Реферат: Методы очистки промышленных газовых выбросов

1. Введение стр 3

2. Классификация газообразных промышленных выбросов стр 3

3. Очистка газов от аэрозолей стр 4

4. Заключение стр 12

5. Список литературы стр 13

До определенного этапа развития человеческого общества, в частности индустрии, в природе существовало экологическое равновесие, т.е. деятельность человека не нарушала основных природных процессов или очень незначительно влияла на них. Экологическое равновесие в природе с сохранением естественных экологических систем существовало миллионы лет и после появления человека на Земле. Так продолжалось до конца XIX в. Двадцатый век вошел в историю как век небывалого технического прогресса, бурного развития науки, промышленности, энергетики, сельского хозяйства. Одновременно как сопровождающий фактор росло и продолжает расти вредное воздействие индустриальной деятельности человека на окружающую среду. В результате происходит в значительной мере непредсказуемое изменение экосистем и всего облика планеты Земля.

В настоящее время с ростом и бурным развитием промышленности большое внимание уделяется ее экологической обоснованности, а именно проблеме очистке и утилизации отходов. В данной работе рассматривается один из видов отходов промышленности – газовые выбросы предприятий. Впервые как проблему газовые выбросы можно рассматривать на примере лондонского «смога» (от англ. smoke – дым), под которым первоначально понимали смесь сильного тумана и дыма. Такого типа смог наблюдался уже в Лондоне уже более 100 лет назад. В настоящее время это уже более широкий термин – над всеми большими и индустриально развитыми мегаполисами помимо дымотуманного смога выделяют и фотохимический смог. Если причиной смога первого типа является в основном сжигание угля и мазута, то причиной второго – выбросы автотранспорта. Конечно же, все это усугубляется некоторым кумулятивным действием большого количества примесей. Zb, при дымотуманном смоге сернистый газ дает аэрозоль серной кислоты (из ряда кислотных дождей) который, естественно, намного реактивней по своему действию.

Неудивительно, что в настоящее время пристальное внимание уделяется проблеме удаления первопричин возникновения таких нежелательных явлений, как выбросы в атмосферу. В данной работе тематика проблемы сознательно ограничена рамками промышленных газовых выбросов, так как именно промышленность является источником опасных и крайне опасных примесей и составляющих явлений типа «смога».

В газообразных промышленных выбросах вредные примеси мож­но разделить на две группы:

а) взвешенные частицы (аэрозоли) твердых веществ — пыль, дым; жидкостей — туман

б) газооб­разные и парообразные вещества.

К аэрозолям относятся взвешен­ные твердые частицы неорганического и органического происхож­дения, а также взвешенные частицы жидкости (тумана). Пыль – это дисперсная малоустойчивая система, содержащая больше крупных частиц, чем дымы и туманы. Счетная концентрация (чис­ло частиц в 1 см³ ) мала по сравнению с дымами и туманами. Неорганическая пыль в промышленных газовых выбросах обра­зуется при горных разработках, переработке руд, металлов, мине­ральных солей и удобрений, строительных материалов, карбидов и других неорганических веществ. Промышленная пыль органи­ческого происхождения – это, например, угольная, древесная, тор­фяная, сланцевая, сажа и др. К дымам относятся аэродисперсные системы с малой скоростью осаждения под действием силы тяже­сти. Дымы образуются при сжигании топлива и его деструктив­ной переработке, а также в результате химических реакций, нап­ример при взаимодействии аммиака и хлороводорода, при окислении паров металлов в электрической дуге и т.д. Размеры частиц в дымах много меньше, чем в пыли и туманах, и состав­ляют от 5 мкм до субмикронных размеров, т.е. менее 0,1 мкм. Туманы состоят из капелек жидкости, образующихся при конден­сации паров или распылении жидкости. В промышленных выхло­пах туманы образуются главным образом из кислоты: серной, фосфорной и др. Вторая группа – газообразные и парообразные вещества, содержащиеся в промышленных газовых выхлопах, го­раздо более многочисленна. К ней относятся кислоты, галогены и галогенопроизводные, газообразные оксиды, альдегиды, кетоны, спирты, углеводороды, амины, нитросоединения, пары металлов, пиридины, меркаптаны и многие другие компоненты газообразных промышленных отходов.

В настоящее время, когда безотходная технология находится в периоде становления и полностью безотходных предприятий еще нет, основной задачей газоочистки служит доведение содержания токсичных примесей в газовых примесях до предельно допусти­мых концентраций (ПДК), установленных санитарными нормами. В данной таблице выборочно приведены ПДК некоторых атмосферных загрязни­телей.

ВЕЩЕСТВА	ПДК, мг/м3 макс. разовая среднесуточная
Аммиак	0,2	0,2
Ацетальдегид	0,1	0,1
Ацетон	0,35	0,35
Бензол	1,5	1,5
Гексахлоран	0,03	0,03
Ксилолы	0,2	0,2
Марганец и его соединения	—	0,01
Мышьяк и его соединения	—	0,003
Метанол	1,0	0,5
Нитробензол	0,008	0,008
Оксид углерода (СО)	3,0	1,0
Оксиды азота (в пересчете на N2 O5 )	0,085	0,085
Оксиды фосфора (в пересчете на P2 O5 )	0,15	0,05
Ртуть	0,0003	0,0003
Свинец	—	0,0007
Сероводород	0,008	0,008
Сероуглерод	0,03	0,005
Серы диоксид SO2	0,5	0,05
Фенол	0,01	0,01
Формальдегид	0,035	0,012
Фтороводород	0,05	0,005
Хлор	0,1	0,03
Хлороводород	0,2	0,2
Тетрахлорид углерода	4,0	2,0

При содержании в воздухе нескольких токсичных соединений их суммарная концентрация не должна превышать 1, т.е.

с ₁ /ПДК₁ + с ₂ /ПДК₂ + ... + с _n /ПДК_n = 1

где c ₁ ,с ₂ , ...,с _n – фактическая концентрация загрязнителей в воздухе, мг/м³ ;

ПДК₁ , ПДК₂ , ..., ПДК_n – предельно допустимая кон­центрация, мг/м³ .

При невозможности достигнуть ПДК очисткой иногда приме­няют многократное разбавление токсичных веществ или выброс газов через высокие дымовые трубы для рассеивания примесей в верхних слоях атмосферы. Теоретическое определение концентра­ции примесей в нижних слоях атмосферы в зависимости от высо­ты трубы и других факторов связано с законами турбулентной диффузии в атмосфере и пока разработано не полностью. Высоту трубы, необходимую, чтобы обеспечить ПДК токсичных веществ в нижних слоях атмосферы, на уровне дыхания, определяют по приближенным формулам, например:

где ПДВ – предельно допустимый выброс вредных примесей в атмосферу, обеспечивающий концентрацию этих веществ в при­земном слое воздуха не выше ПДК, г/с; Н — высота трубы, м; V – объем газового выброса, м³ /с; Dt –разность между темпера­турами газового выброса и окружающего воздуха, °С; A – коэф­фициент, определяющий условия вертикального и горизонтально­го рассеивания вредных веществ в воздухе, с^2/3 - (^О С)^1/3 (например, для района Урала А =160);F— безразмерный коэффициент, учи­тывающий скорость седиментации вредных веществ в атмосфере (для Cl₂ , HCl, HF F = 1); т — коэффициент, учитывающий усло­вия выхода газа из устья трубы, его определяют графически или приближенно по формуле

где w _г – средняя скорость на выходе из трубы, м/с; D_T — Диа­метр трубы, м.

Метод достижения ПДК с помощью «высоких труб» служит лишь паллиативом, так как не предохраняет атмосферу, а лишь переносит загрязнения из одного района в другие.

В соответствии с характером вредных примесей различают методы очистки газов от аэрозолей и от газообразных и парооб­разных примесей. Все способы очистки газов определяются в пер­вую очередь физико-химическими свойствами примесей, их агре­гатным состоянием, дисперсностью, химическим составом и др. Разнообразие вредных примесей в промышленных газовых выбро­сах приводит к большому разнообразию методов очистки, приме­няемых реакторов и химических реагентов.

Очистка газов от аэрозолей. Методы очистки по их основному принципу можно разделить на механическую очистку, электроста­тическую очистку и очистку с помощью звуковой и ультразвуко­вой коагуляции .

Механическая очистка газов включает сухие и мок­рые методы. К сухим методам относятся:

1) гравитационное осаж­дение;

2) инерционное и центробежное пылеулавливание;

3) филь­трация.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--