Загрязнения_атмосферы_Методы_и_средства_защиты_1

1.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ
АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА.
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА
ЗАЩИТЫ.

2.

Атмосфера ‒ газовая оболочка, состоящая в естественном состоянии из азота –
(объемная доля 78 %), кислорода (21 %) и других газов (аргона) 1 %.
Атмосфера и ее состав ‒ продукт живого вещества биосферы. Живое вещество
способствовало превращению ее из углекисло-метановой в азотно-кислородную.
Относительно постоянный состав воздуха поддерживается непрерывно идущим
процессом – использование газов живыми организмами и выделение их в атмосферу.
Естественные процессы потребления газов и их поступление в атмосферу
сбалансированы.
Атмосфера всегда находится в движении, образуя ветер и перепады давления
воздуха.
Функции атмосферы в экосистеме Земли:
‒ атмосфера защищает живые организмы от вредного воздействия космических
ультрафиолетовых лучей, от метеоритного воздействия и резких колебаний температур;
‒ атмосфера обеспечивает человека, животных и растительность мира земли
жизненно необходимыми газовыми элементами, в частности, кислородом;
‒ воздух атмосферы разбивает солнечные лучи на миллион мелких лучей,
рассеивает их и создает то равномерное освещение;
‒ атмосфера является средой, в которой распространяются звуки. Без воздуха на
Земле царила бы тишина, невозможна была бы человеческая речь.
Даже небольшие изменения состава воздуха в результате его загрязнения, заставляет
рассматривать загрязнение атмосферы как существенное изъятие важнейшего
природного ресурса.

3.

Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей среды,
неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных.
Атмосферный воздух ‒ жизненно важный компонент окружающей среды,
представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами
жилых, производственных и иных помещений.
Качество атмосферного воздуха ‒ совокупность физических, химических и
биологических свойств атмосферного воздуха, отражающих степень его соответствия
гигиеническим нормативам качества атмосферного воздуха и нормативам качества
окружающей среды для атмосферного воздуха.
Охрана атмосферного воздуха ‒ система мер, осуществляемых органами
государственной власти Российской Федерации, органами государственной власти субъектов
Российской Федерации, органами местного самоуправления, юридическими и физическими
лицами в целях улучшения качества атмосферного воздуха и предотвращения его вредного
воздействия на здоровье человека и негативного воздействия на окружающую среду.
Загрязнение атмосферного воздуха ‒ поступление в атмосферный воздух или
образование в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих установленные
гигиенические нормативы качества атмосферного воздуха и нормативы качества
окружающей среды для атмосферного воздуха.
Загрязнение и очищение атмосферы – это два взаимопротивоположных процесса.
Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на
нейтрализацию.
Способность атмосферы к самоочищению имеет определенный предел и если он будет
превышен, то самоочищение в атмосфере не приведет к полному рассеиванию и разложению
примесей.

4.

Загрязнение атмосферы носит как природный, так и антропогенный характер.
Влиять на природные загрязнения атмосферы человек не может, но регулировать
величину загрязнения в результате антропогенной деятельности человечество не
только может, но и должно.
В атмосферу попадают как материальные загрязнители (вещества различных
агрегатных состояний ‒ газы, жидкости и твердые вещества), так и энергетические
загрязнители ‒ звуковые шумы, вибрация, излучения тепловой и электромагнитной
энергии, различные виды радиации.
На долю вышеназванных ЗВ приходится 90-98 % всех атмосферных выбросов в
городах и промышленных центрах.
Выделяют пять наиболее распространенных групп загрязняющих веществ (ЗВ)
это:
1. Твердые частицы (пыль, дым, сажа);
2. Оксиды углерода (СО, СО2);
3. Оксиды серы (SО2 SО3,) и Н2S;
4. Оксиды азота (NO и NO2);
5. Углеводороды (СНх).
Различают два типа загрязнения атмосферы: загазовывание и запыление (не
учитывая энергетических загрязнений).
Загазовывание связано с поступлением в атмосферу газообразных загрязнителей.
В атмосферном воздухе присутствуют тысячи газообразных загрязняющих
веществ, которые оказывают негативное влияние на окружающую природную среду и
человека.

5.

Запыление связано с поступлением в атмосферу мелкодисперсных частиц
твердых веществ. Запыление связано с извержениями вулканов, пылевыми бурями,
попаданием пылеватых частиц, образующихся при производстве цемента, муки,
кормовых дрожжей и т.д.
Запыление приводит к понижению уровня поступления тепловой энергии и
солнечной радиации, вызывает появление заболеваний верхних дыхательных путей
и т.д.
Уровень загрязнения атмосферы от промышленных и транспортных источников
определяется многими факторами:
‒ величиной выброса (чем больше выброс в 1 ед. времени, тем больше
загрязненность воздуха);
‒ направлением и скоростью ветра (чем больше скорость ветра, тем быстрее
происходит рассеяние и тем меньше концентрация загрязнителей в воздухе);
‒ градиентом температур – разностью температуры на 1 единицу высоты (чем
выше градиент, тем сильнее вертикальные потоки воздуха, тем больше угол
раскрытия дымового факела и больше перемешивание загрязнения с воздухом);
‒ влажностью воздуха (существует прямая зависимость между концентрацией
дыма и относительной влажностью, т.к. частицы загрязнения – это ядра
конденсации для водяных паров, спускающиеся к низу);
‒ расстоянием от источника выброса;
‒ высотой выброса (чем выше труба, тем меньше концентрация золы и сажи в
воздухе у земли).

6.

Основными направлениями природоохранных мероприятий:
‒ очистка отходящих газов на действующих предприятиях;
‒ создание предприятий, на которых выбросы газов в атмосферу
отсутствуют;
– создание новых малоотходных технологий с замкнутыми циклами и
комплексным использованием сырья.
Многие действующие предприятия используют процессы с открытыми
циклами производства. В этом случае отходящие газы перед выбросом в
атмосферу подвергают очистке тем самым подавляя или снижая выбросы
токсических веществ.
Очистка газа - это отделение от газа загрязняющего вещества или его
обезвреживание.
Выбор метода очистки зависит от природы загрязняющего вещества,
экономической целесообразности, требованиями к степени очистки и другими
параметрами.

7.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
Вид очистки
Основной принцип
работы
Основные типы
оборудования
Диаметр убираемых
частиц, мкм
Сухая очистка
оседание под действием
силы тяжести, инерции
или центробежных сил
циклоны, осадительные
камеры, вихревые
циклоны, жалюзийные и
ротационные
пылеуловители
> 10
Мокрая очистка
осаждение частиц пыли
либо на поверхность
капель жидкости, либо
на поверхность пленки
жидкости под действием
сил
инерции
и
броуновского движения
скрубберы Вентури,
форсуночные скрубберы,
пенные аппараты
> 0,3 – 1,0
Фильтрование
осаждение
твердых
частиц
на
фильтровальной
перегородке
рукавный фильтр,
зернистые и ячеистые
фильтры
до 0,05
Электрофильтрование
основан на ионизации
пыле-газового потока у
поверхности
коронирующих
электродов
электрофильтры
до 0,01

8.

Для выбора очистного устройства и расчета всей системы очистки необходимо
знать основные характеристики, в том числе эффективность, гидравлическое
сопротивление и производительность.
Общая эффективность очистки η определяется по соотношению
η = (Свх – Свых)/Св,
где Свх и Свых — массовые концентрации примеси в газе до и после аппарата
(фильтра).
Если последовательно соединено несколько аппаратов, то общая эффективность
очистки будет
η = 1 – (1 – η1) – (1 – η2) – ... – (1 – ηn),
где η1, η2, ..., ηn — эффективность очистки 1-го, 2-го и n-го аппаратов.
Гидравлическое сопротивление ∆р определяется как разность давлений
воздушного потока на входе рвх и выходе рвых из аппарата. Величина ∆рвх
находится экспериментально или рассчитывается по формуле
∆р = рвх – рвых = εр V2/2,
где р и V — соответственно плотность и скорость воздуха в расчетном сечении
аппарата; ε — коэффициент гидравлического сопротивления. Величина
гидравлического сопротивления аппаратов имеет большое значение для расчета
гидравлического сопротивления всей системы. Производительность систем очистки
показывает, какое количество воздуха проходит через нее в единицу времени (м3/ч).

9.

СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ВЫБРОСОВ ОТ ТОКСИЧНЫХ
ГАЗО- И ПАРООБРАЗНЫХ ПРИМЕСЕЙ
Наименование метода
Основной принцип
Основной тип
оборудования
Реагент
Каталитический метод
токсичные компоненты
превращают в вещества
безвредные или менее
вредные для
окружающей среды
путем введения в
систему
дополнительных
веществ, называемых
катализаторами
газовые горелки
палладийсодержащие и
ванадиевые
катализаторы
Абсорбционный метод
поглощение вредных
газообразных примесей
жидким поглотителем
(абсорбентом)
насадочные,
тарельчатые абсорберы
вода, растворы щелочей
(соды), аммиака,
медного купороса и др.
Адсорбционный метод
извлечение вредных
компонентов с
помощью адсорбентов
— твердых тел с
ультрамикропористой
структурой
адсорберы
периодического и
непрерывного действия
активированный уголь и
глинозем, силикагель,
цеолиты, сланцевая зола
и другие вещества