Уменьшение загрязнения воздушной среды от промышленных предприятий

Существует ряд мероприятий, направленных одновременно на уменьшение загрязнения внутренней и наружной среды. Рассмотрим некоторые из них.

Уменьшение загрязнения внутренней производственной среды может быть достигнуто:

1) заменой токсичных веществ, обращающихся в технологическом процессе, нетоксичными или малотоксичными, т.е. совершенствованием технологического процесса;

2) использованием выбросов для других процессов и производств, т.е. созданием малоотходных технологий;

3) герметизацией аппаратуры и коммуникаций, проведением технологических процессов в вакууме. При невозможности герметизации в местах выделения вредных веществ устраивают вентиляционные укрытия и отсосы;

4) гидроподавлением – разбрызгиванием воды на источник пыли;

5) проведением технологических процессов с выделением особо токсичных веществ в изолированных помещениях с применением роботов и манипуляторов.

Уменьшение загрязнения внешней среды (атмосферного воздуха) может быть произведено очисткой технологических и вентиляционных выбросов, т.е. улавливанием взвешенных частиц и парогазовых примесей.

Для улавливания взвешенных частиц применяются аппараты сухой и мокрой очистки.

Работа сухих аппаратов основана на использовании гравитационных, инерционных, центробежных или фильтрационных механизмов осаждения.

В электрофильтрах взвешенные частицы получают отрицательный электрический заряд и осаждаются на положительном электроде.

В мокрых пылеуловителях используется контакт запылённых газов с жидкостью.

На рис. 8.1 представлена схема циклона. Газопылевая смесь подводится к корпусу циклона тангенциально, поэтому частички пыли, вращаясь около внутренней поверхности корпуса, осаждаются на нее под действием центробежных сил, под действием сил тяжести осаждаются в нижней части циклона и отсюда удаляются, а очищенный газ через расположенную в центре трубу уходит в атмосферу. Для повышения эффективности пылеулавливания применяют гидроциклоны. В них входящий в циклон пылегазовый поток орошается водой, распыляемой форсунками. При этом и внутренняя поверхность корпуса гидроциклона смачивается водой.

Распространёнными пылеуловителями являются матерчатые рукавные фильтры, где пыль задерживается на ворсистом материале (рис. 8.2). Корпус фильтра представляет собой металлический шкаф, разделённый вертикальными перегородками на секции, в каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, соединённой со встряхивающим механизмом, внизу имеется бункер для пыли.

Более эффективными аппаратами для улавливания пыли являются электрофильтры, устанавливаемые, например, в котельных теплоэлект-ростанций для улавливания сажи и золы. Схема простейшего электрофильтра, иллюстрирующая принцип его действия, представлена на рис. 8.3. Под действием соответствующей разности потенциалов между электродами 2 и 3 создаётся коронный разряд, поставляющий в междуэлектродное пространство электроны. Очищаемый поток газов проходит через пространство между электродами, где частицы пыли заряжаются (посредством "прилипания" к ним электронов), и основная их масса оседает на осадительном электроде.

 

 

 

 

Большое распространение для очистки воздуха от взвешенных частиц получили аппараты мокрой очистки: ротоклоны, барботеры, скрубберы. На рис. 8.4 представлена схема полого форсуночного скруббера. Он представляет собой колонну круглого или прямоугольного сечения, в которой осуществляется контакт между газом и каплями жидкости.

Для очистки технологических и вентиляционных выбросов от газообразных примесей применяются адсорберы и абсорберы.

1 – загрязненный поток; 2 – осадите- 1 – запыленный газ; 2 – форсунки;

льный электрод; 3 - коронирующий 3 – очищенный газ; 4 – корпус;

электрод; 4 – очищенный поток; 5 – шлам

5 - взвесь Рис. 8.4. Схема скруббера

Рис. 8.3. Схема электрофильтра

В адсорберах (рис. 8.5) очищаемый поток пронизывает слой адсорбента, который связывает вредные газы и пары. Существуют адсорберы с неподвижным слоем адсорбента и с так называемым «кипящим» слоем, где адсорбент поддерживается во взвешенном состоянии.

В абсорберах (рис. 8.6) для очистки применяют жидкие вещества: воду или растворы солей, поглощающие газообразные примеси.

Термическая нейтрализация основана на способности горючих газов и паров, входящих в состав технологических или вентиляционных выбросов, сгорать с образованием менее токсичных веществ. Для этого используют нейтрализаторы [8, 11]. Различают три схемы термической нейтрализации: прямое сжигание; термическое окисление; каталитическое дожигание.

Прямое сжигание используют в тех случаях, когда очищаемые газы обладают значительной энергией, достаточной для поддержания горения. Примером такого процесса является факельное сжигание горючих отходов. Так нейтрализуют циановодород в вертикально направленных факелах на нефтехимических заводах. Существуют схемы камерного сжигания отходов, которые можно использовать для нейтрализации паров токсичных горючих или окислителей при их сдувах из емкостей.

Термическое окисление применяется в тех случаях, когда очищаемые газы имеют высокую температуру, но не содержат достаточно кислорода или когда концентрация горючих веществ незначительна и недостаточна для поддержания горения. В первом случае процесс термического окисления проводят в камере с подачей свежего воздуха (дожигание оксида углерода и углеводородов), а во втором – при подаче дополнительно природного газа.

 

Каталитическое дожигание используют для превращения токсичных компонентов, содержащихся в отходящих газах, в нетоксичные или менее токсичные путем их контакта с катализаторами. Для реализации процесса необходимо, кроме катализаторов, поддержание таких пара метров газового потока, как температура и скорость газов. В качестве катализаторов используют платину, палладий, медь и др. Температуры начала каталитических реакций газов и паров изменяются в пределах 200…400°С. Объемные скорости процесса каталитического дожигания обычно устанавливают в пределах 2000…6000 ч^-1 (объемная скорость – отношение скорости движения газов к объему катализаторной массы). Каталитические нейтрализаторы применяют для обезвреживания оксида углерода, летучих углеводородов, растворителей и т.п.

Уменьшение загрязнения воздушной среды может быть достигнуто и при строительстве промышленных предприятий в районах с отсутствием температурных инверсий.