Реферат: Інженерний захист природного довкілля

Теоретичні основи, що розробляються в нашій країні, в області: електрофізики, механохімії, хімії полімерів, фотохімії, гідрогазодинаміки, виробництво будівельних матеріалів, нанотехнологій, біотехнології і ін. говорять про те, що ми маємо всі можливості для здійснення прориву в області розвитку техніки захисту довкілля.

1.2. Очищення повітря від аерозольних домішок

У основу дії пиловловлюючих і сепарацій пристроїв покладений певний фізичний механізм. У пиловловлювачах і пристроях сепарацій знаходять вживання наступні способи відділення зважених часток від середовища, що зважує, тобто повітря (газу): осадження в гравітаційному полі, осадження під дією сил інерції, осадження у відцентровому полі, фільтрування, осадження в електричному полі, мокра газоочистка і ін.

Гравітаційне осадження. Частки аерозоля осідають з потоку забрудненого газу (повітря) під дією сили тяжіння. Для цього необхідно створити відповідний режим руху забрудненого газу в апараті з врахуванням розміру часток, їх щільність і так далі

Інерційне осадження. Інерційне осадження засноване на тому, що частки аерозоля і середовище, що зважує, зважаючи на значну різницю щільності володіють різною інерцією. Частки аерозоля, рухаючись за інерцією, відділяються від газового середовища.

Осадження під дією відцентрової сили. Відбувається при криволінійному русі пилогазового потоку. Під дією виникаючих відцентрових сил частки аерозоля відкидаються на периферію апарату і осідають.

Ефект зачеплення при фільтруванні. Частки аерозоля, зважені в повітряному (газовою) середовищі, затримуються у вузьких звивистих каналах і порах при проходженні аерозольного потоку через фільтрувальні матеріали.

Осадження в електричному полі. Проходячи електричне поле, частки аерозоля отримують заряд. Рухаючись до електродів протилежного знаку, вони осідають на них.

Мокра газоочистка. Змочування поверхні елементів апаратів водою або іншою рідиною сприяє затриманню часток на даній поверхні.

У практиці пиловловлювання і сепарації аерозольних часток знаходять вживання і інші методи: термофорез, фотофорез, укрупнення часток в акустичному полі, дія магнітного поля, біологічне очищення і ін.

У пиловловлюючих і сепараціях пристроях, разом з основним механізмом уловлювання, зазвичай використовуються і інші закономірності.

Завдяки цьому загальна і фракційна ефективність апарату досягає більш високого рівня.

1.3. Абсорбція газових домішок

Деякі рідини і тверді речовини при контакті з багатокомпонентним газовим середовищем здатні вибірково витягувати з неї окремі інгредієнти і поглинати їх.

Абсорбцією називається перенесення компонентів газової суміші в об'єм дотичної з нею фази, що конденсує. При абсорбції відбувається вибіркове поглинання одного або декількох компонентів з газової суміші рідкими поглиначами.

Зворотний процес, тобто видалення з об'єму речовини поглинених молекул газу, що конденсує, називається дегазацією або абсорбцією.

Речовину, яка міститься в газовій фазі і при абсорбції не переходить в рідку фазу, називають газом-носієм, речовину, в якій відбувається розчинення компонентів, що абсорбуються, називають розчинником (поглиначем або абсорбентом), речовина, яка міститься в газовій фазі і при абсорбції переходить в рідку фазу, тобто компонент, що поглинається, називають абсорбтивом, речовина, що поглинається, в об'ємі поглинача – абсорбатом.

Абсорбат стримуються в абсорбенті, рівномірно розподіляючись серед його молекул, унаслідок розчинення або хімічної реакції.

1.4. Термохімічне знешкодження газоподібних викидів

Очищення промислових газоподібних викидів, що містять токсичні речовини, в даний час є неодмінною вимогою у всіх виробництвах.

Окрім механічних, фізико-хімічних і хімічних методів очищення газів широко застосовують термічні методи.

Методи спалювання шкідливих домішок, здатних окислюватися, знаходять все більше вживання для очищення дренажних і вентиляційних викидів.

Ці методи вигідно відрізняються від інших (наприклад, мокрого очищення в скруберах) вищою мірою очищення, відсутністю в більшості випадків корозійних середовищ і виключенням стічних вод. Як правило, домішки спалюють в камерних топках з використанням газоподібного або рідкого палива. Інколи на практиці представляється можливим окислювати органічні речовини, що знаходяться в газових викидах, на поверхні каталізатора, що дає можливість знизити температуру процесу.

Велике поширення для знищення токсичних речовин в газах, що відходять, отримали установки факельного спалювання. До факельних установок пред'являються високі вимоги відносно забезпечення безпечної і надійної роботи в умовах пожаро- і вибухонебезпеки хімічних виробництв.

Хімічні реакції між інгредієнтами газових викидів, які в звичайних умовах практично непомітні, значно прискорюються з підвищенням температури. Система, що містить токсичні речовини, може бути знешкоджувана за допомогою термообробки, якщо реакції, що відбуваються в ній, приведуть до утворення менш токсичних компонентів.

За типом реакцій, що відбуваються, методи термознешкодження можна розділити на відновних і окислювальних. Термовідновлювальні методи специфічні і розробляються індивідуально для кожного конкретного забрудника. З них до теперішнього часу в техніці газоочистки знайшли вживання способи термохімічного (з використанням аміаку) і термокаталітичного відновлення NOх до N2, термокаталитичного відновлення SO2 до S2 деякі інші.

1.5. Конденсація газоподібних домішок

Конденсаційну обробку газів покидьків зазвичай включають в технологічний цикл, якщо процес супроводжується відчутними втратами проміжних або кінцевих продуктів. Часто за допомогою конденсації уловлюють і повертають в технологічний процес пари розчинників, що видаляються з поверхні виробів після нанесення функціональних, захисних і забарвлюючих шарів. Інколи конденсацію застосовують для витягання з газового потоку коштовних (дорогих) або особливо небезпечних речовин.

При економічно і технічно прийнятних параметрах робочого середовища можна перевести в стан, що конденсує, пари легкокиплячих з'єднань (зазвичай використовуваних як розчинники) з концентраціями не нижче 5-10 г/м3. Конденсація більш розбавлених забрудників представляє технічно складне завдання і вимагає значних витрат.

Міра уловлювання (глибина витягання) забрудника залежить від міри охолоджування і стискування газових викидів. У виробничих умовах температуру і тиск приймають такими, аби енерговитрати на конденсацію складали незначну долю загальних витрат на технологію. Тому міру витягання навіть дорогих продуктів призначають невисокою, як правило, в межах 70-80%. З цієї ж причини використовувати конденсацію як самостійний засіб санітарного очищення (тобто з глибиною витягання до санітарних норм) неприйнятний.