Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Теоретические основы защиты окружающей среды

второй. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ ОТ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

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.

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.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы