Материал: Инженерные способы защиты окружающей среды. Сафонова Л.Б., Звягина Л.Н

слоты. В результате выпадают подкисленные дождь и снег (значение pH ниже 5,6). Под действием кислотных осадков из почвы могут выщелачиваться металлы: свинец, кадмий, алюминий. Затем они или их токсичные соединения поглощаются растениями, что ведет к негативным последствиям. Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням.

ЛЕКЦИЯ 3. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

Современная практика охраны окружающей природной среды и воздушного бассейна в частности, используя мировой опыт в этой области, включает следующие подходы: 1) разработку соответствующих законодательных актов; 2) экологизацию технологических процессов; 3) организацию санитарнозащитных зон; 4) очистку выбросных газов от вредных веществ; 5) меры по снижению выбросов автотранспорта; 6) государственный экологический контроль охраны атмосферного воздуха.

Экологизация технологических процессов и оптимизация размещения источников загрязнения – направление, которое можно считать наиболее эффективным в системе мер по охране воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами. К нему относится, прежде всего, создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, которые исключают или существенно снижают попадание в воздух вредных веществ.

Вполне эффективны методы подавления генерации NOx в зоне горения топлива на предприятиях тепловой энергетики (двухстадийное сжигание топлива, рециркуляция дымовых газов). Так удается почти наполовину сократить выбросы оксидов азота с дымовыми газами.

Подобное направление природоохранных мероприятий предусматривает также создание непрерывных технологических процессов (по принципу «отходы одних являются сырьем для других предприятий»), замену сети мелких котельных ус-

21

тановок на централизованное теплоснабжение, замену угля и мазута на природный газ и т.п.

В то же время, как показывает опыт, в приземном слое атмосферы вблизи крупных энергетических установок (ГРЭС, ТЭЦ, ТЭС) и других предприятий содержание вредных веществ в отходящих газах нередко превышает предельно допустимые нормы, несмотря на меры по очистке газов и экологизацию технологических процессов. В этих случаях прибегают к рассеиванию пылегазовых выбросов с помощью высоких дымовых труб. Чем выше труба, тем больше ее рассеивающий эффект. На ряде предприятий высота дымовых труб достигает более 300 м. Следует признать, что рассеивание газовых примесей в атмосфере – это далеко не самое лучшее решение проблемы, связанной с загрязнением воздушного бассейна. Снижая его на местном уровне, ничего не предпринимается в этом аспекте на глобальном.

Защита атмосферного воздуха от вредных выбросов – сложная, комплексная проблема, вклад в ее решение вносят и мероприятия по рациональному размещению источников загрязнений:

–вынесение промышленных предприятий из крупных городов в малонаселенные районы с непригодными и малопригодными для сельскохозяйственного использования землями;

–расположение промышленных предприятий с учетом топографии местности и розы ветров;

–рациональная планировка городской застройки;

–установление санитарно-защитных зон (ССЗ) вокруг промышленных предприятий.

Взаимное расположение предприятий и населенных пунктов определяется по средней розе ветров теплого периода года. Промышленные объекты как источники выделения вредных веществ в окружающую среду должны располагаться за чертой населенных пунктов и с подветренной стороны от жилых массивов, чтобы выбросы уносились в сторону от жилых кварталов.

22

Классификация систем и методов очистки газов и показатели эффективности

Основным направлением охраны окружающей среды, в том числе и атмосферного воздуха от вредных выбросов должна быть разработка малоотходных и безотходных технологических процессов. Однако такую задачу следует полагать стратегической и рассчитанной на длительный период. А в настоящее время наиболее распространённым и технически более простым решением указанной проблемы является разработка эффективных систем очистки, улавливания и переработки газообразных, жидких и твёрдых примесей.

Для выбора очистного устройства и расчета всей системы очистки необходимо знать основные характеристики, в т. ч. эффективность, гидравлическое сопротивление и производительность.

Системы очистки газов от вредных примесей представлены на рис. 1.

Общая эффективность очистки η определяется по соотношению:

(Cв х Cв ых) / Cв х

23

Системы и методы очистки от вредных выбросов

Рис. 1. Системы и методы очистки

где Cв х и Cв ых – массовые концентрации примеси в газе до и по-

сле аппарата (фильтра).

Если последовательно соединено несколько аппаратов, то общая эффективность очистки будет:

1 1(1 1 ) (1 2 ) (1 n )

где η1,η2…ηn – эффективность очистки 1-го, 2-го и n-го аппаратов.

Гидравлическое сопротивление р определяется как разность давлений воздушного потока на входе рвх и выходе рвых из аппарата. Величина Δpвх находится экспериментально или рассчитывается по формуле:

24

где р и V– плотность и скорость воздуха в расчетном сечении аппарата; – коэффициент гидравлического сопротивления.

Величина гидравлического сопротивления аппаратов имеет большое значение для расчета гидравлического сопротивления всей системы.

Производительность систем очистки показывает, какое

количество воздуха проходит через нее в единицу времени

(м3/ч).

Улавливание промышленных пылей

Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования подразделяют на следующие 4 класса: механическая пыль – образуется в результате измельчения продукта в ходе технологического процесса; возгоны – образуются в результате объемной конденсации паров веществ при охлаждении газа, пропускаемого через технологический аппарат, установку или агрегат; летучая зола – содержащийся в дымовом газе во взвешенном состоянии несгораемый остаток топлива, образуется из его минеральных примесей при горении; промышленная сажа – входящий в состав промышленного выброса твердый высокодисперсный углерод, образуется при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

Основной параметр, характеризующий взвешенные частицы – это их размер, который колеблется в широких пределах

– от 0,1 до 850 мкм. Из этой гаммы наиболее опасны для человека частицы от 0,5 до 5 мкм.

Аппараты обеспыливания газов можно разбить на 4 группы: 1) сухие пылеуловители – механические устройства, в которых пыль отделяется под действием сил тяжести, инерции или центробежной силы; 2) мокрые, или гидравлические аппараты, в которых твердые частицы улавливаются жидкостью; 3) пористые фильтры, на которых оседают мельчайшие частицы пыли; 4) электрофильтры, в которых частицы осаждаются за счет электрической ионизации газа и содержащихся в них пылинок.

25