защита атмосферы

 

Для защиты воздушного бассейна от негативного антропоидного воздействия в виде загрязнения его вредными веществами и используют следующие меры:
— экологизацию технологических процессов;
— очистку газовых выбросов от вредных примесей; § — рассеивание газовых выбросов в атмосфере;
— устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения и др.
Наиболее радикальная мера охраны воздушного бассейна рагрязнения — экологизация технологических процессов и ёрвую очередь создание замкнутых технологических цикл, безотходных и малоотходных технологий, исключающих гадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ. Экологизация технологических процессов предусматривали частности, создание непрерывных технологических процессов производства, замену местных котельных установок на грализованное тепло, предварительное очищение топлива лрья от вредных примесей, замену угля и мазута на природный газ, применение гидрообеспыливания, перевод на элек-йривод компрессоров, сваебойных агрегатов, насосов и др. шире применяют частичную рециркуляцию, т. е. повтор-использование отходящих газов.
Учитывая исключительную актуальность охраны атмосферного
воздуха от загрязнения отработанными газами (ОГ) автомобилей, первоочередной проблемой является создание экологически «чистых» видов транспорта. В настоящее время ведется поиск более «чистого» топлива, чем бензин. В качестве его заменителя рассматриваются экологически чистое
топливо, метиловый спирт (метанол), малотоксичный
шак и идеальное топливо — водород. Продолжаются интенсивные разработки по замене карбюраторного двигателя на
менee экологичные типы — дизельный, паровой, газотурбинй и др. В опытно-конструкторских бюро созданы пробные модели

автомобилей, работающих на энергии электрических аккумуляторов в черте города, а за его пределами переходящих на работу на обычных карбюраторных двигателях. Продолжаются работы по созданию идеального с точки зрения экологических требований вида транспорта — автомобиля на солнечных элементах.
К сожалению, нынешний уровень развития экологизации технологических процессов, внедрения замкнутых технологических циклов и т. д. недостаточен для полного предотвращения выбросов токсичных веществ в атмосферу. Поэтому на предприятиях повсеместно используются различные методе очистки отходящих газов от аэрозолей (пыли, золы, сажи) и токсичных газо - и парообразных примесей (NO, N02, S02, S03 и др.), однако, с точки зрения будущего, аппараты пылегазоочи-стки по вышеуказанным причинам не имеют перспектив.
Для очистки выбросов от аэрозолей в настоящее время применяют различные типы устройств в зависимости от степени запыленности воздуха, размеров твердых частиц и требуемого уровня очистки.

Очистка воздуха от пыли

Сухие пылеуловители (циклоны, пылеосадительные камеры) предназначены для грубой механической очистки выбросов от крупной и тяжелой пыли. Принцип работы — оседание частиц под действием центробежных сил и сил тяжести. Пы-легазовый поток вводится в циклон через патрубок (рис. 20.2), далее он совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса; частицы пыли отбрасываются к стенкам циклона и затем падают вниз в сборник пыли (бункер), откуда периодически удаляются. Для повышения эффективности работы применяют групповые (батарейные) циклоны.
Мокрые пылеуловители (скрубберы, турбулентные, газопромыватели и др.) требуют подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием сил инерции и броуновского движения. Наибольшее практическое применение получили скрубберы Вентури (рис. 20.3), которые обеспечивают 99% очистки от частиц размером более 2 мкм и, как все мокрые пылеуловители, незаменимы при очистке от пыли взрывоопасных и горячих газов.


Циклон. Схема устройства циклона : корпус; 2 — входной патрубок; 3 — выхлопная труба;
4 — сборник пыли
Фильтры (тканевые, зернистые) способны задерживать
[кодисперсные частицы пыли до 0,05 мкм. Особенно эф-
кгивны рукавные фильтры с тканями из синтетических во-
}юн повышенной термостойкости (250-300 °С) типа «суль-
н-Т», фильтровальные металлические ткани (до 800 °С), а
еже фильтры из тканей типа ФПП и ФПА, дающие высокую
щень очистки.
Электрофильтры — наиболее совершенный способ очистки
рв от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм
высокой эффективности очистки газов (99,0—99,5%). Принцып
работы всех типов электрофильтров основан на ионизации
газового потока у поверхности коронирующих электродов.
¦иобретая отрицательный заряд, пылинки движутся к осади-

Схема устройства скруббера Вентури : 1 — труба Вентури; 2 — скруббер-каплеуловитель
тельному электроду, имеющему знак, обратный заряду корони-рующего электрода. При встряхивании электродов осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли (рис. 20.4). Электроды требуют большого расхода электроэнергии — это их основной недостаток.
Наиболее эффективны комбинированные методы очистки от пыли. Например, отличные результаты дает очистка агломерационных газов в батарейных циклонах с последующей до-очисткой в скрубберах Вентури, а также в электрофильтрах. (Защита окружающей среды..., 1993).
Способы очистки выбросов от токсичных газо - и парообразных примесей (NO, N02, S02 и др.) подразделяют на три

Схема устройства трехпольного электрофильтра : Щ — корпус; 2 — электрод осадительный; 3 — электрод коронирую-щий; 4 — механизм встряхивания коронирующих электродов; — механизм встряхивания осадительных электродов; б — газораспределительная решетка; 7 — сборник пыли; 8 — изолятор
шовные группы: 1) поглощение примесей путем применения ггалитического превращения; 2) промывка выбросов раство-[телями примеси (абсорбционный метод) и 3) поглощение га->бразных примесей твердыми телами с ультрамикропористой >уктурой (адсорбционный метод).
С помощью каталитического метода токсичные компонен->i промышленных выбросов превращают в вещества безвредные [и менее вредные для окружающей среды путем введения в сис-гму дополнительных веществ, называемых катализаторами. Ши-ко применяют палладийсодержащие и ванадиевые катализато-I. С их помощью происходит каталитическое досжигание окси-углерода до диоксида и диоксида серы до оксида. Возможно :же восстановление оксидов азота аммиаком до элементарного гга. Одна из разновидностей этого метода — дожигание вред-IX примесей с помощью газовых горелок (факельное сжигание), ироко используется на нефтеперерабатывающих заводах.

орбируют, например, 5%-ным раствором железного купороса. Устройство, в котором осуществляют процесс абсорбции, называют абсорбером.
Адсорбционный метод позволяет извлекать вредные компоненты из промышленных выбросов с помощью адсорбентов — твердых тел с ультрамикропористой структурой (активированный уголь и глинозем, силикагель, цеолиты, сланцевая зола и другие вещества). Например, на АЭС широко применяется метод очистки технологических газов путем сорбции радиоактивных продуктов на угольных фильтрах — адсорбентах, которые позволяют надежно предотвратить загрязнение атмосферы при всех режимах работы АЭС («Защита окружающей среды..., 199Ъ). Рассеивание газовых примесей в атмосфере используют для снижения опасных концентраций примесей до уровня соответствующего ПДК. Как показывает опыт, в приземном слое атмосферы вблизи крупных энергетических установок (ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС) и других предприятий концентрация вредных веществ в отходящих газах может превышать предельно допустимые нормы несмотря на все применяемые меры по очистке газов и экологизацию технологических процессов.
Рассеивание пыле-газовых выбросов осуществляют с помощью высоких дымовых труб. Чем выше труба, тем больше ее рассеивающий эффект. На ряде предприятий высота дымовых труб достигает более 300 м. Так, на медно-никелевом комбинате в г. Садбери (Канада) высота трубы 407 м. Значительную высоту (не менее 100 м) имеют вентиляционные (выбросные) трубы на АЭС для рассеивания радиоактивных выбросов. Следует признать, что рассеивание газовых примесей в атмосфере — это далеко не самое лучшее решение проблемы, связанной с загрязнением воздушного бассейна. По мнению А. Гора (1993), «применение высоких дымовых труб, хотя и помогло уменьшить локальное дымовое загрязнение, осложнило в то же время региональные проблемы выпадения кислотных дождей. Чем выше снегопадом в Лабрадоре. Примеси, досаждающие лонгам в виде смога, губят листву в лесах Скандинавии», ассеивание вредных веществ в атмосфере — это времен-выну ж денное мероприятие, которое осуществляется вслед-того, что существующие очистные устройства не обеспе-куг полной очистки выбросов от вредных веществ. Защита атмосферного воздуха от вредных выбросок предки в значительной степени связана с устройством сани-но-защитных зон и архитектурно-планировочными реше-
Ш.
§Санитарно-защитная зона — это полоса, отделяющая источ-
промышленного загрязнения от жилых или общественных да для защиты населения от влияния вредных факторов про-"дства (выбросы пыли и иные виды загрязнения среды). Ширину санитарно-защитных зон устанавливают в завита от класса производства, степени вредности и количе-выделенных в атмосферу веществ и принимают равной до 1000 м. Например, для цементных заводов произвольностью более 150 тыс. т цемента в год (I класс произ-ггва) ширина санитарно-защитной зоны — 1000 м, а для щприятий по изготовлению камышита (V класс производ-:) — 50 м,
Санитарно-защитная зона должна быть благоустроена и озе-ена газоустойчивыми породами деревьев и кустарников, на-iMep, акацией белой, тополем канадским, елью колючей, [ковицей, кленом остролистным, вязом листовитым и т. д. эффективности озеленения свидетельствуют следующие дан-*е: хвоя одного гектара елового леса улавливает 32 т пыли, етва букового леса — 68 т. На расстоянии 500 м от предпри-[я при отсутствии озеленения загрязнение воздуха S02, H, S, Щ02 в два раза ниже, чем у источника загрязнения, а при гичии озеленения ниже в три-четыре раза (Гаев и др., 1990).
Архитектурно-планировочные мероприятия включают правильное взаимное размещение источников выброса и населен^ ных мест с учетом направления ветров, выбор под застройку промышленного предприятия ровного возвышенного места, хо^ рошо продуваемого ветрами, сооружение автомобильных до^ рог в обход населенных пунктов и др.
Помимо рассмотренных выше мер по защите воздушного бассейна предусмотрена также охрана от озонового слоя. В Законе РФ «Об охране окружающей среды» (2002 г.) имеется отдельная статья (ст. 54), посвященная этой проблеме, что свидетельствует об ее исключительной важности.
В конце 90-х гг. в нашей стране была создана Межведомственная комиссия, в задачу которой входила координация деятельности различных организаций по выполнению международных обязательств по охране озонового слоя и прекращению выпуска озоноразрушающих веществ. Ведется также интенсивная разработка и внедрение мероприятий по резкому сокращению выбросов соединений серы, оксидов азота и других опаснейших загрязнителей атмосферного воздуха. Как уже отмечалось в гл. 13 § 4 Россия присоединилась к Киотскому протоколу о контроле за выбросами парниковых газов. В феврале 2005 г. Президент России В. Путин подписал Федеральный закон «О ротификации Киотского протокола к Рамочной конвенции ООН об изменении климата», принятый Госдумой 22.10.2004 г. и одобренный Советом Федерации 27.10.2004 г.