Измерение осаждения загрязнителей из воздуха. Мониторинг кислотных осадков
цательными. При этом могут пострадать
страны, вклад которых в парниковый эффект был минимальным. И они,
несомненно, предъявят претензии к другим странам. Если последствия
парникового эффекта будут достаточно серьезными, то некоторые
развивающиеся страны практически лишаться средств к существованию.
У них не останется другого выбора, кроме как под угрозой
развязывания военного конфликта потребовать помощи других стран.
Конечно, все это лишь предположение, однако нельзя не принимать во
внимание возможность подобного.
Из вышесказанного можно заключить, что в данном случае
геополитический аспект загрязнения атмосферы является обоснованием
важности проблемы загрязнения и необходимости принятия мер,
направленных на борьбу с загрязнителями.
§5. Меры по борьбе с загрязнением атмосферы.
В предыдущих главах были рассмотрены основные загрязнители
атмосферы и их влияние на окружающую среду и здоровье человека.
Здесь будут рассмотрены те меры, которые могут быть приняты для
уменьшения поступлений загрязнителей в атмосферу.
Путей уменьшения поступлений загрязнителей в атмосферу очень
много. Все они различаются по своей эффективности и многие из них
находят применение только в определенных отраслях. Далее будут
рассмотрены основные методы уменьшения выбросов загрязнителей в
атмосферу, и к каждому из них будет приведена отрасль, в которой
этот метод может быть эффективен.
Очистка. Целью очистки является уменьшение загрязнителей, которые
поступят в окружающую среду в результате отработки того или иного
процесса. При этом в очистке используется метод удаления
загрязнителей на одной из стадий, присущих данному процессу. В
основном очистка применяется либо к используемому топливу, либо к
образующимся отходам (в рассматриваемом нами случае эти отходы
газообразные). Оба случая способствуют уменьшению выбросов
загрязнителей в атмосферу
Типичным примером очистки топлива является очистка угля,
применяемая на электростанциях и предприятиях, для производства
продукции которых уголь используется в качестве топлива.
В угле сера содержится в двух формах: неорганической и
органической. Неорганическая сера присутствует в виде пиритов, т.е.
сульфидов металлов, в частности сульфида железа, называемого также
железным колчеданом. Органическая сера химически связана с
углеродом природного угля. Для удаления неорганической серы
достаточно специальной промывки угля, проводимой в несколько
этапов. Для удаления органической серы требуется химическая
обработка. Сера в виде пиритов может составлять от 30 до 70% общего
содержания серы в угле, но обычно органическая и неорганичная сера
присутствуют в равных количествах.
Для очистки угля от неорганической серы его предварительно
дробят, чтобы обнажить жильные породы. Затем раздробленный уголь
смешивают с водой в большом резервуаре. Пирит имеет большую
плотность, чем уголь, и потому оседает на дно быстрее; очищенный
уголь собирают в верхней части резервуара. Таким способом можно
обработать за 1 ч 500-1000 т угля. Промывка – один из наиболее
эффективных способов освобождения добытого угля от большей части
содержащихся в нем пиритов.
Химическая очистка угля – это общее название достаточно
разнообразных процессов, направленных на удаление органической
серы, связанной с углеродом угля. Специалистами уже предложено
несколько десятков процессов, причем с помощью некоторых химических
способов удаляют как серу в пиритах, так и часть серы, связанной в
органических соединениях.
Далее будет рассмотрен лишь один из методов, демонстрирующий
сущность процесса химической очистки. Этот метод предполагает
обработку мелко раздробленного угля водой, содержащей гидроксиды
натрия и кальция. После такой обработки при высоких давлении и
температуре уголь очищается от большей части пиритов и половины
органической серы; эти примеси остаются в растворе. Затем уголь
промывают и высушивают, после чего он готов к употреблению.
Описанный метод позволяет превратить дешевый уголь с высоким
содержанием серы в приемлемое топливо для тепловых электростанций,
работающих на угле. Такой уголь можно сжигать в топках без
необходимости затем улавливать двуокись серы из выходящих в дымоход
газов, но чтобы использовать его в крупных масштабах, следует
удешевить этот метод.
Очистка угля от серы является лишь примером того, как можно
очистить топливо от веществ, в последствии загрязняющих атмосферу.
Уголь и любое другое топливо можно очистить практически от любых
примесей. Вопрос заключается в другом: насколько затратна будет эта
очистка и оправдает ли она эти затраты?
В некоторых случаях выгоднее очищать от загрязнителей газы,
образующиеся при горении топлива (точнее будет сказать газы,
образующиеся при осуществление какого-либо процесса – ведь
образование газообразных отходов обусловлено не только сжиганием
топлива), чем само топливо. Для этого применяют газо- и
пароулавливающие установки. В настоящее время их существует 2 типа.
Первый тип установок обеспечивает санитарную очистку выбросов без
последующей утилизации уловленных примесей, количество которых
невелико, но которые даже в малых концентрациях опасны для здоровья
человека. Второй тип предназначен для промышленной очистки выбросов
от больших количеств вредных примесей с последующей их
концентрацией и дальнейшим использованием в качестве исходного
сырья в различных технологических процессах. Установки второго типа
являются составляющими элементами разрабатываемых перспективных
малоотходных и безотходных технологий (об этом см. в разделе
«Безотходные производства»).
Методы очистки промышленных выбросов от газообразных и
парообразных загрязнителей по характеру протекания физико-
химических процессов делят на пять основных групп: промывка
выбросов растворителями примесей (абсорбция); промывка выбросов
растворами реагентов, связывающих примеси химически (хемсорбция);
поглощение газообразных примесей твердыми активными веществами
(адсорбция); термическая нейтрализация отходящих газов и поглощение
примесей с помощью каталитического превращения.
Метод абсорбции обеспечивает очистку газовых выбросов путем
разделения газовоздушной смеси на составные части за счет
поглощения одной или нескольких вредных примесей (абсорбатов),
содержащихся в этой смеси, жидким поглотителем (абсорбентом) с
образованием раствора.
Для удаления из технологических выбросов таких газов, как аммиак,
хлористый или фтористый водород в качестве жидкого поглотителя
применяется вода. Растворимость этих вредных веществ в воде
составляет сотни граммов на 1 кг воды. Растворимость в воде
сернистого ангидрида или хлора не превышает сотых долей грамма на 1
кг воды, поэтому при обработке газовых примесей, содержащих эти
вредные газы, требуются большие количества воды. В качестве
абсорбентов используются и другие жидкости: раствор сернистой
кислоты для улавливания водяных паров; вязкие масла для улавливания
ароматических углеводородов из коксового газа.
Очищенный газ обычно отводится в атмосферу, а абсорбент,
содержащий вредные растворимые примеси, подвергают регенерации с
целью отделения вредных веществ, после чего возвращают в аппарат
или отводят в качестве отхода.
Метод хемсорбции заключается в поглощении вредных газовых и
паровых примесей, содержащихся в газовых выбросах, твердыми или
жидкими поглотителями с образованием малолетучих или
малорастворимых химических соединений. Применение этого метода
наиболее выгодно при небольших концентрациях вредных примесей в
отходящих газах. Методом хемсорбции осуществляется очистка
газовоздушной смеси от сероводорода с использованием мышьяково-
щелочного, этаноламинового и других растворов. Сероводород при этом
связывается в соответствующей хемсорбенту соли, находящейся в
водном растворе, регенерация которого осуществляется кислородом,
содержащимся в очищенном воздухе, с образованием серы, которая
может быть использована как сырье.
Хемсорбция широко применяется для очистки отходящих газов от
оксидов азота, образующихся при сжигании топлива, выделяющихся из
ванн для травления и в других технологических процессах. Очистка
осуществляется в скрубберах с использованием в качестве хемсорбента
известкового раствора. Эффективность очистки от оксидов азота
составляет 0,17 – 0,86 и от паров кислот – 0,95.
Достоинство методов абсорбции и хемсорбции заключается в
непрерывности ведения технологического процесса и экономичности
очистки больших количеств газовых выбросов. Недостаток –
громоздкость оборудования и необходимость создания систем
жидкостного орошения. В процессе очистки газы подвергаются
охлаждению, что снижает эффективность их рассеяния при отводе в
атмосферу. В процессе работы абсорбционных аппаратов образуется
большое количество отходов, состоящих из смеси пыли, поглощающей
жидкости и вредных примесей, которые подлежат транспортировке и
утилизации, что усложняет и удорожает процесс очистки.
Адсорбционный метод очистки газов основан на поглощении
содержащихся в них вредных примесей поверхностью твердых пористых
тел с ультрамикроскопической структурой, называемых адсорбентами.
Эффективность процесса адсорбции зависит от пористости адсорбента,
скорости и температуры очищаемых газов.
Поглощающая способность а
| |  скачать работу |
Измерение осаждения загрязнителей из воздуха. Мониторинг кислотных осадков |
