Способы защиты атмосферы имеют свои особенности в энергетике и промышленности и на транспорте.
Вэнергетике и промышленности применяют следующие способы защиты биосферного воздуха:
а) Переход с одних видов углеводородного топлива на другие.
б) Повышение эффективности использования энергии сырья.
в) Освоение альтернативных (безуглеродных) источников энергии.
г) Очистка выбросов в атмосферу.
На транспорте —два, в основном, способа:
а) Установка нейтрализаторов (каталитических), позволяющих снизить выбросы углеводородов до 87%, CO — до 85%, NOx — до 62%.
б) Разработка новых модификаций двигателей (в качестве заменителей бензина и дизельного топлива используются: этанол, метанол, природный газ, электроэнергия, модернизируют сам процесс сгорания в двигателе ).
Этот способ пока не особенно удачен — модификация удорожает стоимость автомобиля, снижая его надежность, а применение альтернативных топлив, решая одни проблемы, создает новые (например, применение метанола ограничивает выделение озона, но увеличивает в 2¸5 раз выбросы формальдегида (канцерогенного вещества) и двуокиси азота — на 20–160%).
Очистка выбросов в атмосферу.
Степень (коэффициент) очистки:
где С1 и С2 — концентрация загрязнителя до и после очистки, мг/м3.
Иногда степень очистки измеряется в процентах: %=·, %.
Эффективность очистки несколькими ступенями определяется величиной суммарной степени очистки:
%= ·100 , %. где 1, 2,..., n —степень очистки воздуха каждой ступенью.
Обезвреживание выбросов в атмосферу может производится по двум направлениям:
1. Пылеулавливание и газоочистка (обезвреживание газообразных составляющих выбросов).
2. Термическое и каталитическое сжигание.
Пылеулавливание производится осаждением под действием сил тяжести, инерционных или электростатических сил, а так же промывкой и фильтрованием.
Осаждение под действием сил тяжести производится обычно в гравитационных пылеотделителях (пылевых камерах), которые представляют собой резкое увеличение в нижней части сечения трубопровода, по которому движется газовая смесь. В месте увеличения сечения скорость воздушного потока резко падает и часть пыли успевает под действием сил тяжести осесть в нижней части камеры, из которой она периодически удаляется. Такие устройства имеют сравнительно небольшую степень очистки (h=15¸20%) и обычно применяются в качестве 1-й ступени очистки. Устройства для очистки за счет инерционных (центробежных) сил носят название циклонов. Схема циклона приведена на рисунке. В циклоне воздух со скоростью 20¸25 м/с поступает внутрь цилиндрического корпуса по касательной к окружности. Воздух движется по спирали от периферии к центру внутрь, спускаясь по наружной спирали. Затем воздух поднимается по внутренней спирали и выходит через выпускную трубу.
|
|
Частицы пыли за счет центробежных сил отжимаются на внутреннею боковую поверхность корпуса и сползает вниз — в бункер, откуда периодически удаляется. В циклоне можно удалить довольно мелкую пыль (15¸20 мкм). Чем больше размер пыли, тем больше степень очистки. Степень очистки циклонов достигает 95%.
 |
Устройства для очистки выбрасываемого воздуха за счет электростатических сил носят название электрофильтров. Схема простого электрофильтра представляется на рисунке.
В электрофильтре происходит явление коронивания на электроде (свечение), при этом воздух ионизируется. Отрицательные ионы (газа и пыли) движутся от электрода к корпусу, отдавая свой заряд корпусу. Пыль оседает на внутренней поверхности корпуса и сползает вниз – в бункер, откуда она периодически удаляется. Кроме того, в электрофильтрах (так же как и в циклонах) для интенсификации процесса сползания пыли в бункер, по корпусу фильтра периодически постукивают.
Применяются ещё тканевые (чаще всего рукавные) и пористые фильтры.
К лучшим способам очистки можно отнести скруберы и циклоны-скруберы. В последних, в отличие от простого циклона навстречу потоку воздуха направлены форсунки, разбрызгивающие мелкие брызги воды или какой-нибудь жидкости (например известковая вода). Частицы пыли смешиваются с брызгами воды или жидкости, что приводит к лучшему их отжиманию на стенки циклона и сползанию (стеканию) в бункер. Причем, при использовании извести с последней вступает в реакцию SO3, образуя гипс — полезное строительное вещество.
Термическое сжигание газообразных выбросов (например, сопутствующих газов при нефтепереработке) часто еще находит место в практике, хотя это и не лучший способ избавления от вредных примесей. Каталитическое обезвреживание выбросов пока находит малое применение, хотя в Австрии, Японии, ФРГ на электростанциях таким путем удается снижать количество окислов азота на 80–90%. Вообще обезвреживание от химически вредных газообразных веществ воздуха основано на двух методах: адсорбции и абсорбции.
Адсорбция — это процесс избирательного поглощения одного или нескольких компонентов из газовой или жидкой смеси поверхностным слоем другого вещества – адсорбентом. В качестве последних используют вещества, обладающие высокой пористостью (активированный уголь, селикагель, гопкалит, алюмогель и молекулярные сита — цеолиты), иногда покрытые тем или иным веществом для реакций с составляющими газовой смеси.
Абсорбция — поглощение вещества всем объемом поглощающего тела. В качестве поглотителя здесь используются жидкости.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему