Енергетичні забруднення включають промислові теплові викиди, а також всі види опромінень та полів, які впливають на природне середовище (фізичні забруднення). Одна із особливостей енергетичних забруднень — обмеженість сфери їх активної дії. Так, якщо матеріальні забруднення в атмосфері чи гідросфері можуть розповсюджуватись на значні відстані від джерела їх утворення, то зона активної дії опромінень та полів невелика. Другою особливістю енергетичних забруднень, на відміну від матеріальних, є те, що вони в своїй більшості (за виключенням теплових та іонізуючих випромінювань) виявляють шкідливий вплив на біосферу лише під час їх виробництва і не акумулюються в природі. Тому енергетичні забруднення діляться на акумулюючі та неакумулюючі. В класифікації не показані біологічні забруднення, до яких відносяться всі види організмів, які появились в результаті діяльності людини і які наносять шкоду йому самому та живій природі. Це пояснюється тим, що в умовах підприємств автомобілебудування, металообробки, приладобудування, кораблебудування та при експлуатації судових силових установок вони не утворюються і практично відсутні.
Основними джерелами забруднення атмосфери є сталеливарні і чавуноливарні агрегати (при роботі яких викидаються в атмосферу оксиди вуглецю, азоту, сірки, пилу), нагрівальні печі, які працюють на рідкому та газоподібному паливі (пари, масла, аміак, ціанистий водень, пил), прокатні стани (пари кислот і масел, пил), зварювальні агрегати (аерозолі та шкідливі гази), травильні і гальванічні ванни, станки для обробки металу (металева і абразивна пилюка, тумани масел і емульсій), апарати нанесення покриттів (пари розчинників і аерозолі) та інші [2].Концентрація шкідливих речовин в вентиляційних викидах порівняно невелика, але об'єми вентиляційного повітря великі і тому в цілому кількість шкідливих речовин, які поступають в атмосферу залишається значною.
2. Огляд методів очистки газів
Підприємства, установи та організації, діяльність яких пов'язана з викидами забруднюючих речовин в атмосферу, незалежно від часу введення їх в експлуатацію, повинні бути обладнані спорудами, обладнанням та приладами для очистки викидів в атмосферу та засобами контролю за кількістю та складом забруднюючих речовин, які викидаються в атмосферу [4].
Очистка здійснюється за допомогою спеціальних газоочисних установок, які складаються із одного чи декількох газоочисних апаратів, допоміжного обладнання і комунікацій, які служать для уловлювання із вихідних газів та вентиляційного повітря шкідливих домішок.
Газоочисним апаратом називається елемент газоочисної установки, в якому здійснюється один із процесів уловлення твердих, рідких чи газоподібних речовин.
У відповідності з Правилами технічної експлуатації газоочисних та пиловловлюючих установок всі апарати за методами очистки ділять на шість груп(табл.2.1).
Таблиця 2.1
Класифікація газоочисних апаратів
| Код групи | Назва групи газоочисних апаратів | Типи апаратів |
| 1 | Суха інерційна очистка газів від пилу | Гравітаційні |
| Інерційні | ||
| Центробіжні | ||
| 2 | Мокра очистка газів від пилу, рідких та газоподібних | Пустотілі |
| Домішок | Насадочні | |
| Барботажно-пінні | ||
| Ударно-инерційні | ||
| Центробіжні | ||
| Турбулентні | ||
| Зернисті | ||
| 3 | Очистка газів методом фільтрації від пилу (туману) | Волокнисті |
| Тканинні | ||
| Однозональні | ||
| 4 | Електрична очистка газів від пилу та туману | Двохзональні |
| Електромагнітні | ||
| Абсорбційні | ||
| 5 | Хімічна очистка газів від газоподібних домішок | Адсорбційні |
| Хемосорбційні | ||
| Термічні | ||
| 6 | Термічна та термокаталітична очистка газів від | Каталітичні |
| Газоподібних домішок |
3. Поняття ГДК, джерела забруднення
Гранично допустима концентрація забруднюючих речовин (ГДК) — це максимальна маса шкідливої речовини в одиниці об'єму (мг/м3) окремих складових біосфери, періодичне чи постійне цілодобова дія якої (прямо чи через екологічні системи) на організм людей, тварин та рослин не викликає ніяких відхилень в нормальну їх функціонуванні протягом всього життя даного та наступних поколінь [1].
ГДК є єдиними для всієї території країни і на даний момент вони затверджені Мінздравом для більше як 200 шкідливих речовин, забруднюючих атмосферне повітря населених пунктів.
Всі шкідливі речовини по степені шкідливого впливу на людину діляться на чотири класи:
1 — особливо шкідливі;
2 — високо шкідливі;
3 — помірно шкідливі;
4 — мало шкідливі.
Чим шкідливіші речовини, тим складніші, масштабніші та значніші зусилля по охороні атмосферного повітря. Для кожної речовини, забруднюючої атмосферне повітря, на Україні встановлені два нормативи: максимальна разова та середньодобова ГДК.
Максимальна разова ГДК встановлюється для попередження рефлекторних реакцій у людини через подразнення рецепторів органів дихання (сприйняття неприємних запахів, чхання, алергічні явища, зміна біоелектричної активності головного мозку, світової чуттєвості очей та інше) при короткочасній дії (до 20 хв.) атмосферних забруднень. У зв'язку з тим, що концентрації забруднень в атмосферному повітрі не постійні в часі і змінюються в залежності від метеорологічних умов, рельєфу місцевості, характеру викиду, виду і інтенсивності забудови та інших причин, разові проби, у відповідності з вимогами стандартів повинні відбиратись регулярно декілька раз на добу протягом короткого проміжку часу (20...30 хв.). Найвищі значення вмісту забруднюючих домішок в атмосферному повітрі, які отримані при аналізі багаточисельних відібраних проб, називають максимальною разовою концентрацією.
Середньодобова ГДК встановлюється для попередження загальнотоксичної, канцерогенної, мутагенної та іншої прямої чи побічної шкідливої дії на людину в умовах тривалого довгого цілодобового вдихання. Середньодобова концентрація визначається як середньоарифметичне значення разових концентрацій, для яких вказаний термін часу відбору, чи як середній вміст шкідливих домішок в пробах атмосферного повітря, які відбираються протягом 24 годин без перерви чи з рівними інтервалами між відборами. Відбір проб регламентується ГОСТ 17.2.6.01—86. Найбільша концентрація кожної шкідливої речовини в приземному шарі не повинна перевищувати максимальну разову ГДК. При одночасній наявності в атмосферному повітрі декількох речовин, які мають властивість сумації дії, їх загальна концентрація повинна задовольняти умові:
С1/ГДК1 + С2/ГДК2+ . .. + Си/ГДКи < 1,
де С1, С2.., Си — фактичні концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі при відборі проб в одній і тій же точці місцевості, мг/м3;
ГДК1, ГДК2,..,, ГДКи — гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі, мг/м3.
Ефект сумації дії шкідливих речовин мають, наприклад, сірчаний ангідрид та діоксид азоту; оксид вуглецю та діоксид азоту; формальдегід та гексан; ацетон і фенол; валеріанова, капронова та масляна кислоти; аерозолі п’ятиокису ванадію і оксидів марганцю та інші.
Характеристика забруднювача Аміак (NНз)
"Благородний газ", запах чути навіть при малих концентраціях.
Легкий газ (17 г/моль). Якщо врахувати, що середня молярна маса повітря складає 29 г/моль, то відносна концентрація аміаку по повітрю дорівнює 17 : 29=0,59.
Аміак добре розчиняється у воді (в 1 об'ємі води розчиняється 750 об'ємів
аміаку).
По характеру дії на живі організми аміак відноситься до подразнюючих
речовин (він викликає подразнення органів дихання та слизових оболонок).
Максимально разова ГДК 0,2 мг/м3, середньодобова ГДК 0,04 мг/м3, ГДК
робочої зони 20 мг/м3. Клас шкідливості - IV.
Основними джерелами забруднення атмосфери аміаком є:
- Азотна промисловість;
- Содова промисловість (аміачний спосіб отримання соди);
- Нагрівальні печі, які працюють на рідкому та газоподібному паливі (пари, масла, аміак, ціаністий водень, пил) машинобудівні підприємства. Використовують аміак при виробництві аміачних добрив, азотної кислоти, в медицині для виробництва нашатирного спирту, при виробництві вибухових речовин.
4. Вибір та обгрунтування ефективного методу очистки Можливі методи очистки від аміаку:
1. Абсорбційні методи
а) поглинання водою;
б) реакція із слабкими розчинами багатоосновних кислот.
2. Метод каталітичного окислення.