Інженерний захист природного довкілля (стр. 2 из 5)

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.

В той же час конденсаційна обробка може успішно застосовуватися в багатоступінчастих схемах очищення викидів. Існують три напрями в області газоочистки, де конденсація не лише корисна, але і необхідна:

- попереднє осадження основної маси пари забрудників перед адсорберами при високій мірі забруднення викидів;

- парціальне витягання пари, що містить з'єднання фосфору, миш'яку, важких металів, галогенів перед термознешкодженням суміші забрудників;

- конденсація забрудників після хімічної обробки з метою перекладу в легкоконденсуємі з'єднання, наприклад, після хімосорбційних апаратів.

1.6. Розсіювання викидів в атмосфері

Промислові джерела викидів підрозділяються на організованих і неорганізованих. До організованих промислових джерел відносять труби, шахти, аераційні ліхтарі, фрамуги і тому подібне До неорганізованих промислових викидів відносять відкриті склади мінеральної сировини, кар'єри, сховища твердих і рідких відходів, місця завантаження і вивантаження залізничних вагонів, автомашин, негерметичне устаткування, транспортні естакади і тому подібне У ряді випадків неорганізовані джерела є наземними.

Організовані промислові джерела викидів можна підрозділити на трьох типів: високі, низькі і проміжні.

Через високі джерела здійснюється скидання в атмосферу технологічних газів і забрудненого вентиляційного повітря. До них відносяться труби, викиди з яких виробляються у верхні шари атмосфери, вище за кордон проміжної зони, що забезпечує їх хороше розсіювання.

Низькі джерела є найбільш поширеними для скидання вентиляційного повітря і технологічних сдувок в атмосферу.

Викиди з таких джерел виробляються безпосередньо в зону аеродинамічної тіні, що створюється будівлями і спорудами, і забруднюють в основному територію біля цих будівель і споруд.

До проміжних джерел можна віднести труби, верхня відмітка яких знаходиться нижче за кордон проміжною, зони, але не менше чим на 20% вище за кордон зони аеродинамічної тіні.

Гранично допустимий викид (ПДВ) відповідно до ГОСТ 17.2.1.04-77 є технічним нормативом, що встановлюється з умови, аби вміст забруднюючих речовин в приземному шарі повітря від джерела або їх сукупності не перевищував нормативів якості повітря для населення, тваринного і рослинного світу. Розрахункові значення ПДВ слід вважати верхньою межею.

Рис 1. Схема газоповітряного факела в зносячому потоці:

1 - крива розподілу концентрації забрудника в приземному шарі;

2 - профілі концентрацій забрудника в перетинах факела.

1.7. Гідромеханічні способи очищення стічних вод

Для видалення зважених часток із стічних вод використовують періодичні і безперервні гідромеханічні процеси проціджування, гравітаційного і відцентрового відстоювання і фільтрування. Вибір методу залежить від розміру часток домішок, фізико-хімічних властивостей і концентрації зважених часток, витрати стічних вод і необхідної міри очищення.

Перед тоншим очищенням стічні води направляють на проціджування через грати і сита, які встановлюють перед відстійниками з метою витягання з них крупних домішок.

Осадженням називається розділення рідких неоднорідних систем шляхом виділення з рідкої фази твердих або рідких зважених часток під дією сили тяжіння, відцентрової сили. Відповідно розрізняють гравітаційне відстоювання і центрифугування.

Осадження відстоюванням відбувається під дією сили тяжіння.

Для проведення процесу використовують пісколовки, відстійники і освітлювачів. У освітлювачах одночасно з відстоюванням відбувається фільтрація стічних вод через шар зважених часток.

1.7.1 Фільтрування стічних вод

В процесі очищення стічних вод доводиться мати справу з великою кількістю води, тому застосовують фільтри, для роботи яких не вимагається високих тисків. Виходячи з цього, використовують фільтри з сітчастими елементами (мікрофільтри і барабанні сітки) і фільтри із зернистим шаром, що фільтрує.

Механізм витягання часток з води на фільтрах із зернистою перегородкою: