru captarea vaporilor de apa - acid sulfuric, pentru captarea hidrocarburilor aromatice - uleiuri.

Curățarea prin absorbție este un proces continuu și, de regulă, ciclic, deoarece absorbția impurităților este de obicei însoțită de regenerarea soluției de absorbție și revenirea acesteia la începutul ciclului de curățare. În timpul absorbției fizice, regenerarea absorbantului se realizează prin încălzirea și scăderea presiunii, în urma căreia amestecul gazos absorbit este desorbit și concentrat.

Pentru implementarea procesului de curățare se folosesc absorbante de diferite modele (film, ambalat, tubular etc.). Cel mai comun scruber cu ambalare este folosit pentru curățarea gazelor din dioxid de sulf, hidrogen sulfurat, acid clorhidric, clor, monoxid și dioxid de carbon, fenoli etc. În scruberele cu ambalare, viteza proceselor de transfer de masă este scăzută datorită regimului hidrodinamic de intensitate scăzută al acestor reactoare care funcționează la o viteză a gazului de 0,02–0,7 m/s. Volumele aparatelor sunt deci mari, iar instalatiile sunt greoaie.

Orez. 6 - Scruber ambalat cu irigare transversală: 1 - carcasă; 2 - duze; 3 - dispozitiv de irigare 4 - grila de sustinere; 5 - duză; 6 - colector de nămol

Metodele de absorbție se caracterizează prin continuitatea și versatilitatea procesului, economie și capacitatea de a extrage cantități mari de impurități din gaze. Dezavantajul acestei metode este că scruberele împachetate, aparatele de barbotare și chiar spumă asigură un grad suficient de ridicat de extracție a impurităților dăunătoare (până la MPC) și regenerarea completă a absorbanților doar cu un număr mare de etape de purificare. Prin urmare, schemele de flux de tratare umedă sunt de obicei complexe, cu mai multe etape, iar reactoarele de tratare (în special scrubere) au volume mari.

Orice proces de purificare prin absorbție umedă a gazelor de eșapament din impuritățile gazoase și vaporoase este adecvat numai dacă este ciclic și fără deșeuri. Dar sistemele de curățare umedă ciclică sunt competitive doar atunci când sunt combinate cu curățarea prafului și răcirea cu gaz.

2. Metoda de chimisorbție – bazată pe absorbția gazelor și vaporilor de către absorbanții solizi și lichizi, având ca rezultat formarea de compuși slab volatili și puțin solubili. Majoritatea proceselor de curățare a gazelor prin chimisorbție sunt reversibile; Pe măsură ce temperatura soluției de absorbție crește, compușii chimici formați în timpul chimiosorbției se descompun odată cu regenerarea componentelor active ale soluției de absorbție și cu desorbția amestecului absorbit din gaz. Această tehnică stă la baza regenerării chimiosorbanților în sistemele de curățare ciclică a gazelor. Chimisorbția este aplicabilă în special pentru purificarea fină a gazelor la o concentrație inițială de impurități relativ scăzută.

3. Metoda de adsorbție se bazează pe captarea impurităților gazoase nocive de către suprafața solidelor, materiale foarte poroase cu o suprafață specifică dezvoltată.

Metodele de adsorbție sunt utilizate în diverse scopuri tehnologice - separarea amestecurilor gaz-vapori în componente cu separarea fracțiilor, uscarea gazelor și pentru curățarea sanitară a gazelor de evacuare. Recent, metodele de adsorbție au ieșit în prim-plan ca mijloc fiabil de protejare a atmosferei de substanțele gazoase toxice, oferind posibilitatea concentrării și utilizării acestor substanțe.

Adsorbanții industriali cei mai des utilizați în curățarea gazelor sunt cărbune activ, silicagel, alumogel, zeoliți naturali și sintetici (site moleculare). Principalele cerințe pentru absorbanții industriali sunt capacitatea mare de absorbție, selectivitatea acțiunii (selectivitatea), stabilitatea termică, durata de viață lungă fără modificarea structurii și proprietăților suprafeței și posibilitatea de regenerare ușoară. Cel mai adesea, cărbunele activ este folosit pentru curățarea gazelor sanitare datorită capacității sale mari de absorbție și ușurinței de regenerare. Sunt cunoscute diferite modele de adsorbanți (verticale, utilizate la debite mici, orizontale, la debite mari, inelare). Purificarea gazelor se realizează prin straturi adsorbante fixe și straturi mobile. Gazul purificat trece prin adsorbant cu o viteză de 0,05-0,3 m/s. După curățare, adsorbantul trece la regenerare. Instalația de adsorbție, formată din mai multe reactoare, funcționează în general continuu, deoarece în același timp unele reactoare sunt în faza de curățare, în timp ce altele sunt în faza de regenerare, răcire etc. Regenerarea se realizează prin încălzire, de exemplu, prin arderea substanțelor organice, prin trecerea de abur viu sau supraîncălzit, aer, gaz inert (azot). Uneori, un adsorbant care și-a pierdut activitatea (protejat de praf, rășină) este complet înlocuit.

Cele mai promițătoare sunt procesele ciclice continue de purificare a gazului de adsorbție în reactoare cu pat adsorbant în mișcare sau suspendat, care se caracterizează prin debite mari de gaz (un ordin de mărime mai mari decât în ​​reactoarele periodice), productivitate ridicată a gazului și intensitate de lucru.

Avantajele generale ale metodelor de purificare a gazelor de adsorbție:

1) purificarea profundă a gazelor din impuritățile toxice;

2) ușurința relativă de regenerare a acestor impurități cu transformarea lor într-un produs comercial sau revenirea în producție; astfel este implementat principiul tehnologiei fără risipă. Metoda de adsorbție este mai ales rațională pentru îndepărtarea impurităților toxice (compuși organici, vapori de mercur etc.) conținute în concentrații mici, adică. ca etapă finală a curățării sanitare a gazelor de eșapament.

Dezavantajele majorității plantelor de adsorbție sunt periodicitatea.

4. Metoda de oxidare catalitica - bazata pe indepartarea impuritatilor din gazul purificat in prezenta catalizatorilor.

Acțiunea catalizatorilor se manifestă în interacțiunea chimică intermediară a catalizatorului cu reactanții, având ca rezultat formarea de compuși intermediari.

Ca catalizatori se folosesc metalele si compusii lor (oxizi de cupru, mangan etc.) Catalizatorii au forma de bile, inele sau alta forma. Această metodă este utilizată în special pentru curățarea gazelor de eșapament. Ca rezultat al reacțiilor catalitice, impuritățile din gaz sunt transformate în alți compuși, de ex. Spre deosebire de metodele luate în considerare, impuritățile nu sunt extrase din gaz, ci sunt transformate în compuși inofensivi, a căror prezență este acceptabilă în gazele de evacuare, sau în compuși care se îndepărtează ușor din fluxul de gaz. Dacă substanțele rezultate urmează să fie îndepărtate, atunci sunt necesare operații suplimentare (de exemplu, extracția cu absorbanți lichizi sau solizi).

Metodele catalitice sunt din ce în ce mai răspândite datorită epurării în profunzime a gazelor din impuritățile toxice (până la 99,9%) la temperaturi relativ scăzute și presiune normală, precum și la concentrații inițiale foarte scăzute de impurități. Metodele catalitice fac posibilă utilizarea căldurii de reacție, de ex. creează sisteme de tehnologie energetică. Stațiile de tratare catalitică sunt ușor de operat și de dimensiuni reduse.

Dezavantajul multor procese de purificare catalitică este formarea de noi substanțe care trebuie îndepărtate din gaz prin alte metode (absorbție, adsorbție), ceea ce complică instalația și reduce efectul economic general.

5. Metoda termică este purificarea gazelor înainte de a fi eliberate în atmosferă prin postcombustie la temperatură ridicată.

Metodele termice de neutralizare a emisiilor de gaze sunt aplicabile la concentrații mari de poluanți organici combustibili sau monoxid de carbon. Cea mai simplă metodă, arderea, este posibilă atunci când concentrația de poluanți combustibili este aproape de limita inferioară de inflamabilitate. În acest caz, impuritățile servesc drept combustibil, temperatura procesului este de 750-900°C și poate fi utilizată căldura de ardere a impurităților.

Când concentrația de impurități combustibile este mai mică decât limita inferioară de inflamabilitate, este necesar să se furnizeze ceva căldură din exterior. Cel mai adesea, căldura este furnizată prin adăugarea de gaz combustibil și arderea acestuia în gazul de purificat. Gazele combustibile trec prin sistemul de recuperare a căldurii și sunt eliberate în atmosferă.

Astfel de scheme energetice-tehnologice sunt utilizate la un conținut suficient de mare de impurități combustibile, în caz contrar, consumul de gaz combustibil adăugat crește.

Surse folosite

1. Doctrina ecologică a Federației Ruse. Site-ul oficial al Serviciului de Stat pentru Protecția Mediului din Rusia - eco-net/

2. Vnukov A.K., Protejarea atmosferei de emisiile de la instalațiile energetice. Manual, M.: Energoatomizdat, 2001

Găzduit pe Allbest.ru

...

Documente similare

Proiectarea unei scheme hardware-tehnologice pentru protejarea atmosferei de emisiile industriale. Fundamentarea ecologică a deciziilor tehnologice acceptate. Protejarea mediului natural de impactul antropic. Caracteristicile cantitative ale emisiilor.

teză, adăugată 17.04.2016


Supraîncălzirea substanțelor nevolatile. Fundamentele fizice ale supraîncălzirilor realizabile. Stabilitatea termodinamică a stării metastabile a materiei. Schema de instalare de analiză termică de contact și înregistrare. Dezavantajele principalelor metode de curățare a atmosferei.

rezumat, adăugat 11.08.2011


Scurtă descriere a tehnologiei de purificare a aerului. Aplicarea si caracteristicile metodei de adsorbtie pentru protejarea atmosferei. Filtre de carbon cu adsorbție. Purificarea din compuși care conțin sulf. Sistem de purificare a aerului cu regenerare prin adsorbție „ARS-aero”.

lucrare de termen, adăugată 26.10.2010


Concepte de bază și definiții ale proceselor de colectare a prafului. Metode gravitaționale și inerțiale de curățare chimică a gazelor și a aerului din praf. Colectori de praf umezi. Câteva evoluții inginerești. Colector de praf bazat pe separare centrifugă și inerțială.

lucrare de termen, adăugată 27.12.2009


Tehnologie fără deșeuri și cu deșeuri reduse. Purificarea emisiilor de gaze din impuritățile nocive. Purificarea gazelor în colectoare mecanice uscate de praf. Metode industriale de curățare a emisiilor de gaze din impuritățile toxice vaporoase. Metoda de chimisorbție și adsorbție.

lucrare de control, adaugat 12.06.2010


Structura și compoziția atmosferei. Poluarea aerului. Calitatea atmosferei și caracteristicile poluării acesteia. Principalele impurități chimice care poluează atmosfera. Metode și mijloace de protejare a atmosferei. Clasificarea sistemelor de purificare a aerului și parametrii acestora.

rezumat, adăugat la 11.09.2006


Motorul ca sursă de poluare atmosferică, o caracteristică a toxicității gazelor sale de eșapament. Bazele fizice și chimice ale curățării gazelor de eșapament de componente nocive. Evaluarea impactului negativ al operațiunii navei asupra mediului.

lucrare de termen, adăugată 30.04.2012


Caracteristici ale emisiilor într-un atelier de prelucrare a lemnului în timpul șlefuirii: poluarea aerului, apei și a solului. Tipuri de mașini de șlefuit. Alegerea metodei de curățare a emisiilor. Eliminarea deșeurilor solide. Proiectarea hardware și tehnologică a sistemului de protecție a atmosferei.

lucrare de termen, adăugată 27.02.2015


Utilizarea mijloacelor tehnice de epurare a gazelor arse ca principală măsură de protecție a atmosferei. Metode moderne de dezvoltare a mijloacelor tehnice și a proceselor tehnologice de purificare a gazelor într-un scruber Venturi. Calcule ale parametrilor de proiectare.

lucrare de termen, adăugată 02/01/2012


Impact asupra atmosferei. Captarea solidelor din gazele de ardere ale centralelor termice. Indicatii pentru protectia atmosferei. Principalii indicatori de performanță ai colectorului de cenușă. Principiul de bază de funcționare al precipitatorului electrostatic. Calculul ciclonului bateriei. Emisii de cenușă și curățarea acestora.

Cerințe privind emisiile. Mijloacele de protecție a atmosferei ar trebui să limiteze prezența substanțelor nocive în aerul mediului uman la un nivel care să nu depășească MPC. În toate cazurile, starea

C+c f £ MPC (6,2)

pentru fiecare substanță nocivă (c - concentrația de fond), iar în prezența mai multor substanțe nocive cu acțiune unidirecțională - condiție (3.1). Respectarea acestor cerințe se realizează prin localizarea substanțelor nocive la locul formării lor, îndepărtarea din încăpere sau echipament și dispersarea în atmosferă. Dacă în același timp concentrația de substanțe nocive în atmosferă depășește MPC, atunci emisiile sunt curățate de substanțele nocive din dispozitivele de curățare instalate în sistemul de evacuare. Cele mai frecvente sunt sistemele de ventilație, tehnologice și de evacuare pentru transport.

Orez. 6.2. Schemele de utilizare a protecției atmosferice înseamnă:

/- sursa de substante toxice; 2- dispozitiv de localizare a substanțelor toxice (aspirație locală); 3- aparate de curățare; 4- un dispozitiv pentru preluarea aerului din atmosferă; 5- conducta de disipare a emisiilor; 6- dispozitiv (suflante) pentru alimentarea cu aer pentru a dilua emisiile

În practică, sunt implementate următoarele opțiuni pentru protejarea aerului atmosferic:

Eliminarea substantelor toxice din incinta prin ventilatie generala;

Localizarea substanțelor toxice în zona de formare a acestora prin ventilație locală, purificarea aerului poluat în dispozitive speciale și întoarcerea acestuia în spațiile de producție sau casnice, dacă aerul după curățare în aparat îndeplinește cerințele de reglementare pentru aerul de alimentare (Fig. 6.2). , A);

Localizarea substanțelor toxice în zona de formare a acestora prin ventilație locală, purificarea aerului poluat în dispozitive speciale, emisie și dispersie în atmosferă (Fig. 6.2, b). );

Epurarea emisiilor tehnologice de gaze în aparate speciale, emisie și dispersie în atmosferă; în unele cazuri, gazele de evacuare sunt diluate cu aerul atmosferic înainte de a fi eliberate (Fig. 6.2, c);

Purificarea gazelor de eșapament din centralele electrice, de exemplu, motoarele cu ardere internă în unități speciale, și eliberarea în atmosferă sau în zona de producție (mine, cariere, depozite etc.) (Fig. 6.2, d).

Pentru a se conforma MPC al substanțelor nocive din aerul atmosferic al zonelor populate, se stabilește emisia maximă admisă (MAE) de substanțe nocive din sistemele de ventilație prin evacuare, diverse centrale tehnologice și electrice. Emisiile maxime admise ale motoarelor cu turbină cu gaz ale aeronavelor de aviație civilă sunt determinate de GOST 17.2.2.04-86, emisiile vehiculelor cu motoare cu ardere internă-GOST 17.2.2.03-87 și o serie de altele.

În conformitate cu cerințele GOST 17.2.3.02-78, pentru fiecare întreprindere industrială proiectată și operațională, este stabilit EMP al substanțelor nocive în atmosferă, cu condiția ca emisiile de substanțe nocive din această sursă în combinație cu alte surse (ținând cont perspectivele dezvoltării lor) nu vor crea o concentrare Rizem, depășind CPM.

Disiparea emisiilor în atmosferă. Gazele de proces și aerul de ventilație, după ieșirea din conducte sau dispozitive de ventilație, respectă legile difuziei turbulente. Pe fig. 6.3 arată distribuția concentrației de substanțe nocive în atmosferă sub torța unei surse organizate de emisii mari. Pe măsură ce vă îndepărtați de conductă în direcția răspândirii emisiilor industriale, pot fi distinse în mod convențional trei zone de poluare atmosferică:

transfer de flare B, caracterizat printr-un conținut relativ scăzut de substanțe nocive în stratul de suprafață al atmosferei;

fum LA cu conţinutul maxim de substanţe nocive şi o scădere treptată a nivelului de poluare G. Zona de fum este cea mai periculoasă pentru populație și ar trebui exclusă din dezvoltarea rezidențială. Dimensiunile acestei zone, în funcție de condițiile meteorologice, sunt cuprinse între 10 ... 49 de înălțimi ale conductelor.

Concentrația maximă de impurități în zona de suprafață este direct proporțională cu productivitatea sursei și invers proporțională cu pătratul înălțimii acesteia deasupra solului. Creșterea jeturilor fierbinți se datorează aproape în întregime forței de ridicare a gazelor cu o temperatură mai mare decât aerul din jur. O creștere a temperaturii și a impulsului gazelor emise duce la o creștere a portanței și la o scădere a concentrației lor la suprafață.

Orez. 6.3. Distribuția concentrației de substanțe nocive în

atmosferă în apropierea suprafeței terestre de la un înalt organizat

sursa de emisie:

A - zona de poluare neorganizata; B - zona de transfer de flare; AT - zona de fum; G - zona de reducere treptată

Distribuția impurităților gazoase și a particulelor de praf cu diametrul mai mic de 10 μm, care au o viteză de decantare nesemnificativă, respectă legile generale. Pentru particulele mai mari, acest model este încălcat, deoarece viteza de sedimentare a acestora sub acțiunea gravitației crește. Deoarece particulele mari tind să fie captate mai ușor în timpul desprăfuirii decât particulele mici, particulele foarte mici rămân în emisii; dispersia lor în atmosferă se calculează în același mod ca și emisiile gazoase.

În funcție de localizarea și organizarea emisiilor, sursele de poluare a aerului sunt împărțite în surse umbrite și neumbrite, liniare și punctuale. Sursele punctiforme sunt folosite atunci când poluarea eliminată este concentrată într-un singur loc. Acestea includ țevi de evacuare, arbori, ventilatoare de acoperiș și alte surse. Substanțele nocive emise de ele în timpul dispersării nu se suprapun între ele la o distanță de două înălțimi a clădirii (pe partea de vânt). Sursele liniare au o întindere semnificativă în direcția perpendiculară pe vânt. Acestea sunt lumini de aerare, ferestre deschise, puțuri de evacuare apropiate și ventilatoare de acoperiș.

Izvoarele neumbrite sau înalte sunt poziționate slab într-un curent de vânt deformat. Acestea includ conducte înalte, precum și surse punctuale care îndepărtează poluarea la o înălțime care depășește 2,5 N zd. Sursele umbrite sau joase sunt situate în zona de spate sau umbră aerodinamică formată pe clădire sau în spatele acesteia (ca urmare a vântului care o bate) la o înălțime h £ , 2,5 N zd.

Documentul principal care reglementează calculul dispersiei și determinarea concentrațiilor la suprafață ale emisiilor de la întreprinderile industriale este „Metoda de calcul a concentrațiilor în aerul atmosferic a substanțelor nocive conținute în emisiile de la întreprinderi OND-86”. Această tehnică face posibilă rezolvarea problemelor de determinare a MPE la disiparea printr-un singur coș neumbrit, la ejectarea printr-un coș cu umbrire scăzută și la evacuarea printr-un felinar din condiția asigurării MPC în stratul de aer de suprafață.

La determinarea EMP a unei impurități dintr-o sursă calculată, este necesar să se țină cont de concentrația sa c f în atmosferă, din cauza emisiilor din alte surse. Pentru cazul disipării emisiilor încălzite printr-o singură conductă neumbrită

Unde N-înălțimea țevii; Q- volumul amestecului gaz-aer consumat evacuat prin conducta; ΔT este diferența dintre temperatura amestecului gaz-aer emis și temperatura aerului atmosferic ambiant, egală cu temperatura medie a lunii celei mai calde la ora 13:00; DAR - un coeficient care depinde de gradientul de temperatură al atmosferei și determină condițiile de dispersie verticală și orizontală a substanțelor nocive; ce faci- coeficient care ține cont de viteza de decantare a particulelor în suspensie a emisiei în atmosferă; m și n sunt coeficienți adimensionali care țin cont de condițiile de ieșire a amestecului gaz-aer din gura conductei.

Echipamente de tratare a emisiilor. În cazurile în care emisiile reale depășesc valorile maxime admise, este necesar să se utilizeze dispozitive pentru curățarea gazelor de impurități din sistemul de emisie.

Dispozitivele de curatare a ventilatiei si a emisiilor tehnologice in atmosfera se impart in: colectoare de praf (uscate, electrice, filtre, umede); eliminatoare de ceață (viteză mică și mare); dispozitive de captare a vaporilor si gazelor (absorbtie, chimisorbtie, adsorbtie si neutralizatori); dispozitive de curățare în mai multe etape (capcane de praf și gaz, capcane de ceață și impurități solide, capcane de praf în mai multe etape). Munca lor este caracterizată de o serie de parametri. Principalele sunt eficiența curățării, rezistența hidraulică și consumul de energie.

Eficiența curățării

unde C in și C out sunt concentrațiile de masă ale impurităților din gaz înainte și după aparat.

În unele cazuri, pentru praf, se folosește conceptul de eficiență de curățare fracționată.

unde C în i și C în i sunt concentrațiile de masă ale fracțiunii i de praf înainte și după colectorul de praf.

Pentru a evalua eficacitatea procesului de curățare, se folosește și coeficientul de descoperire al substanțelor La prin mașina de curățat:

După cum rezultă din formulele (6.4) și (6.5), coeficientul de străpungere și eficiența curățării sunt legate de relația K = 1 - h|.

Rezistența hidraulică a aparatului de curățare Δp este determinată ca diferența dintre presiunile fluxului de gaz la intrarea în aparat și la ieșirea p din acesta. Valoarea lui Δp este găsită experimental sau calculată prin formula

unde ς - coeficientul de rezistență hidraulică a dispozitivului; ρ și W - densitatea și viteza gazului în secțiunea de proiectare a aparatului.

Dacă în timpul procesului de curățare rezistența hidraulică a aparatului se modifică (de obicei crește), atunci este necesar să se regleze Δp inițial și valoarea finală Δp final. La atingerea Δр = Δр con, procesul de curățare trebuie oprit și trebuie efectuată regenerarea (curățarea) dispozitivului. Această din urmă împrejurare este de o importanță fundamentală pentru filtre. Pentru filtre Δluminos = (2...5)Δр initial

Putere N excitatorul de mișcare a gazului este determinat de rezistența hidraulică și debitul volumetric Q gaz purificat

Unde k- factor de putere, de obicei k= 1,1...1,15; h m - eficiența transferului de putere de la motorul electric la ventilator; de obicei h m = 0,92 ... 0,95; h a - randamentul ventilatorului; de obicei h a \u003d 0,65 ... 0,8.

Utilizare pe scară largă pentru purificarea gazelor din particulele primite colectoare de praf uscate- cicloni (Fig. 6.4) de diverse tipuri. Fluxul de gaz este introdus în ciclon prin conducta 2 tangenţial la suprafaţa interioară a carcasei 1 și efectuează o mișcare de rotație-translație de-a lungul corpului până la buncăr 4. Sub acțiunea forței centrifuge, particulele de praf formează un strat de praf pe peretele ciclonului, care, împreună cu o parte din gaz, intră în buncăr. Separarea particulelor de praf de gazul care intră în buncăr are loc atunci când fluxul de gaz din buncăr este rotit cu 180°. Eliberat de praf, fluxul de gaz formează un vârtej și iese din buncăr, dând naștere unui vârtej de gaz care părăsește ciclonul prin conducta de evacuare. 3. Etanșeitatea buncărului este necesară pentru funcționarea normală a ciclonului. Dacă buncărul nu este ermetic, atunci, datorită aspirației aerului prietenos, praful se realizează cu fluxul prin conducta de evacuare.

Multe probleme de curățare a gazelor din praf sunt rezolvate cu succes de ciclonii cilindric (TsN-11 TsN-15, TsN-24, TsP-2) și conici (SK-Tsts 34, SK-TsN-34M și SDK-TsN-33). NIIOGAZ. Ciclonii cilindrici ai NIIO-GAZ sunt proiectați pentru a capta praful uscat din sistemele de aspirație. Sunt recomandate a fi utilizate pentru pretratarea gazelor și instalate în fața filtrelor sau a precipitatoarelor electrostatice.

Cicloanele conice ale NIIOGAZ din seria SK, concepute pentru purificarea gazelor din funingine, au o eficiență crescută în comparație cu cicloanii de tip TsN, care se realizează datorită rezistenței hidraulice mai mari a cicloanelor din seria SK.

Pentru a curăța mase mari de gaze se folosesc cicloane de baterii, formate dintr-un număr mare de elemente ciclon instalate în paralel. Din punct de vedere structural, acestea sunt combinate într-o singură clădire și au o alimentare și debit comun de gaz. Experiența de exploatare cu cicloane de baterie a arătat că eficiența de curățare a unor astfel de cicloane este puțin mai mică decât eficiența elementelor individuale din cauza fluxului de gaze între elementele ciclonului. Metoda de calcul a ciclonilor este dată în lucrare.

Orez. 6.4. Diagrama ciclonului

Curățare electrică(precipitatoare electrostatice) - unul dintre cele mai avansate tipuri de purificare a gazelor din particulele de praf și ceață suspendate în ele. Acest proces se bazează pe ionizarea prin impact a gazului în zona de descărcare corona, transferul încărcăturii ionice către particulele de impurități și depunerea acestora din urmă pe electrozii de colectare și corona. Pentru aceasta se folosesc electrofiltre.

Particule de aerosoli care intră în zona dintre corona 7 și precipitații 2 electrozii (Fig. 6.5), adsorb ioni pe suprafața lor, dobândind o sarcină electrică și, prin urmare, primesc o accelerație îndreptată spre electrod cu o sarcină de semn opus. Procesul de încărcare a particulelor depinde de mobilitatea ionilor, de traiectoria mișcării și de timpul de rezidență al particulelor în zona de încărcare corona. Având în vedere că mobilitatea ionilor negativi în aer și gazele de ardere este mai mare decât a celor pozitivi, precipitatoarele electrostatice sunt de obicei realizate cu o coroană de polaritate negativă. Timpul de încărcare al particulelor de aerosoli este scurt și se măsoară în fracțiuni de secundă. Mișcarea particulelor încărcate către electrodul colector are loc sub acțiunea forțelor aerodinamice și a forței de interacțiune dintre câmpul electric și sarcina particulei.

Orez. 6.5. Schema precipitatorului electrostatic

De mare importanță pentru procesul de depunere a prafului pe electrozi este rezistența electrică a straturilor de praf. În funcție de mărimea rezistenței electrice, ei disting:

1) praf cu rezistivitate electrică scăzută (< 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) praf cu rezistivitate electrică de la 10 4 la 10 10 Ohm-cm; se depun bine pe electrozi si se scot usor de pe ei la agitare;

3) praf cu o rezistență electrică specifică mai mare de 10 10 Ohm-cm; ele sunt cel mai greu de captat în precipitatoarele electrostatice, deoarece particulele sunt descărcate lent la electrozi, ceea ce previne în mare măsură depunerea de noi particule.

În condiții reale, rezistivitatea electrică a prafului poate fi redusă prin umezirea gazului praf.

Determinarea eficienței curățării gazului praf în precipitatoarele electrostatice se realizează de obicei conform formulei Deutsch:

unde noi - viteza unei particule într-un câmp electric, m/s;

F sp este suprafața specifică a electrozilor colectori, egală cu raportul dintre suprafața elementelor colectoare și debitul gazelor care se curăță, m 2 s/m 3 . Din formula (6.7) rezultă că eficiența epurării gazului depinde de exponentul W e F sp:

W e F bate	3,0	3,7	3,9	4,6
η	0,95	0,975	0,98	0,99

Proiectarea precipitatoarelor electrostatice este determinată de compoziția și proprietățile gazelor care sunt curățate, de concentrația și proprietățile particulelor în suspensie, de parametrii debitului de gaz, de eficiența necesară de curățare etc. Industria folosește mai multe modele tipice de uscat și umed. precipitatoare electrostatice utilizate pentru tratarea emisiilor de proces (Fig. 6.6) .

Caracteristicile operaționale ale precipitatoarelor electrostatice sunt foarte sensibile la schimbările în uniformitatea câmpului de viteză la intrarea filtrului. Pentru a obține o eficiență ridicată de curățare, este necesar să se asigure o alimentare uniformă cu gaz a precipitatorului electrostatic prin organizarea corectă a traseului de alimentare cu gaz și utilizarea rețelelor de distribuție în partea de intrare a precipitatorului electrostatic.

Orez. 6.7. Schema de filtrare

Pentru purificarea fină a gazelor din particule și picături de lichid, se folosesc diferite metode. filtre. Procesul de filtrare constă în reținerea particulelor de impurități pe partițiile poroase atunci când mediile dispersate se deplasează prin acestea. O diagramă schematică a procesului de filtrare într-un compartiment poros este prezentată în fig. 6.7. Filtrul este un corp 1, separate printr-o partiție poroasă (element de filtru) 2 în două cavități. Gazele contaminate intră în filtru, care sunt curățate la trecerea prin elementul de filtrare. Particulele de impurități se depun pe partea de intrare a peretelui poros și rămân în pori, formând un strat pe suprafața peretelui. 3. Pentru particulele nou sosite, acest strat devine parte a peretelui filtrului, ceea ce crește eficiența curățării filtrului și căderea de presiune pe elementul de filtru. Depunerea de particule pe suprafața porilor elementului de filtrare are loc ca urmare a acțiunii combinate a efectului de atingere, precum și a difuziei, inerțiale și gravitaționale.

Clasificarea filtrelor se bazează pe tipul de compartimentare a filtrului, designul filtrului și scopul acestuia, finețea curățării etc.

După tipul de compartimentare, filtrele sunt: ​​cu straturi granulare (materiale granulare fixe, turnate liber, straturi pseudofluidizate); cu compartimentări poroase flexibile (țesături, pâsle, covorașe fibroase, cauciuc burete, spumă poliuretanică etc.); cu compartimentări poroase semirigide (plase tricotate și țesute, spirale presate și așchii etc.); cu compartimentări poroase rigide (ceramica poroasă, metale poroase etc.).

Filtrele cu saci sunt cele mai utilizate în industrie pentru curățarea chimică a emisiilor de gaze (Fig. 6.8).

Epuratoare umede cu gaz - colectoare umede de praf - sunt utilizate pe scară largă, deoarece se caracterizează printr-o eficiență ridicată de curățare a prafului fin cu d h > 0,3 microni, precum și posibilitatea curățării prafului de gaze încălzite și explozive. Cu toate acestea, colectoarele umede de praf prezintă o serie de dezavantaje care limitează domeniul de aplicare a acestora: formarea de nămol în timpul procesului de curățare, care necesită sisteme speciale pentru prelucrarea acestuia; îndepărtarea umidității în atmosferă și formarea depunerilor în conductele de gaz de ieșire atunci când gazele sunt răcite la temperatura punctului de rouă; necesitate Editare sisteme de circulatie pentru alimentarea cu apa a colectorului de praf.

Orez. 6.8. Filtru sac:

1 - maneca; 2 - cadru; 3 - conducta de evacuare;

4 - dispozitiv de regenerare;

5- conducta de admisie

Dispozitivele de curățare umedă funcționează pe principiul depunerii particulelor de praf pe suprafața fie a picăturilor, fie a peliculelor lichide. Sedimentarea particulelor de praf pe lichid are loc sub acțiunea forțelor de inerție și a mișcării browniene.

Orez. 6.9. Schema unui scruber venturi

Dintre dispozitivele de curățare umedă cu depunerea de particule de praf pe suprafața picăturilor, scruberele Venturi sunt mai aplicabile în practică (Fig. 6.9). Partea principală a scruberului este o duză Venturi 2. Un flux de gaz prăfuit este furnizat către partea sa confuzor și prin duze centrifuge. 1 fluid de irigare. În partea de confuzie a duzei, gazul este accelerat de la viteza de intrare (W τ = 15...20 m/s) până la viteza în secțiunea îngustă a duzei 30...200 m/s și mai mult. Procesul de depunere a prafului pe picăturile lichide se datorează masei lichidului, suprafeței dezvoltate a picăturilor și vitezei relative ridicate a lichidului și a particulelor de praf din partea confuză a duzei. Eficiența curățării depinde în mare măsură de uniformitatea distribuției lichidului pe secțiunea transversală a părții de confuzie a duzei. În partea difuzor a duzei, debitul este decelerat la o viteză de 15...20 m/s și introdus în colectorul de picături. 3. Captorul de picături este de obicei realizat sub forma unui ciclon care trece o singură dată.

Scruberele Venturi asigură o eficiență ridicată a purificării aerosolilor la concentrația inițială de impurități de până la 100 g/m3. Dacă consumul specific de apă pentru irigare este de 0,1 ... 6,0 l / m 3, atunci eficiența epurării este egală cu:

d h, um. ……………. η …………………….

0.70...0.90

5 0.90...0.98

0.94...0.99

Scruberele Venturi sunt utilizate pe scară largă în sistemele de purificare a gazelor din ceață. Eficiența purificării aerului din ceață cu o dimensiune medie a particulelor de peste 0,3 microni ajunge la 0,999, ceea ce este destul de comparabil cu filtrele de înaltă eficiență.

Colectorele umede de praf includ colectoare de praf cu spumă barbotată cu defecțiune (Fig. 6.10, a) și grătare de preaplin (Fig. 6.10, b).În astfel de dispozitive, gazul pentru purificare intră sub grătar 3, trece prin orificiile gratarului si, barboind printr-un strat de lichid si spuma 2, se curăță de praf prin depunerea de particule pe suprafața interioară a bulelor de gaz. Modul de funcționare al dispozitivelor depinde de viteza de alimentare cu aer sub grătar. La o viteză de până la 1 m/s, se observă un mod de funcționare cu barbotare a aparatului. O creștere suplimentară a vitezei gazului în corpul 1 al aparatului până la 2...2,5 m/s este însoțită de apariția unui strat de spumă deasupra lichidului, ceea ce duce la o creștere a eficienței epurării și pulverizării gazului. antrenament din aparat. Dispozitivele moderne cu spumă cu barbotare asigură eficiența epurării gazelor din praful fin ~ 0,95 ... 0,96 la debite specifice de apă de 0,4 ... 0,5 l / m. Practica exploatării acestor dispozitive arată că sunt foarte sensibile la alimentarea neuniformă cu gaz sub grătarele defectate. Alimentarea neuniformă cu gaz duce la o suflare locală a peliculei lichide din grătar. În plus, grătarele aparatului sunt predispuse la înfundare.

Smochin. 6.10. Schema colector de praf cu bule-spuma cu

a eșuat (A) si preaplin (b) grătare

Pentru a curăța aerul de ceața de acizi, alcalii, uleiuri și alte lichide, se folosesc filtre fibroase - eliminatoare de ceață. Principiul funcționării lor se bazează pe depunerea picăturilor pe suprafața porilor, urmată de curgerea lichidului de-a lungul fibrelor către partea inferioară a eliminatorului de ceață. Precipitarea picăturilor de lichid are loc sub acțiunea difuziei browniene sau a mecanismului inerțial de separare a particulelor poluante din faza gazoasă pe elementele filtrante, în funcție de viteza de filtrare Wf. Eliminatoarele de ceață se împart în cele cu viteză mică (W f ≤d 0,15 m/s), în care predomină mecanismul de depunere difuză a picăturilor, și cele cu viteză mare (W f = 2...2,5 m/s), unde depunerea are loc în principal sub influența forțelor de inerție.

Elementul filtrant al eliminatorului de ceață cu viteză mică este prezentat în fig. 6.11. În spațiul dintre doi cilindri 3, realizat din plase, se pune un element de filtru fibros 4, care este atașat cu o flanșă 2 la corpul eliminatorului de ceață 7. Lichid depus pe elementul filtrant; curge în jos spre flanșa inferioară 5 și prin tubul de etanșare cu apă 6 iar sticla 7 este drenată din filtru. Eliminatoarele fibroase de ceață cu viteză redusă oferă o eficiență ridicată de curățare a gazelor (până la 0,999) de la particule mai mici de 3 µm și captează complet particulele mai mari. Straturile fibroase sunt formate din fibra de sticla cu un diametru de 7...40 microni. Grosimea stratului este de 5...15 cm, rezistența hidraulică a elementelor filtrante uscate este de -200...1000 Pa.

Orez. 6.11. Diagrama elementului de filtrare

capcană de ceață cu viteză mică

Eliminatoarele de ceață de mare viteză sunt mai mici și oferă o eficiență de curățare egală cu 0,9...0,98 la D/"= 1500...2000 Pa din ceață cu particule mai mici de 3 µm. Pâslele din fibre de polipropilenă sunt folosite ca ambalaj filtrant în astfel de eliminatoare de ceață, care funcționează cu succes în acizi și alcalii diluați și concentrați.

În cazurile în care diametrele picăturilor de ceață sunt de 0,6...0,7 µm sau mai puțin, pentru a obține o eficiență de curățare acceptabilă, este necesară creșterea ratei de filtrare la 4,5...5 m/s, ceea ce duce la o antrenare vizibilă a pulverizării din partea de ieșire a elementului de filtru (derivarea prin stropire are loc de obicei la viteze de 1,7 ... 2,5 m / s). Este posibil să se reducă semnificativ antrenarea pulverizării prin utilizarea eliminatoarelor de pulverizare în proiectarea eliminatorului de ceață. Pentru a capta particulele lichide mai mari de 5 microni, se folosesc capcane de pulverizare din pachetele cu plasă, unde particulele lichide sunt captate datorită efectelor de atingere și forțelor inerțiale. Viteza de filtrare în capcanele de pulverizare nu trebuie să depășească 6 m/s.

Pe fig. 6.12 prezintă o diagramă a unui eliminator de ceață de fibre de mare viteză cu un element de filtrare cilindric. 3, care este un tambur perforat cu capac orb. În tambur se instalează pâslă din fibre grosiere de 3...5 mm grosime. În jurul tamburului, pe partea sa exterioară, există o capcană de pulverizare 7, care este un set de straturi perforate plate și ondulate de benzi din plastic de vinil. Capcana de stropire și elementul de filtru sunt instalate în stratul de lichid din partea de jos

Orez. 6.12. Diagrama unui eliminator de ceață de mare viteză

Pentru curățarea aerului de aspirație al băilor de cromare, care conțin ceață și stropi de acizi cromic și sulfuric, se folosesc filtre fibroase de tip FVG-T. În corp există o casetă cu material filtrant - pâslă perforată cu ace, constând din fibre cu un diametru de 70 microni, o grosime a stratului de 4 ... 5 mm.

Metoda de absorbție - curățarea emisiilor de gaze din gaze și vapori - se bazează pe absorbția acestora din urmă de către lichid. Pentru această utilizare absorbante. Condiția decisivă pentru aplicarea metodei de absorbție este solubilitatea vaporilor sau gazelor din absorbant. Astfel, pentru a elimina amoniacul, clorul sau acidul fluorhidric din emisiile de proces, este indicat sa se foloseasca apa ca absorbant. Pentru un proces de absorbție foarte eficient, sunt necesare soluții speciale de proiectare. Ele sunt vândute sub formă de turnuri împachetate (Fig. 6.13), spumă de barbotare a duzei și alte scrubere. Descrierea procesului de curățare și calculul dispozitivelor sunt date în lucrare.

Orez. 6.13. Schema turnului plin:

1 - duza; 2 - stropitoare

Muncă chimisorbere se bazează pe absorbția gazelor și vaporilor de către absorbanți lichizi sau solizi cu formarea de compuși chimici slab solubili sau slab volatili. Principalele aparate pentru implementarea procesului sunt turnurile de ambalare, aparatele de barbotare cu spumă, scruberele Venturi, etc. - una dintre metodele comune pentru curățarea gazelor de eșapament de oxizi de azot și vapori acizi. Eficiența purificării din oxizi de azot este de 0,17 ... 0,86 și din vapori acizi - 0,95.

Metoda de adsorbție se bazează pe capacitatea unor solide fine de a extrage și concentra selectiv componentele individuale ale unui amestec de gaze pe suprafața lor. Pentru această metodă utilizați adsorbanți. Ca adsorbanți, sau absorbanți, se folosesc substanțe care au o suprafață mare pe unitate de masă. Astfel, suprafaţa specifică a cărbunelui activ ajunge la 10 5 ... 10 6 m 2 /kg. Ele sunt folosite pentru purificarea gazelor din vaporii organici, îndepărtarea mirosurilor neplăcute și a impurităților gazoase conținute în cantități mici în emisiile industriale, precum și solvenții volatili și o serie de alte gaze. Ca adsorbanți se folosesc și oxizii simpli și complecși (alumină activată, silicagel, alumină activată, zeoliți sintetici sau site moleculare), care au o selectivitate mai mare decât carbonii activați.

Din punct de vedere structural, adsorbantele sunt realizate sub forma unor recipiente umplute cu un adsorbant poros, prin care se filtreaza curentul de gaz de purificat. Adsorbanții sunt folosiți pentru purificarea aerului de vapori de solvenți, eter, acetonă, diferite hidrocarburi etc.

Adsorbanții sunt utilizați pe scară largă în aparatele respiratorii și măștile de gaz. Cartușele cu un adsorbant trebuie utilizate strict în conformitate cu condițiile de funcționare specificate în pașaportul respirator sau al măștii de gaz. Așadar, aparatul respirator anti-gaz filtrant RPG-67 (GOST 12.4.004-74) trebuie utilizat în conformitate cu recomandările din tabel. 6.2 și 6.3.

Principalele modalități de a proteja atmosfera de poluarea industrială.

Purificarea emisiilor tehnologice și de ventilație. Purificarea gazelor de evacuare din aerosoli.

1. Principalele modalități de a proteja atmosfera de poluarea industrială.

Protecția mediului este o problemă complexă care necesită eforturile oamenilor de știință și inginerilor de multe specialități. Cea mai activă formă de protecție a mediului este:

Crearea de tehnologii fără deșeuri și cu deșeuri reduse;

Îmbunătățirea proceselor tehnologice și dezvoltarea de noi echipamente cu un nivel mai scăzut de emisii de impurități și deșeuri în mediu;

Expertiza ecologica a tuturor tipurilor de industrii si produse industriale;

Înlocuirea deșeurilor toxice cu altele netoxice;

Înlocuirea deșeurilor nereciclabile cu altele reciclate;

Utilizarea pe scară largă a metodelor și mijloacelor suplimentare de protecție a mediului.

Ca mijloace suplimentare de protecție a mediului se aplică:

dispozitive și sisteme pentru purificarea emisiilor de gaze din impurități;

transferul întreprinderilor industriale din orașele mari în zone slab populate cu terenuri improprii și improprii pentru agricultură;

amplasarea optimă a întreprinderilor industriale, ținând cont de topografia zonei și de roza vânturilor;

înființarea de zone de protecție sanitară în jurul întreprinderilor industriale;

planificarea rațională a dezvoltării urbane oferind condiții optime pentru oameni și plante;

organizarea traficului in vederea reducerii degajarii de substante toxice in zonele rezidentiale;

organizarea controlului calitatii mediului.

Locurile de construcție a întreprinderilor industriale și zonele rezidențiale trebuie selectate ținând cont de caracteristicile aeroclimatice și de teren.

Instalația industrială ar trebui să fie amplasată pe un loc plat, înălțat, bine suflat de vânt.

Amplasamentul rezidențial nu trebuie să fie mai înalt decât locul întreprinderii, altfel avantajul conductelor înalte pentru disiparea emisiilor industriale este aproape anulat.

Amplasarea reciprocă a întreprinderilor și așezărilor este determinată de media rozei vântului din perioada caldă a anului. Instalațiile industriale care sunt surse de emisii de substanțe nocive în atmosferă sunt situate în afara așezărilor și pe partea sub vânt a zonelor rezidențiale.

Cerințele Standardelor sanitare pentru proiectarea întreprinderilor industriale SN  245  71 prevăd că instalațiile care sunt surse de substanțe nocive și mirositoare trebuie separate de clădirile rezidențiale prin zone de protecție sanitară. Dimensiunile acestor zone sunt determinate în funcție de:

capacitatea întreprinderii;

condiţiile de implementare a procesului tehnologic;

natura și cantitatea de substanțe nocive și cu miros neplăcut eliberate în mediu.

Au fost stabilite cinci dimensiuni de zone de protecție sanitară: pentru întreprinderile din clasa I - 1000 m, clasa II - 500 m, clasa III - 300 m, clasa IV - 100 m, clasa V - 50 m.

În funcție de gradul de impact asupra mediului, întreprinderile de construcție de mașini aparțin în principal claselor IV și V.

Zona de protecție sanitară poate fi mărită, dar nu mai mult de trei ori, prin decizie a Direcției Principale Sanitare și Epidemiologice a Ministerului Sănătății din Rusia și Gosstroy al Rusiei în prezența condițiilor aerologice nefavorabile pentru dispersarea emisiilor industriale în atmosferă. sau în absenţa sau eficienţa insuficientă a instalaţiilor de tratare.

Dimensiunea zonei de protecție sanitară poate fi redusă prin schimbarea tehnologiei, îmbunătățirea procesului tehnologic și introducerea unor dispozitive de curățare extrem de eficiente și fiabile.

Zona de protecție sanitară nu poate fi utilizată pentru extinderea amplasamentului industrial.

Este permisă amplasarea de obiecte cu o clasă de pericol mai mică decât producția principală, stație de pompieri, garaje, depozite, clădiri de birouri, laboratoare de cercetare, parcări etc.

Zona de protecție sanitară ar trebui să fie amenajată și amenajată cu specii rezistente la gaze de arbori și arbuști. Din partea zonei rezidențiale, lățimea spațiilor verzi ar trebui să fie de cel puțin 50 m și cu o lățime a zonei de până la 100 m - 20 m.