Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Степень очистки газов в промышленности определяется главным образом экономическими факторами: так, в некоторых случаях газоочистная установка снижает экономичность работы завода в целом или потребует его коренной реконструкции, в то время, как другая установка, хотя и не столь эффективная, позволит продолжать производство. Если улавливаемый материал является основным продуктом процесса, например, твердые частицы в процессе распылительной сушки, выбор оптимального типа коллектора будет зависеть от экономического соотношения между стоимостью теряемого продукта и стоимостью высокоэффективного коллектора. Поскольку на практике глубокая очистка газов осуществляется с целью предотвращения загрязнения атмосферы, здесь будет рассмотрена природа таких загрязнений.
2*
19
2. ПРИРОДА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ АТМОСФЕРУ ВЕЩЕСТВ
Загрязнение воздуха может быть естественным илн возникать в результате деятельности человека. Естественное загрязнение обусловлено морскими брызгами, эрозией почвы или извержениями вулканов. Наиболее известное нз них — извержение вулкана Каркатау в Индонезии в 1883 г. — вызвало искусственное затемнение Солица в округе на многие сотни миль. Брызги морской воды, содержащие в основном хлорид натрия, составляют значительную долю водорастворимой фракции наносных материалов, отобранных иа расстоянии около 30 км от береговой линии, в то время как в более отдаленных местах содержатся другие природные соли, главным образом сульфат кальция [840].
Биологическое разложение, в частности жизнедеятельность почвенных бактерий, ведет к образованию больших количеств сероводорода, аммиака, углеводородов, оксидов азота (N2O1 NO, NO2) и углерода (CO, CO2). Во всех этих случаях результаты деятельности природных источников намного превышают результаты «рукотворной» деятельности. Исключением в этой области является эмиссия CO (около 220-IO9 кг ежегодно), которая обусловлена практически полностью выхлопными газами и намного превосходит количества, созданные природными источниками, например, лесными пожарами [612, 688].
Загрязнение атмосферы вследствие деятельности человека возникает либо при сжигании углеродсодержащих веществ — угля и продуктов его переработки, нефти и древесины, либо как отход производства химических веществ и цемента, металлургической и горнодобывающей промышленности, а также при сжигании бытовых отходов. На рис. 1 представлены главные источники и основные компоненты загрязнений воздушного бассейна [603].
Наиболее важными компонентами с количественной точки зрения являются как газообразные продукты сгорания CO, CO2 и SO2 и SO3, так и пылевидные: летучая зола, состоящая в основном из неорганических веществ, н несгоревший углерод. На рис. 2 представлено количественное распределение компонентов загрязнений для современной страны с высокоразвитым транспортом и промышленностью.
Улавливание твердых частиц в настоящее время осуществляется на всех тепловых электростанциях, поддержание же минимальной концентрации оксида углерода (II) в отходящих газах достигается в результате ряда эффективных операций. Так, хотя пребывание в среде холодных неразбавленных дымовых газов, содержащих около 0,2% CO, очень опасно, концентрации, существующие вблизи тепловых электростанций, не представляют опасности. В то же время кумулятивный эффект выхлопных газов автомобилей при возникновении автомобильной пробки в дорожном тоннеле может привести к опасным концентрациям CO, поэтому длинные дорожные тоннели должны быть снабжены датчиками для предотвращения подобного риска. Улавливание SO2 из отходящих газов, где его концентрация может превышать 0,4% в зависимости от содержания серы в топливе, остается одной из наиболее сложных проблем защиты воздушного бассейна.
Максимально допустимая концентрация (МA.C.)*, представляющая собой рекомендуемую предельную максимальную концентрацию при 8-часовой экспозиции, равна Б частям на 1 млн. частей (ррт, или млн-1) для оксида серы (IV), однако даже при концентрации 0,2 млн-1 возможно поражение сосновых деревьев, клевера и люцерны (другие растения, например капуста, несколько более стойки) [968]. Конхебель [803] указал, что потенциальная эмиссия SO2—H2SO4 от современной тепловой электростанции номинальной мощностью IOOO МВт равна 5,5-IO5 кг/сут, поэтому необходимо принять особые меры для удаления оксида серы (IV) перед ее выбросом в атмосферу либо удостовериться в том, что концентрация газа в результате эмиссии не превысит 0,1 млн-1 даже в том случае, когда атмосферные условия не способствуют его рассеиванию.
* Maximum allowable concentration. Вместо М.А.С. в настоящее время в США, Соединенном Королевстве и повсюду широко используются предельные пороговые значения (ППЗ, или TLV — Threshold Limit Values). Численно они совпадают с М.А.С.
20
Рис. В-1. Источники загрязнения воздуха [609].
Транспорт; Bk 6Ioies-IOtKt
Ocfo
© NnOffl Ш) C2H2n+a
© SOj
© Час/пицы
Промышленность: 16,5 0IajZMO9Kg
Отолление:$%;8-10^М
ПроизВодстВо Сжигание отхоЗеВі электротермии: 2,3%', 3'Н}ян*
