Технология использования сжатых газов (стр. 39 )

2. Зинченко осадков сточных вод и твердых бытовых отходов с получением биогаза и органо-минеральных удобрений (по материалам 4-ой Международной конференции "Сотрудничество для решения проблемы отходов", 31 января -
1 февраля 2007 г., Харьков, Украина)/, , .

3. "Микробиологическая анаэробная конверсия биомассы"/.

4. Научно-теоретический журнал украинской академии аграрных наук. – Киев, 2005. – 88 с.

Тема 16 ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ

16.1 Влияние выбросов на состояние атмосферного воздуха

Во время производства поступление как исходных и промежуточных, так и конечных продуктов в атмосферу возможно с организованными (хвостовые газы, абгазы, газы аспирационных и вентиляционных систем и др.) и неорганизованными (погрузочно-разгрузочные и ремонтные работы, открытая транспортировка отходов и т. д.) производственными выбросами. В почву, подземные воды и поверхностные водоемы они попадают с недоочищенными или неочищенными сточными водами предприятий, производящих химические реагенты, а также с отходами производства.

Проблема защиты атмосферы от вредных выбросов является сложной и комплексной. Можно выделить три основные группы мероприятий: технологические, планировочные и санитарно-технические.

Технологические мероприятия

С экономической точки зрения дешевле бороться с вредными веществами в местах их образования – создание замкнутых технологических циклов, при которых бы отсутствовали хвостовые газы или абгазы. Идеальным является применение природоохранного принципа рационального использования природных ресурсов, максимальное извлечение всех полезных компонентов и максимальная утилизация отходов (максим экономического эффекта и минимума отходов, загрязняющих окружающую среду). В данную группу можно отнести также следующие мероприятия:

– замена вредных веществ на производстве менее вредными или безвредными;

– очистка сырья от вредных примесей (десульфиризация мазута перед его сжиганием);

– замена сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми;

– замена пламенного нагрева электрическим (шахтные печи на электрические индукционные);

– герметизация процессов, использование гидро - и пневмотранспорта при транспортировке пялящих материалов;

– замена прерывистых процессов непрерывными.

Планировочные мероприятия

В группу планировочных мероприятий входит комплекс приемов, включающих:

– зонирование территории города;

– борьбу с природной запыленностью;

– организацию санитарно-защитных зон (уточнение по розе ветров, озеленение зоны);

– планировка жилых районов (зонирование застройки кварталов);

– озеленение населенных мест.

Санитарно-технические мероприятия

Специальные меры защиты при помощи очистных сооружений:

– сухие механические пылеуловители (циклоны, мультициклоны);

– аппараты фильтрации (ткани, керамические, металлкерамические и др.);

– электростатической очистки (электрофильтры);

– аппараты мокрой очистки (скрубберы);

– химические: каталитическая очистка газов, озонирование.

16.2 Источники загрязнения воздушного бассейна

Источники загрязнения воздушной природной среды промышленностью классифицируются по ряду признаков.

По назначению:

а) технологические, содержащие хвостовые газы после улавливания на установках, продувки аппаратов, воздушников и др. (для выбросов характерны высокие концентрации вредных веществ и сравнительно малые объемы удаляемого воздуха);

б) вентиляционные выбросы – местные отсосы от оборудования и общеобменная вытяжка.

По месту расположения:

а) незатененные, или высокие, находящиеся в зоне недеформированного ветрового потока (к этим источникам относятся высокие трубы, а также точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 раза);

б) затененные или низкие, расположенные на высоте в 2,5 раза меньше высоты здания;

в) наземные, находящиеся вблизи земной поверхности (к этим источникам относится открыто расположенное технологическое оборудование, колодцы производственной канализации, пролитые токсичные вещества, разбросанные отходы производства).

По геометрической форме:

а) точечные (трубы, шахты, крышные вентиляторы);

б) линейные (аэрационные фонари, открытые окна, близко расположенные вытяжные шахты и факелы).

По режиму работы:

·  непрерывного и периодического действия;

·  залповые и мгновенные.

В случае залповых выбросов за короткий промежуток времени в воздух поступает большое количество вредных веществ. Залповые выбросы возможны при авариях или сжигании быстрогорящих отходов производства на специальных площадках уничтожения. При мгновенных выбросах загрязнения распространяются за доли секунды иногда на значительную высоту. Они происходят при взрывных ситуациях.

По дальности распространения:

а) внутриплощадочные, когда выбрасываемые в атмосферу загрязнения образуют высокие концентрации только на территории промышленной площадки, а в жилых районах ощутимых загрязнений не наблюдается (для таких выбросов предусматривается достаточных размеров санитарно-защитная зона);

б) внеплощадочные, когда выбрасываемые в атмосферу загрязнения потенциально способны создавать высокие концентрации на территории жилого района.

16.3 Виды и характеристики газовых выбросов

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.

Таблица 16.1 – Предельно допустимые концентрации некоторых токсичных веществ в воздухе атмосферы

Вещества	ПДК, мг/м3	Вещества	ПДК, мг/м3
макси-мальная разовая	средне- суточная	макси-мальная разовая	средне- суточная
Аммиак Ацетальдегид Ацетон Бензол Гексахлоран Ксилолы Марганец и его соединения Мышьяк и его сое- динения Метанол Нитробензол Оксид углерода СО Оксиды азота (в пересчете на (N2O5)	0,2 0,1 0,35 1,5 0,03 0,2 — — 1,0 0,008 3,0 0,085	0,2	Оксиды фосфора (в пересчете на Р205)	0,15	0,05
0,1
0,35
1,5	Ртуть	0,0003	0,0003
0,03	Свинец	—	0,0007
0,2	Сероводород	0,008	0,008
0,01	Сероуглерод	0,03	0,005
	Серы диоксид S02	0,5	0,05
0,003	Фенол	0,01	0,01
	Формальдегид	0,035	0,012
0,5	Фтороводород	0,05	0,005
0,008	Хлор	0,1	0,03
1,0	Хлороводород	0,2	0,2
0,085	Тетрахлорид угле- рода	4,0	2,0

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 табл. 16.1 выборочно приведены ПДК основных атмосферных загрязнителей.

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

с1/ПДК1+с2/ПДК2 + ... +сп/ПДКп=1,

где с1, с2, ..., сп – фактическая концентрация загрязнителей в воздухе, мг/м3; ПДК1, ПДК2, …, ПДКп - 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 не полностью разработано. Высоту трубы, необходимую, чтобы обеспечить ПДК токсичных веществ в нижних слоях атмосферы, на уровне дыхания, определяют по приближенным формулам, например: