Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
Дальнейшее подкисление почвы вызывает ряд отрицательных последствий. К ним относятся уничтожение азотфиксирующих бактерий и актиномицет, отравление организмов, разрыхляющих почву (дождевые черви), десорбция питательных веществ растений (смываются дождями), а также повреждение грибниц. Таким образом, возникают нарушения поступления и недостаток питательных веществ у растения, что помимо прямого повреждения растения приводит к снижению его жизнеспособности. Отрицательное действие подкисления проявляется в сочетании с поступлением тяжелых металлов из воздуха. В кислой среде ионы тяжелых металлов, попавшие в почву из воздуха, сохраняют подвижность, могут быть усвоены корнями растений и фауной почвы. Токсическое действие тяжелых металлов, активизированное кислотами, может проявляться различными путями.
Сложность проблемы гибели лесов заключается не только в том, что приходится иметь дело со всем многообразием газоо
2.2, Газы
85
бразных выбросов, кислот и тяжелых металлов, но и в том, что повреждению деревьев могут способствовать и такие природные факторы, как сухое и жаркое лето, чрезмерно холодная зима, пена морской соленой воды, а также продолжающееся десятилетиями преобладание монокультуры хвойных деревьев.
Множество различных факторов, которые взаимосвязаны, приводах к прогрессирующему повреждению выбросов на состояние растительности, и главной задачей является сокращение загрязнения воздуха и предотвращение гибели лесов. В конце 1989 года около 60% всех лесов ФРГ уже имели заметные признаки заболеваний.
2.2.8. Технические методы сокращения выбросов
Диоксид серы образуется при сгорании серы, которая обычно входит в состав природных топлив. Оксиды азота могут получаться прямо из азота воздуха, если температура горения достигает 1000 0C и выше. Таким образом, для получения оксидов азота не требуется азотсодержащее Топливо. Учитывая различный генезис и различие растворимости в воде, приходится искать разные пути сокращения этих компонентов в/ отходящих газах.
Одна из возможностей уменьшения содержания SO2 в выбросах состоит в обессеривании топлива. Из угля можно удалять 25 — 50Vo серы, если его предварительно мелко измельчить, просеять через сито и промыть водой. При этом сера отделяется от частиц угля в результате седиментации пирита вследствие его относительно большой плотности (5,0 — 5,2 г/см3). Полного отделения серы от угля таким методом достичь не удается.
Нефть и нефтепродукты можно гидрировать при высоких температурах и под большим давлением в присутствии катализатора, при этом сера переходит в H2S. При охлаждении реакционной смеси H2S остается в газовой фазе и может быть легко отделен от вновь сконденсированного топлива.
Природный газ обычно не содержит серы; в тех случаях, когда в нем присутствует H2S, газ можно очистить, промывая водой. Серу, как правило, не удается полностью удалить из топлива, кроме того, при сгорании топлива образуются оксиды азота, а продукты горения содержат пыль и следы тяжелых металлов. Поэтому отходящие и выхлопные газы должны проходить последующую очистку. Для очистки этих газов предложены многочисленные методы, которые значительно различаются по эффек
86
2; Изменения в атмосфере
тивности и стоимости и которые должны быть использованы с учетом вида топлива. В дальнейшем будут кратко изложены основы этих методов.
По методу Вальтера к топочному газу прибавляют аммиак. В установке для промывки гаЭа (скруббере) SO2, NH3 и вода превращаются в сульфат аммония, окисление происходит под действием оксидов азота или других катализаторов:
Выпавший в осадок сульфат аммония, если в нем нет тяжелых металлов или галогенов, можно использовать в качестве удобрения.
По методу Клауса к газам в стехиометрическом отношении к SO2 добавляется сероводород, при этом SO2 восстанавливается с образованием элементной серы:
2H2S + SO2 -> 3S + 2H2O (2.38)
По методу скрубберной (мокрой) очистки (компании Кнауф Рисеч Коттрелл) газ предварительно тщательно очищается от
Рве. 2.12. Схема очистки топочных газов методом компании Кнауф Рисеч Коттрелл.
2NH3 + SO2 + H2O + (1/2) O2 -+ 2NH4++ S02
(2.37)
2.2. Газы
87
пыли с помощью электрофильтра. После охлаждения до 50 0C Таз поступает в скруббер с известковым молоком. Предварительное охлаждение газа необходимо, чтобы избежать выпаривания известкового раствора. Для охлаждения используют отмытые газы, которые в процессе теплообмена нагреваются до 11O0C и сильнее расширяются. Образующийся вначале в скруббере сульфит кальция в дальнейшем под влиянием SO2, Ca(OH)2 и кислорода воздуха переходит в гипс (рис. 2.12).
SO2 + CaSO3 + H2O -* Ca(HSOs)2 (2.39)
Ca(HSOs)2 + O2- 2CaSO4 + 2H2O (2.40)
Этот метод обессеривания топочных газов позволяет понизить содержание серы в отходящих газах на 95%.
Для очистки газа, образующегося при сжигании бурого угля, специально разработан метод сухой очистки, технически более простой и требующий меньших затрат. По этом методу измельченный уголь перемешивается с известняковой пылью, и эта рмесь подается в камеру сгорания (рис, 2.13), После сжигания из известняка, диоксида серы и кислорода воздуха образуется гипс,
