- сокращение выбросов от автомобильного транспорта за счет совершенствования двигателей и топливной аппаратуры, внедрение нейтрализаторов выхлопных газов, увеличение доли дизельных и работающих на газообразном топливе двигателей, прекращение выпуска этилированных бензинов, а также лучшей организации дорожного движения;
-уменьшением выбросов азота (на ТЭС для этого применяется, например, строго контролируемая система подачи воздуха в зону горения топлива, при этом выбросы оксидов азота уменьшаются на 40—60%);
- внедрение малоотходных и безотходных или чистых технологических процессов и производств, прежде всего в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии, химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, при производстве строительных материалов и в других отраслях ;
- оптимизация энергетического баланса страны (закрытие мелких и устаревших агрегатов, котельных и других установок, использование альтернативных ископаемым источников энергии и т.д.);
- внедрение экономически оправданных процессов сжигания топлива, а также предварительного обессеривания угля, нефти и газа, глубокой переработки угля и сланцев перед сжиганием (газификация, пиролиз);
- внедрение современных методов пылегазоочистки дымовых и других отходящих газов с высоким КПД и максимальным использованием продуктов очистки. Особое внимание следует уделить комплексной очистке отходящих газов от оксидов серы и азота, выделению и использованию углеводородов, сероводорода, соединений фтора, хлора, тяжелых металлов, обезвреживанию канцерогенных веществ;
- развитие эффективных систем контроля за загрязнением атмосферы, в том числе автоматизированных и дистанционных систем.
- международное сотрудничество.
26. Каковы основные методы очистки отходящих газов от оксидов азота и их физико-химическое обоснование?
Распространёнными поглотителями NOx являются растворы соды, едкого натра и карбоната аммония, известковое молоко и пр. Процесс очистки отходящих газов от оксидов азота протекает в две стадии: сначала оксиды азота взаимодействуют с водой с образованием кислот, затем происходит нейтрализация кислот щелочами. Образующиеся при этом растворы азотнокислых солей могут быть использованы в промышленности и сельском хозяйстве. Однако их переработка, в частности кон-центрирование, и транспортировка вызывают определенные трудности. Весьма важным недостатком абсорбционных методов щелочными растворами является невысокая эффективность (70-85%), поэтому концентрация оксидов азота в очищенных газах значительно превышает ПДК и требуется многократное их разбавление.
а) Адсорбционные методы. В случае небольших объемов газов нашли применение адсорбционные методы. Хорошим сорбентом оксидов азота служит активированный уголь, но его применение затрудняется из-за легкой окисляемости, что может привести к сильному разогреву и даже к возгоранию угля. Силикагель по адсорбционным свойствам несколько уступает углю, но он более прочен и не окисляется кислородом.
б) Каталитическое восстановление. Одним из основных, хорошо освоенных промышленных методов очистки отходящих газов от оксидов азота является их восстановление на катализаторе до молекулярного азота. При использовании неселективного катализатора восстановитель расходуется не только на восстановление азота, но и вступает во взаимодействие с кислородом, обычно содержащимся в газовом потоке. В качестве восстановителя применяются водород, природный газ, оксид углерода и др. Катализаторами обычно служат элементы платиновой группы. Температура процесса колеблется от 400 до 800С.
в) Карбамидный метод. В РХТУ им. Д.И. Менделеева разработан карбамидный метод, позволяющий очищать дымовые газы от оксидов азота на 95% и практически полностью удалять оксиды серы из них. Процесс не требует предварительной подготовки газов, в результате очистки образуются нетоксичные продукты - N2, СО2, Н2О и (NH4)2. Величина рН абсорбционного раствора колеблется в пределах 5-9, поэтому коррозии аппаратуры не наблюдается. Эффективность метода практически не зависит от колебаний входных концентраций оксидов азота и серы.
Для испытания метода в промышленных условиях на Змиевской ГРЭС (Украина) была построена опытно-промышленная установка,
Карбамидный метод очистки отходящих газов от оксидов азота прекрасно зарекомендовал себя в различных производствах, однако необходимо отметить, что в энергетике в основном применяются регулирование процесса сжигания горючего (за сёт чего уменьшается количество образующих оксидов азота) и аммиачно-каталитический метод.
г) Снижение выбросов оксидов азота в атмосферу путем ре-гулироваиия процесса горения. Наряду с установкой газоочистного оборудования в конце технологического цикла сжигания топлива весьма эффективными являются ряд режимных и технологических мероприятий, позволяющих существенно снизить количество образующихся в процессе горения оксидов азота. К этим мероприятиям относятся:
- сжигание с низким коэффициентом избытка воздуха (а — альфа);
- рециркуляция части дымовых газов в зону горения;
- сжигание топлива в две и три ступени;
- применение горелок, позволяющих понизить выход NОХ;
- подача влаги в зону горения;
- интенсификация излучения в топочной камере;
- выбор профиля топочной камеры, которому отвечает наименьший выход
NOх.
Двух- и многоступенчатое сжигание топлива является одним из перспективных методов регулирования топочного режима и одновременно методом радикального снижения количества образующихся оксидов азота.
27 Наиболее распространенным является каталитический метод очистки отходящих газов от оксидов азота, т. е. восстановление на катализаторе до молекулярного азота. При использовании неселективного катализатора восстановитель расходуется не только на восстановление азота, но и вступает во взаимодействие с кислородом, обычно содержащимся в газовом потоке. В качестве восстановителя применяются водород, природный газ, оксид углерода и др. Катализаторами обычно служат элементы платиновой группы. Температура процесса колеблется от 400 до 800С.
28 Каковы основные методы очистки фтор- и хлорсодержащих газов и их обоснование
Фторсодержащие газы выделяются при электролитическом поизв-ве алюминия и при переработке прир. фосфатов в фосфорные удобрения. Газы в значит. степени загрезнены различными в-вами, что затрудняет их переработку. для абсорбции фтористых газов м. использовать воду, водные раств-ры щелочей, солей и некоторых суспензий(NH4OH, Ca(OH)2, NaCl).
Концентрация фтористых соединений в отходящих газах пром. предприятий колеблется в широких пределах(Пр. при получении алюминия м. достигать 200 г/м3) Абсорбционные приемы очистки позволяют снижать концентрацию соединений фтора в отходящих газах в лучшем случае до 0-50 мг/м3. конкурентную и более глубокую очистку могут обеспечивать хемосорбционные и ионосорбционные методы. Наиб доступными твердыми сорбентами фторида водорода явл. известняк, алюмогели, фторид натрия
Образование промышленных газов и вентиляционных выбрасов, содержащих хлор, хлорид водорода и хлорорганические в-ва, характерно для многих производств ( получение хлора , получение металлического магния, переработка цветных металлов и т. д.
Для абсорбции хлора и хлосодержащих в-в используют воду, водные растворы щелочей и орг. в-в. Ряд остоинств имеет известковый метод: небольшая стоимоть, доступность ревгента, не требуется тщательной защиты оборудования от коррозии т. к. среда щелочная. Недостатками способа явл. невысокая степень очистки, недостаточная степень использования абсорбента.
Хлорид водорада хорошо поглащается водой поэтому ее как правило используют в качестве абсорбента.(Пр. в произв-ве соляной кислоты)( Недостаток : образование тумана капельно-жидкой соляной кислоты).
Газообразный хлор хорошо поглощается такими твердыми орг. соединениями, как лигнин и лигносульфанат кальция. Однако более эффективно использование этих поглотителей в идее водных растворов и пульп. В качестве твердых поглотителей хлорида водорода из отходящих газов пром-сти м. б. использованы хлороксид железа и хлорид закисной меди, свинца, кадмия., некоторые орг.. полимерные материалы. Подавляющее большинство этих поглотителей м. б. использовно для обработки низкоконцентрированных по HCl газов в широком интервале их температур.
29. Каковы основные методы очистки отходящих газов от монооксида углерода и орг. соединений?
Основным методом очистки от углеводородов и оксида углерода в промышленности являются сжигание в пламени, а также термическое и каталитическое окисление. Наиболее известным примером сжигания является широко применяемое в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности сжигание в факеле, т.е. в открытой горелке, направленной вверх. К недостаткам процесса, помимо потерь углеводородов при горении следует отнести образование оксидов азота, а следовательно, вторичное загрязнение атмосферы.
К общим недостаткам процессов обезвреживания газовых выбросов путём сжигания относится необходимость организации дополнительной очистки газов при наличии в сжигаемых органических соединениях, кроме углерода и водорода, окисляемых до диоксида углерода и воды, фтора, хлора, серы и т.д.
30. Какой метод очистки отходящих газов от органических в-в явл. наиб. распространенным и почему?
Основным методом очистки от органических в-в в промышленности является применение методов прямого сжигания. Их преимуществами являются относительная простота аппаратурного оформления, универсальность использования, т. к. на работу термических нейтрализаторов мало влияет состав обрабатываемых газов. Суть этих способов заключается в окислении обезвреживаемых компонентов кислородом. Они применимы для обезвреживания практически любых паров и газов, продукты сжигания которых менее токсичны, чем исходные в-ва. Прямое сжигание используют тогда, когда концентрация горючих в-в в отходящих газах не выходит за пределы воспламенения. Процесс проходит в обычных или усовершенствованных топочных устройствах, в промышленных печах и топках котельных агрегатов, а также в открытых факелах( в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей пром-сти). Присутствующие в отходящих технологических газах и вентиляционных выбросах большого числа токсичные пары орг. в-в в большинстве случаев подвергают дедуктивной каталитической очистки. Катализаторы для таких процессов приготовляют на основе меди, хрома, кобальта, марганца, никеля и т. д.