2.5. Metode de bază de protejare a biosferei de emisiile industriale
Metodele universale de protecție a biosferei care rezolvă în mod radical problema controlului poluării nu există încă, și numai o combinație de mai multe acțiuni fundamentate științific în fiecare caz specific poate conduce la rezultatul eficient dorit.
Luați în considerare metodele cunoscute de protejare a mediului împotriva poluării industriale.
Metoda organizațională și tehnică - reducerea concentrațiilor și nivelurilor de poluare pe calea distribuției lor în biosferă. Această metodă implică combaterea cu ajutorul mijloacelor tehnice a formelor deja formate, rezultatul procesului tehnologic existent, poluarea.
Activitati de planificare. Această metodă permite, prin plasarea rațională a surselor de poluare, reducerea impactului asupra oamenilor. Întreprinderea industrială ar trebui să fie amplasată într-un loc înalt, bine suflat de vânturi. Situl de dezvoltare rezidențială nu ar trebui să fie mai mare decât instalația, altfel avantajul țevilor înalte de a disipa emisiile industriale este practic redus. Localizarea reciprocă a întreprinderilor și așezărilor este determinată de creșterea medie a vântului (direcția primară a vânturilor) din perioada caldă a anului.
Clădirile și facilitățile industriale ale întreprinderilor industriale sunt de obicei plasate în cursul procesului de producție. Cu toate acestea, magazinele care produc substanțele cele mai nocive ar trebui să fie amplasate pe marginea zonei de producție pe partea opusă locului de locuit.
Mijloace de protectie a atmosferei. În practică, sunt implementate următoarele opțiuni pentru utilizarea protecției atmosferice:
- localizarea substanțelor toxice în zona de formare a acestora, curățarea aerului poluat în dispozitive speciale și întoarcerea acestuia la spațiile de producție sau de uz casnic;
- localizarea substanțelor toxice în zona formării acestora, curățarea aerului poluat, emisiile tehnologice și gaze sau gazele de evacuare în aparate speciale, emisia și dispersia în atmosferă.
Clasificarea aparatelor pentru curățarea ventilației și a emisiilor de proces în atmosferă este prezentată în Fig. 1 [4].
Fig. 1. Clasificarea aparatelor pentru epurarea emisiilor tehnologice de gaze de ventilație
Caracteristicile de bază ale colectoarelor de praf
Dispozitivele de colectare a prafului separă particulele solide de fluxul de gaze. Alegerea metodei și a aparatului pentru captarea prafului în primul rând depinde de compoziția dispersată a acestora.
Utilizarea pe scară largă pentru curățarea chimică a gazelor produse de cicloane de diferite tipuri, utilizând mecanismul inerțial de depunere a prafului.
Unul dintre acestea este prezentat în Fig. 2. Un flux de gaz este introdus în ciclon 1 prin conducta de la o tangentă la suprafața interioară a carcasei 2, și face ca mișcarea de rotație de translație a buncărului de-a lungul corpului 3. Datorită forței centrifuge particulelor de praf pe peretele stratului de praf ciclon, care, împreună cu o parte din gazul intră în buncăr . Separarea particulelor de praf de gaz se produce atunci când debitul de gaz din rezervor se rotește cu 180 °. Eliberat de praf, fluxul de gaz formează un turbion și iese din buncăr, dând naștere unui gaz vortex care părăsește ciclonul prin conducta de evacuare 4.
În cazul agenților de curățare umedă, cu depunerea de particule de praf pe suprafața picăturilor, în practică, scruberii venturi sunt mai aplicabili
(Figura 3). Debitul de gaz praf prin duza venturi 1 este furnizat la o viteză de 15-20 m / s. În partea convergentă a duzelor, gazul din partea îngustă a duzei este accelerat la o viteză de 30-200 m / s și apoi apa este furnizată prin duza centrifugă 2 pentru irigare. În porțiunea de difuzor a duzelor, debitul este decelerat la o viteză de 15-20 m / s și este alimentat la eliminatorul de picurare 3. sub forma unui ciclon de joncțiune. Dezavantajele colectorilor de praf umed includ formarea nămolului în procesul de curățare, care necesită sisteme speciale pentru prelucrarea acestuia; îndepărtarea umidității în atmosferă; necesitatea creării unui sistem de alimentare cu apă rotativă în colectorul de praf.
Aparatele de curățare umede funcționează prin principiul depunerii particulelor de praf pe suprafața fie a picăturilor lichide, fie a filmelor lichide. Precipitarea particulelor de praf în lichid are loc sub acțiunea inerției și a mișcării browniene. O mișcare brushină este tipică pentru particulele de praf de cel puțin 1 μm, care nu dispun de suficientă energie cinetică și trag, de obicei, picăturile când se apropie.
Inima filtrelor este procesul de reținere a particulelor de impurități pe partițiile poroase ale elementelor de filtrare. Utilizate pe scară largă pentru fabricarea elementelor de filtrare sunt țesături diferite și pâslă din fibre sintetice, cauciuc burete, așchii de spumă poliuretanică, ceramică, metale poroase, pietriș etc.
Colector de praf electric. Funcționarea colectorului de praf electric se bazează pe crearea unui câmp electric puternic prin intermediul unui curent de înaltă tensiune rectificat alimentat la coroane și la electrozi de precipitare. Odată cu trecerea aerului praf prin decalajul dintre electrozi, ionizarea moleculelor de aer are loc cu formarea de ioni pozitivi și negativi. Ionii, adsorbiți pe particulele de praf, le încărcați în mod pozitiv sau negativ, după care praful se așază pe electrozi cu încărcătura semnului opus. Acești electrozi sunt periodic agitați prin intermediul unui mecanism special, după care praful se colectează în buncăr, de unde este îndepărtat. O diagramă schematică a unui precipitator electrostatic cu două zone de tip FE și RION este prezentată în Fig. 4.
Fig. 4. Precipitator electrostatic cu două zone PE și RION:
1 și respectiv 2 - electrozii pozitivi și negativi;
3 și 4 - electrozi de precipitare
În precipitatorul electrostatic aerul poluat cu viteza V
2 m / s este un ionizator, care include electrozii pozitivi 1 și negativi 2. Particulele încărcate de praf prin fluxurile de aer sunt antrenate în precipitator, care este un sistem de plăci ale electrozilor de precipitare 3 și 4. Unde particulele se așează pe plăci de polaritate opusă.
Mist eliminatori. Pentru a purifica aerul din ceață de acizi, alcalii, uleiuri și alte lichide utilizează filtre fibroase, principiul căruia se bazează pe depunerea picăturilor pe suprafața porilor, urmată de fluxul de lichid sub influența gravitației.
Malaxoarele sunt împărțite în viteză redusă (Figura 5) și viteză mare (Figura 6).
Spațiul dintre cei doi cilindri 3 realizate din plasă, un element de filtru fibros 4 este plasat pe care este fixat prin flanșa 2 la carcasa 1. Ceața lichid depus pe elementul de filtrare, curge în jos pe flanșa inferioară 5 și apoi printr-un tub închis ermetic apă 6 și cupa 7 este drenat din filtru.
Dispozitivele de eliminare a vaporilor cu viteză redusă oferă o eficiență foarte mare de purificare (până la 0,999) a gazului din particule mai mici de 3 μm și captează complet particule mai mari. Straturile fibroase sunt formate prin ambalarea fibrelor de sticla in diametru de la 7 la 30 microni sau a fibrelor polimerice (lavsan, PVC, polipropilena) cu un diametru de la 12 la
40 pm. Grosimea stratului este de 5-15 cm.
Aparate de captare a vaporilor si a gazelor. Absorbanti. Metoda de absorbție - purificarea emisiilor de gaze provenite de la gaze și vapori, pe baza absorbției acestora din urmă prin lichid. Condiția decisivă pentru aplicarea metodei de absorbție este solubilitatea vaporilor sau gazelor în absorbant. Cel mai simplu absorbant este apa, care este utilizată pentru a îndepărta de la proces emisiile de gaze, cum ar fi amoniacul, clorura și acidul fluorhidric, dioxidul de sulf. Ca absorbanți, în funcție de gazul captat, se utilizează sodiu, potasiu, fier, amine aromatice, soluții de amoniac, alcalii, uleiuri vâscoase și alte substanțe.
Pentru procesul de absorbție extrem de percolare folosind diverse absorber: turn ambalate, tip duză, cu bule de spumă și alte scrubere. Designul celui mai simplu turn turnat este prezentat în Fig. 7. Gazul poluat pătrunde în partea de jos a turnului și purificat părăsește prin partea de sus, în cazul în care, cu ajutorul unuia sau mai multor sprinklerele sunt administrați curat absorbant și sunt selectate din soluție tratate inferior.
Duzele inerte din punct de vedere chimic care umple cavitatea interioară a coloanei sunt proiectate pentru a mări suprafața lichidului, răspândindu-se prin acesta sub forma unui film. Ca duza folosita de corpuri de diferite forme geometrice, din ceramica, portelan, plastic, metal.
Fig. 7. Fotografie și proiectarea unui turn ambalat
Soluția uzată care părăsește absorbantul este de obicei regenerată, desorbind contaminantul, returnată la proces sau eliminată ca deșeu.
Hemosorbery. Metoda de chemisorbție se bazează pe absorbția gazelor și a vaporilor prin absorbanți solizi sau lichizi cu formarea compușilor chimici volatili sau ușor solubili. Un exemplu de chemisorbție este purificarea amestecului de aer-gaz din hidrogen sulfurat folosind o soluție de arsenic-alcalin. În acest caz, hidrogenul sulfurat este legat de o sare oxysulfosilicică într-o soluție apoasă:
În timpul regenerării soluției, sulful este produs ca produs secundar:
Pentru a realiza procesul de chemisorbție, se utilizează același aparat ca și pentru absorbție, - turnuri ambalate, diverse tipuri de epuratoare.
Absorbanți. Metoda de adsorbție se bazează pe capacitatea anumitor particule fine de a se extrage și concentra în mod selectiv asupra componentelor lor individuale de suprafață ale amestecului de gaze. Adsorbția este împărțită în adsorbție fizică și chimisorbție. Cu adsorbția fizică, moleculele de gaz aderă la suprafața unui solid sub acțiunea forțelor intermoleculare de atracție și în timpul chimisorbției intervine o interacțiune chimică între adsorbant și adsorbant. Adsorberele sunt utilizate pentru a purifica aerul din vaporii de solvenți, eter, acetonă, diverse hidrocarburi, anhidridă sulfuroasă, vapori de mercur etc. Ca adsorbanți, în funcție de tipul de gaz care trebuie extras, se utilizează cărbune activ, un alumină recomandată, silicagel, zeoliți sintetici și alte substanțe.
Structurally, adsorbantii sunt realizați sub formă de recipiente umplute cu un adsorbant poros, prin care fluxul gazului care este purificat este filtrat. De exemplu, se pot menționa cartușe cu adsorbant, utilizate în aparatele respiratorii de filtrare și măștile de gaz.
Neutralizatori termici. Neutralizarea termică se bazează pe capacitatea gazelor și a vaporilor combustibili care compun emisii de aerisire sau de proces pentru a arde cu formarea de substanțe mai puțin toxice.
Există trei scheme de neutralizare:
Combustia directa este folosita in acele cazuri in care gazele ce urmeaza a fi purificate au o energie semnificativa suficienta pentru a sustine arderea.
Un exemplu al unui astfel de proces este arderea deșeurilor combustibile. Deci, neutralizați hidrogenul de cianură în rachetele direcționate vertical în plantele petrochimice.
Oxidarea termică este utilizată atunci când gazele curățate au o temperatură ridicată, dar nu conțin suficient oxigen sau când concentrația de substanțe combustibile este neglijabilă și insuficientă pentru a menține o flacără. În primul caz, procesul de oxidare termică se efectuează într-o cameră cu alimentare cu aer proaspăt (CO, Cn Hm), iar în al doilea - cu adăugarea de gaze naturale.
Extracția catalitică este utilizată pentru a transforma componentele toxice conținute în gazele de evacuare la cele netoxice sau mai puțin toxice prin contactarea acestora cu catalizatorii. În practică, catalizatorii sunt platina, paladiul, oxizii de cupru, mangan, alte metale nobile și compușii lor. Această metodă neutralizează oxizii de carbon, hidrocarburile volatile, solvenții și gazele de eșapament. De exemplu, luați în considerare reacția de oxidare a toluenului din emisiile de gaze în aer ale magazinelor de vopsele. Reacția se desfășoară în prezența minereului de mangan la o temperatură t = 250-350 ° C:
Căi de curățare catalitică sunt, de asemenea, utilizate pentru a neutraliza gazele de eșapament auto.
Aparate de curățare în mai multe etape. Sistemele cu o singură treaptă nu oferă întotdeauna un control eficient al emisiilor. Pentru a crește eficiența, gazele care urmează să fie purificate sunt trecute succesiv prin mai multe dispozitive de purificare autonome sau printr-o unitate care include mai multe etape de purificare. Curățarea în mai multe etape este de asemenea utilizată atunci când purificarea aerului este necesară simultan de gaze și impurități solide, de impurități solide și de lichid care cade din mai multe gaze.
Aplicarea metodelor specifice și a aparatelor adecvate depinde de tipul de poluanți și de gradul specificat de purificare a aerului.
Procesul de purificare de la impurități nocive folosind orice metodă de purificare este caracterizat de un număr de parametri, dintre care principalii sunt eficiența purificării
unde Cdx și Cv reprezintă concentrațiile de masă ale impurităților din gaz înainte și după purificare. Dacă purificarea este efectuată într-un sistem de aparate conectate în serie, atunci eficiența lor generală de purificare este determinată de formula
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: