Очищення викидів в атмосферу від домішок
природокористування
Методи очищення атмосфери визначаються природою забруднювачів. Ряд сучасних технологічних процесів пов'язаний з подрібненням речовин. При цьому частина матеріалів переходить в пил, яка шкідлива для здоров'я і завдає значних матеріальних збитків внаслідок втрати цінних продуктів.
Пил, що осів в індустріальних містах, переважно містить 20% оксиду заліза, 15% оксиду кремнію і 5% сажі. Промислова пил включає також оксиди різних металів і неметалів, багато з яких токсичні. Це оксиди марганцю, свинцю, молібдену, ванадію, сурми, миш'яку, телуру. Пил та аерозолі не тільки ускладнюють дихання, але і призводять до кліматичних змін, оскільки відображають сонячне випромінювання і ускладнюють відвід тепла від Землі.
Принципи роботи пилоуловлюючих апаратів засновані на використанні різних механізмів осадження частинок: гратаціонном осадженні, осадженні під дією відцентрової сили, диффузионном осадженні, електричному (іонізаційні) осадженні і деяких інших. За способом простежуй пилу апарати бувають сухий, мокрій і електричної основний критерій вибору типу обладнання физикохимические властивості пилу, ступінь очищення, параметри газового потоку (швидкість надходження). Для газів, що містять горючі і ядовятие домішки, краще використовувати апарати мокрого очищення.
Основним напрямком захисту атмосфери від забруднень є створення маловідходних технологій із замкнутими циклами виробництва і комплексним використанням сировини. Але це в ідеалі, в даний час очищення газів від забруднень є поки єдиним ефективним методом знешкодження атмосфери. Існуючі методи очищення можна розділити на дві групи: некаталітичні (абсорбція і адсорбційні) та каталітичні. Розглянемо ряд методів хімічного очищення від найбільш поширених забруднювачів.
Очищення газів від діоксиду вуглецю:
1. Абсорбція водою. Спосіб простий і дешевий, проте ефективність очищення мала, так як максимальна поглинальна здатність води - 8 кг СО2 на 100 кг води.
2. Поглинання розчинами етаноламінів:
Як поглинач зазвичай застосовують моноетаноламін, хоча триетаноламін має більшу реакційною здатністю.
3. Холодний метанол є гарним поглиначем СО2 при 35 ° с.
4. Очищення цеолітами типу Саа. Молекули СО2 дуже малі: 3,1А, тому для отримання СО2 з природного газу і видалення продуктів життєдіяльності (вологи і СО2) в сучасних екологічно ізольованих системах (космічні кораблі, підводні човни і т. Д.) Використовуються молекулярні сита.
Очищення газів від оксиду вуглецю:
- Спалювання на Pt / Pd-каталізаторі.
- Конверсія (адсорбційний метод).
Очищення газів від оксидів азоту.
У хімічній промисловості очищення від оксидів азоту л 80% здійснюється за рахунок перетворень на каталізатора:
1. Окислювальні методи засновані на реакції окислення ov сидов азоту з наступним поглинанням водою і освіта »:
- Окислення озоном в рідкій фазі.
- Окислення киснем при високій температурі.
2. Відновлювальні методи засновані на відновленні оксидів азоту до нейтральних продуктів у присутності каталізаторів або під дією високих температур у присутності відновників.
3. Сорбційні методи:
- Адсорбція оксидів азоту водяними розчинами лугів і СаСО3.
- Адсорбція оксидів азоту твердими сорбентами (буре вугілля, торф, силикагели).
Очищення газів від діоксиду сірки SO2:
1. Аміачні методи очищення. Вони засновані на взаємодії SO2 з водним розчином сульфіту амонію.
Утворився бисульфит легко розкладається кислотою.
2. Метод нейтралізації SO2. Він заснований на поглинанні Wi розчином соди або вапна.
3. Каталітичні методи. Засновані на хімічних перетвореннях токсичних компонентів в нетоксичні на поверхні каталізаторів:
- піролюзітний метод - окислення SO2 киснем в рідкій фазі в присутності каталізатора - пиролюзита (МпО2); метод може використовуватися для отримання сірчаної кислоти.
- озонокаталітіческій метод - різновид піролюзітного методу і відрізняється від нього тим, що окислення Мп2 + в Мп3 + здійснюють в озоновоздушной суміші.
Ефективність очищення залежить від безлічі факторів: парціальних тисків SO2 і О2 в очищується газової суміші; температури газів, що відходять; наявності і властивостей твердих і газоподібних Компонентів; обсягу газів, що очищаються; наявності та доступності компонентів; необхідного ступеня очищення газу.
Ілюстрацією методу очищення газу за принципом безвідходної техології може служити процес очищення викидів від SO2 пуДМ окислення до SO3 при температурі 50480 ° С. Потім при 220-260 ° С введення газоподібного ама призводить до випадання осаду у вигляді кристалів сульфату. є ефективним мінеральним добривом.
Після проведеної очищення газ надходить в атмосферу і р звивається, при цьому забруднення повітряного середовища в приземному шарі не повинно перевищувати ГДК. Головною геофізичної обсерваторіейУкаіни розроблена «Методика розрахунку концентрацій в ат мосферном повітрі шкідливих речовин, що містяться в викиду підприємств». Програми розрахунків на ЕОМ носять названц «Ефір 5» і «Ефір 6». Розглянемо варіант захисту навколишнього середовища від промислових викидів.
При розрахунку можуть встановлюватися:
1) Див - реальна максимальна концентрація забруднюючих речовин в приземному шарі атмосфери для порівняння її з ГДК;
2) Н - мінімальна висота труби для забезпечення ГДК в приземному шарі атмосфери;
3) ПДВ - гранично допустимий викид, що забезпечує концентрацію шкідливих речовин в приземному шарі атмосфери не вище ГДК;
4) Смт - відповідна ПДВ шкідливих речовин на виході з труби.
На закінчення відзначимо, що очищення викидів представляє різновид утилізації відходів, що має величезне значеніедля отримання багатьох хімічних сполук, при постійному виснаженні природних корисних копалин, і тому розробка нових і вдосконалення існуючих способів переробки викидів ніколи не втратять актуальності.