Полная версия

Главная arrow Экология arrow Теоретические основы защиты окружающей среды

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Раздел второй. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ ОТ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

ГЛАВА 6 ОЧИСТКА ВОЗДУХА ОТ АЭРОЗОЛЬНЫХ ПРИМЕСЕЙ

Специалист по инженерной защите окружающей среды должен иметь четкое представление о методах и способах очистки воздуха от пыли, вредных газов и паров. Решение проблемы очистки воздуха от аэрозольных и газовых загрязнений требует специальных знаний различных дисциплин, в первую очередь химической технологии. Инженер, специализирующийся в области защиты окружающей среды, должен знать источники выделения вредных аэрозолей, паров и газов, свойства этих вредных веществ, характер их воздействия на организм человека, природную среду, другие объекты и т.д. Он должен знать основные методы обезвреживания наиболее распространенных газовых загрязнений, область их применения, их достоинства и недостатки, основные показатели, реальные возможности и перспективы в данной области.

6.1. Методы очистки аэрозольных выбросов

Процесс обеспыливания воздуха в общем виде включает следующие основные этапы (элементы):

предотвращение распространения "исходной" аэродисперсной системы в воздухе рабочей зоны и увеличения устойчивости этой системы в направлении строго ограниченной заранее выделенной области (процесс пылеулавливания);

разрушение пылевого аэрозоля, заключающееся в выделении пыли из воздуха (процесс пылеочистки);

дальнейшее снижение устойчивости пылевого аэрозоля, сохранившегося после реализации предыдущих этапов, заключающееся в интенсификации распространения оставшихся в воздухе пылевых частиц и аэрации дисперсной среды в приземном слое атмосферы (процесс рассеивания пыли).

Каждый элемент системы можно реализовать различными методами (аэродинамическим, гидродинамическим, электромагнитным, теплофизическим, механическим и др.), которые определяются характером направленных внешних воздействий на пылевой аэрозоль. Любой метод может быть осуществлен различными способами (орошением, пеной, паром, туманом и др.), а способ - техническими средствами.

Обезвреживание выбросов предполагает либо удаление вредных примесей из инертного газа-носителя, либо превращение их в безвредные вещества. Оба принципа могут быть реализованы через различные физические и химические процессы, для осуществления которых требуются определенные условия. Расчеты процессов и аппаратов пылегазоочистки при их проектировании должны быть направлены на создание условий, обеспечивающих максимально полное обезвреживание выбросов.

Дисперсные загрязнители в отличие от газообразных фиксируются в атмосфере визуально уже при небольших концентрациях, поэтому отсутствие шлейфа взвешенных частиц и прозрачность выброса являются простейшими критериями его чистоты.

Многочисленные способы очистки промышленных газов от механических примесей основаны на применении двух групп методов - механических и физических (рис. 6.1). К механическим методам очистки газов относятся гравитационная и инерционная сепарация; мокрая очистка (промывка) газов; фильтрация через различные пористые материалы, к физическим - осаждение в электрическом поле и акустическая коагуляция.

Для обезвреживания аэрозолей (пылей и туманов) используют сухие, мокрые и электрические методы. В основе сухих методов лежат гравитационные, инерционные, центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы. При использовании мокрых методов очистка газовых выбросов осуществляется путем тесного взаимодействия между жидкостью и запыленным газом на поверхности газовых пузырей, капель или жидкой пленки. Электрическая очистка газов основана на ионизации молекул газа электрическим разрядом и электризации взвешенных в газе частиц с последующим их движением к осадительным электродам.

При обработке выбросов, содержащих твердые аэрозольные загрязнители, низких величин проскока (1...2% и менее) можно достичь, как правило, только двухступенчатой очисткой. Для предварительной очистки применяют жалюзийные решетки и циклонные аппараты (иногда для небольших выбросов - пыле осадительные камеры), а для окончательной - пористые фильтры, электрофильтры или мокрые пылеосадители.

Жидкие аэрозоли (туманы) могут быть скоагулированы изменением параметров состояния (охлаждения и повышения давления) с целью осаждения в последующем с использованием, как правило, мокрых способов улавливания в мокрых скрубберах, пористых и электрических фильтрах, абсорберах.

Мокрые способы очистки твердых и жидких аэрозолей имеют существенный недостаток - необходимость отделения уловленного загрязнителя от улавливающей жидкости. По этой причине мокрые способы следует применять только при отсутствии других методов очистки, отдавая предпочтение способам с минимальным расходом жидкости.

Классификация методов и оборудования для очистки газов от вредных примесей

Рис. 6.1. Классификация методов и оборудования для очистки газов от вредных примесей

Невозможно указать точные границы применимости тех или иных физических и химических процессов к какому-либо из принципов обезвреживания выбросов или строго соотнести их с определенными агрегатными состояниями загрязнителей. Так, процессы гравитационного и инерционного осаждения дисперсной части выбросов могут быть использованы и для отделения газов с высокой плотностью, например галогенидов тяжелых металлов. В то же время процессы охлаждения и конденсации, широко используемые для газоразделения, применяются и для укрупнения субмикронных конденсационных аэрозолей ("вымораживание" пол и циклических ароматических углеводородов, коагуляция туманов).

Проблемы, возникающие при разработке и проектировании очистных систем, тесно связаны и со всеобщими законами (цикличность, безотходность и др.) и с конкретными закономерностями природных технологий. Так, например, взвешенные частицы могут оседать под влиянием гравитационных, инерционных, когезионных, электростатических и других сил. Вклад каждой из них в результирующее действие зависит от большого числа факторов, связанных с параметрами частиц, среды, конструктивными особенностями аппаратов, поэтому даже в расчетах простейших очистных устройств (пылеосадительных камер и жалюзийных решеток) приходится основываться на экспериментальных данных и производственном опыте.

Наиболее сложны для очистки выбросы, загрязнители которых представляют многофазную систему. Поскольку большинство современных очистных аппаратов не приспособлено для одновременного обезвреживания дисперсных и гомогенных загрязнителей, в общем случае подобные выбросы должны пройти последовательно четыре стадии обработки: предварительную и тонкую очистку от аэрозоля и затем предварительное и окончательное обезвреживание газообразного загрязнителя. В частности, если газообразный загрязнитель хорошо растворяется в воде, может быть организована предварительная обработка выбросов мокрыми способами, которая позволит понизить концентрации как дисперсных, таки гомогенных загрязнителей.

Если твердые или жидкие аэрозоли не содержат других элементов, кроме углерода, водорода и кислорода (пыль растительного происхождения, шерстяные волокна, туманы минеральных масел и др.), то они могут быть обезврежены в одну стадию - непосредственным сжиганием в топках котлов и печей.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>