Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)Стр 1 из 32Следующая ⇒
Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет»
Г.Р. Патракова, М.А. Рузанова
ЭКОЛОГИЯ ТЕХНОСФЕРЫ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Нижнекамск 2016 УДК 502.3 П 30
Печатается по решению редакционно-издательского совета НХТИ ФГБОУ ВПО «КНИТУ». Рецензенты: Дмитриева О.С., кандидат технических наук; Кутузов А.Г., доктор технических наук.
Патракова, Г.Р. П 30 Экология техносферы: учебное пособие / Г.Р. Патракова, М.А. Рузанова. – Нижнекамск: НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ», 2016. – 117 с.
Учебное пособие включает тексты лекций и задания для самостоятельной работы по дисциплине «Экология техносферы», составленных в соответствии с действующим Государственным образовательным стандартом Министерства образования Российской Федерации для направления 20.01.03 «Техносферная безопасность. Системное изложение материала, раскрывающие основные понятия и принципиальные научные положения курса, позволяет использовать пособие для подготовки к сдаче экзаменов и зачетов по дисциплине «Экология техносферы» студентами вузов, а также слушателей курсов переподготовки специалистов в системе послевузовского образования. Подготовлено на кафедре «Процессы и аппараты химических технологий» НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ».
УДК 502.3 © Патракова Г.Р., Рузанова М.А., 2016 © НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ», 2016 СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ Мы живем в эпоху трех «Э» ЭКОНОМИКА – ЭНЕРГЕТИКА – ЭКОЛОГИЯ. Экология как наука привлекает все более пристальное внимание. Значение этой науки стали понимать лишь недавно. Рост численности населения Земли, увеличивающееся воздействие на природную среду, потепление климата, увеличение озоновых дыр, загрязнение Мирового океана. Эти факторы поставили перед человеком задачи, которые нужно решать. Для удовлетворения своих потребностей, человек должен знать, как устроена и функционирует окружающая его природа.
Экология-это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и окружающей средой. Этот термин введен Геккелем в 1866 году, немецким ученым. «Йокос» – дом, жилище; «логос» – учение, наука. Сто лет назад экология входила в состав биологии и изучала взаимодействие среды на организмы и организмов на среду. Позднее ученые пришли к выводу, что описывая растения и животных, обязательно нужно освещать место обитания организма – фактор окружающей среды. Структура современной науки – широкий спектр подразделений экологии в зависимости от объекта и предмета исследований.
Динамическая Аналитическая
Общая биоэкология Прикладная экология Аутэкология (особи,организмы) Промышленная экология Синэкология (эк. сообществ) Технологическая экология Популяционная экология Медицинская экология Биогеоценология Сельскохозяйственная экология Глобальная экология (биосфера) Химическая экология
Геохимическая экология
Экология Экология человека Растений экология города Животных экология народонаселения
Водных организмов
Геоэкология Социальная экология Задачи экологии – детальное изучение количественными методами структуры и функционирования природных и созданных человеком систем. Платон (428-348 до н.э.: «Земля, если взглянуть на нее сверху, похожа на мяч. Она очень велика, и мы знаем лишь малую ее часть». Одной из причин упадка древних цивилизаций в Месопотамии Малой Азии, явилась выпас скота без какой-либо меры, которые приводили к невосполнимым экологическим потерям. Именно Платон высказывался об истощении почв и иссушении территории Греции в результате разрушающего действия людей. Аристотель (384-322 до н.э.). Местообитание человека на Земле ограничено. В тех местах, где Солнце оказывается прямо над головой (тропики) или же наиболее удаленные от экватора (полярные зоны), существование человека невозможно, т.е. Ойкумена – вся обитаемая Земля, ограничена с севера царством вечного холода, в с юга нестерпимой жарой. Он написал «Истории животных», о водных, сухопутных, плавающих, летающих, ползающих животных. Он отмечал приуроченность организмов к местообитаниям (одиночная или стайная жизнь) и т.д.
Эратосфен (276-194 до н.э.) – отец географии. Он выделил пять зон: жаркую, жве умеренных и две холодных. В античное время зарождается наука. Она развивается, выявляется основное направление: географический детерминизм – зависимость человека и животных организмов от природных условий, географического положения. А также отмечались факты ухудшения природной среды: загрязнение вод афинского порта Пирей, засоренность Тибра. На севере Африки – оскудение земли, в следствии эрозии почв. Уже тогда строились сооружения городских стоков, которые очищались с помощью биоценозов. За сохранение природной среды в условиях позднего средневековья высказывались Френсис Бекон (1561-1626 гг.) - материалист, основатель. «Мы не властвуем над природой… Мы находимся внутри ее, все выше господство над ней состоит в том, что мы, в отличие от других существ, умеем познавать ее законы и правильно их применять». Карл Линней (1707-1778 гг.) Этот шведский натуралист впервые доказал естественность, конкретность и качественную определенность вида. Вил, по Линнею, это множество родственных, сходных по строению организмов, при размножении воспроизводящих себе подобных. В его системе органическая природа была подразделена на пять категорий: классы, отряды, виды и разновидности. Все растения он сгруппировал на 24 класса, животный мир в 6 классов. Заслуга Линнея – введение бинарной номенклатуры: каждый вид он назвал латинскими словами: первое – принадлежность к роду, второе – видовое название. В основе систематики лежало внешнее сходство организмов (наличие или отсутствие цветков, строение тычинок, пестиков). В класс червей он объединил одноклеточных, губки, кишечнополостных, моллюски, круглоротые). Он допускал естественное возникновение разновидностей, но убежден в их неизменности, верил в легенду о сотворении мира. В отряд человека он поместил однако и обезьян на основе сходства строения. Жан Батист Ламарк (1744-1829 гг.) Ламарк ввел понятие «биология», создал систему животного мира, в которой животные были разделены на «позвоночных» и на «беспозвоночных». Обосновал предположение о путях происхождения человека от обезьяноподобных предков, но главное, он создал концепцию эволюционного развития природы. В труде «Философия зоологии» (1809) Ж.Б.Ламарк приводит доказательства об изменяемости видов (совершенствовании видов и прямое влияние внешней среды). Вслед за изменением условий тотчас следует изменение привычек, посредством упражнения соответствующие органы изменяются в нужном направлении и эти изменения передаются по наследству. Взгляды Ламарка на механизмы эволюции были ошибочными. Но эволюционное учение органического мира и изменяемость было гениально.
Чарльз Дарвин (1809-1885 гг.) Пришел к выводу о существующем в природе стремлении к размножению каждого вида в геометрической прогрессии. Потенциально каждый вид способен произвести и производит гораздо больше особей, чем выживает их до взрослого состояния; юных особей всегда больше, чем взрослых. Однако число взрослых особей каждого вида растений и животных сохраняется более или менее постоянным. Появляется на свет огромное число особей, до взрослого состояния выживает лишь незначительная часть. Следовательно, остальные гибнут в «борьбе за существование». Естественный отбор - результат наследственной изменчивости и борьбы за существование (преимущественное выживание и обеспечение потомством лучше приспособленных особей). Из сопоставления фактов борьбы за существование и всеобщей изменчивости признаков и свойств Ч.Дарвин пришел к заключению о неизбежности в природе избирательного уничтожения одних особей и размножения других – естественного отбора. В конечном итоге в живых остаются лишь особи, обладающие определенными, благоприятными в конкретных условиях свойствами, отличающими их от остальных особей вида. Мощный толчок для развития науки дали реформы Петра I, в основном за счет осваивания западно-европейского опыта. В допетровское время каждый рубил лес, где и сколько хотел. При царствовании Петра I (1682-1723) вышел указ 30 марта 1701 г. Он заступился за леса, запретил расчистку лесов под пашни на расстоянии 30 верст от рек. Велел делать опись лесов от больших рек на 50 верст, от малых рек на 20 верст – эти леса объявлялись заповедными. Взимался штраф за клен, лиственницу, сосну – 12 вершков в диаметре – 10 рублей за дерево. За ясень, березу, ольху – тоньше 12 вершков и липу – рубить без ограничения. Петр положил начало степному лесоразведению (Таганрог). На 15 изб в тепле содержать зиму – десятину леса истопить надо. Столько же требовалось израсходовать дров на отопление бань, т.е. он понял истинную роль леса и хотел сберечь его от бездумного разграбления. После смерти Петра все его указы потеряли силу. При Екатерине II в 1782 году «все леса, растущие в дачах помещичьих оставить в полную волю» даже заповедные. Екатерина II спохватилась через 8 лет, когда лес рубили и продавали, тогда вышел закон «О сбережении лесов». За столетие после Петра было истреблено 22 млн. га. леса. Ныне Елецкий уезд Орловской губернии – это голая степь, а когда-то здесь было много лесов.
Н.И.Надеждин сторонник географического детерминизма. Жизнь народа зависит от физических условий места жительства, с этим связан быт, занятия, но человек есть несравненно более чем, только жилец – он хозяин земного шара, может видоизменять природу. К.Ф.Рулье (1814-1858) доказал зависимость эволюции живых форм от изменения среды их обитания. Он еще до Дарвина в 1852 г. подчеркивал, что наследственность определяется исторически сложившимися условиями. Немецкий биолог Эрнст Геккель (1834-1919) в 1866 г. предложил термин «экология». Он дал определение этому понятию. Экология – это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе. К.А.Тимирязев (1843-1920) работал в области фотосинтеза растений. Обосновал единство живой и неживой природы. Докучаев – показал связь живых организмов с неживой природой на примере почвообразования и выделили природные зоны. Морозов – раскрыл связи в лесных сообществах. Вернадский (1863-1945) создал учение о биосфере.Овладел законами природы и развивая технику, человечество все более преобразует природу для своих нужд. Превращается в мощную геологическую силу. Разработал учение о ноосфере, сфере разума и труда. Выделил роль живого вещества в преобразовании лика планеты. Н.И.Вавилов (1897-1943) изучал центры происхождения культурных растений. Открыл закон о гомологических рядах в наследственной изменчивости, согласно которому генетически близкие виды характеризуются сходным типом наследственной изменчивости. Сукачев в 1942 г. вводит понятие «биогеоценоз». Тенсли английский ботаник ввел в науку понятие «экосистема». Это понятие определяющее для экологии как науки. По мнению американского ботаника Клементса - теория саморазвития сообществ. Сначала неустойчивые сообщества на скалах и других необжитых экосистемах, сильно различаются по составу видов. Затем по мере развития включаются общие виды, а затем везде один и тот же вид. По Клементсу, каждому типу климата соответствует свой основной тип устойчивого сообщества. Развивали и обогащали науку Элтон, Гаузе, Клементс, Розанов и др. Современная экология – наука универсальная, бурно развивающаяся, имеющая большое значение для жителей всей планеты. Само существование человека будет зависеть от прогресса этой науки. Таблица 1 Состав отработанных газов ДВС (%)
Наибольшее количество вредных веществ в составе отработанных газов образуется при неотрегулированной топливной системе автомобиля. Правильная ее регулировка позволяет снизить их количество в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз. Под трансграничными загрязнениями понимают загрязнения, перенесенные с территории одной страны на площадь другой. Только в 1994 г. на европейскую часть России из-за невыгодного ее географического положения выпало 1204 тыс. т соединения серы из Украины, Германии, Польши и других стран. В то же время в других странах от российских источников загрязнения выпало только 190 тыс. т серы, т.е. в 6,3 раза меньше.
Таблица 2 Таблица 3 ТЕМА 6. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ Распределение концентрации вредных веществ в атмосфере под факелом организованного высокого источника выброса. По мере удаления от трубы в направлении распространения промышленных выбросов можно условно выделить три зоны загрязнения атмосферы: переброска факела выброса Б, характеризующаяся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы; зона задымления В, с максимальным содержанием вредных веществ и постоянного снижения уровня загрязнения Г. Зоназадымления наиболее опасна для населения и должна быть исключена из селитебной застройки. Размеры этой зоны от метеорологических условий находятся в пределах 10-49 высот трубы. Максимальная концентрация примесей в приземной зоне прямо пропорциональна производительности источника и обратно пропорциональна квадрату его высоты над землей. Подъем горячих струй почти полностью обусловлен подъемной силой газов, имеющих более высокую температуру, чем окружающий воздух. Повышение температуры с момента количества движения выбрасываемых газов приводит к увеличению подъемной силы и снижению их приземной концентрации. Более крупные частички осаждаются под действием силы тяжести. Распространение газообразных примесей и пылевых частиц диаметром менее 10 мм, имеют незначительную скорость осаждения, они улавливают хуже.
ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ Инерционные пылеуловители. Действие пылеуловителей такого типа основано на использовании инерционных сил, возникающих при резком изменении направления газового потока, которое сопровождается значительным уменьшением его скорости, устанавливая на пути движения запыленного газа (например, в газоходе) отражательные перегородки или применяя коленчатые газоходы, изменяют направление движения газа на 90° или 180°. При этом частицы пыли, стремясь сохранить направление своего первоначального движения, удаляются из потока. Для эффективного улавливания пыли скорость потока газа перед перегородками должна составлять не менее 5-15 м/сек. Жалюзийный пылеуловитель (рис. 2) состоит из собственно инерционного первичного пылеуловителя 1 и вторичного пылеуловителя – циклона 2. Запыленный газ поступает в пылеуловитель 1, жалюзи 3 которого представляют собой набор наклонных колец, установленных с зазором 2-3 мм и немного перекрывающих друг друга. Жалюзи имеют коническую форму для того, чтобы скорость газа в различных поперечных сечениях аппарата оставалась примерно постоянной.
Рис. 2. Пылеосадительная камера 1 –первичный пылеуловитель, 2 – циклон, 3 – жалюзи, 4 – патрубок, 5 –пылесборник
Частицы пыли, ударяясь о кольца жалюзи, отбрасываются к оси конуса, а освобождаемый от наиболее крупных частиц пыли газ проходит через зазоры в конусе и удаляется через патрубок 4. Небольшая часть газа (примерно 10%), в которой концентрируется основная масса частиц, поступает в циклон 2, где под действием центробежных сил освобождается от основной массы пыли и возвращается на доочистку в первичный жалюзийный пылеуловитель. Пыль удаляется из циклона через патрубок 5. Жалюзийные пылеуловители могут устанавливаться в горизонтальных и вертикальных газопроводах. Инерционные пылеуловители отличаются простотой устройства, компактностью и не имеют движущихся частей, однако в них достигается невысокая степень очистки (примерно 60%) пыли (размер удаляемых частиц более 25 мкм). К недостаткам инерционных пылеуловителей относятся также сравнительно большое гидравлическое сопротивление, быстрый износ и забивание перегородок. Циклон конструкции Научно-исследовательского института по санитарной и промышленной очистке газов (НИИО газ) состоит (рис. 3) из вертикального цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем 2 и крышкой 3. Запыленный газ поступает со значительной скоростью (20-30 м/сек) через патрубок 4 прямоугольного сечения в верхнюю часть корпуса циклона. В корпусе поток запыленного газа движется вниз по спирали вдоль внутренней поверхности стенок циклона. При таком вращательном движении частицы пыли, как более тяжелые, перемещаются в направлении действия центробежной силы быстрее, чем частицы газа, концентрируются в слоях газа, примыкающих к стенкам аппарата, и переносятся потоком в пылесборник 5. Здесь пыль оседает, а очищенный газ, продолжая вращаться по спирали, поднимается к верху и удаляется через выхлопную трубу 6. Нужно, чтобы бункер был герметичным, иначе пыль будет выдуваться. Эффективность очистки аппарата 80-95%, диаметр уловленных частиц размером dч > 10 мкм.
Рис. 3. Циклон конструкции НИИОгаз 1 - корпус; 2 - коническое днище; 3 - крышка; 4 - входной патрубок; 5 - пылесборник; 6 - выхлопная труба.
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. Для повышения эффективности работы применяют групповые (батарейные) циклоны.
ОЧИСТКА ГАЗОВ ФИЛЬТРОВАНИЕМ При очистке фильтрованием газы, содержащие взвешенные твердые частицы, проходят пористые перегородки, пропускающие газ и задерживающие на своей поверхности твердые частицы. В зависимости от вида фильтровальной перегородки различают следующие фильтры для газов: а) с гибкими пористыми перегородками из природных, синтетических и минеральных волокон (тканевые материалы), нетканых волокнистых материалов (войлок, картон и др.), пористых листовых материалов (губчатая резина, пенополиуретан и др.), металлоткани; б) с полужесткими пористыми перегородками (слои из волокон, стружки, сеток); в) с жесткими пористыми перегородками из зернистых материалов (пористые керамика, пластмассы, спеченные или спрессованные порошки металлов и др.); г) с зернистыми слоями из кокса, гравия, кварцевого песка и др. Фильтры с жесткими пористыми перегородками. Для сверхтонкой очистки газов, требуемой в некоторых химических производствах, используют фильтры с жесткими перегородками из керамических, металлокерамических и пластмассовых пористых материалов или мелкоячеистых металлических сеток и перфорированных листов. Весьма полная очистка газа в них достигается вследствие извилистости и многослойного расположения пор в фильтрующем материале. Принцип устройства таких фильтров показан на примере металлокерамического фильтра, применяемого для очистки от пыли реакционных газов карбидных печей (рис. 4). В корпусе 1 фильтра находится ряд открытых сверху металлокерамических гильз 2, герметически закрепленных в общей решетке 3. Запыленный газ поступает в аппарат через входной штуцер 4 и проходит сквозь стенки гильз, очищаясь при этом от пыли. Очищенный газ удаляется через штуцер 5. Очистка фильтрующих элементов от осевшей на них пыли производится периодически обратной продувкой сжатым воздухом, поступающим через коллектор 6. Пыль собирается в бункере 7 и удаляется из фильтра. С помощью металлокерамических фильтров можно отделять твердые частицы размером более 0,5 мкм.
Рис. 4. Металлокерамический фильтр 1 - корпус; 2 - металлические гильзы; 3 - решетка; 4 - входной штуцер; 5 - выходной щтуцер; 6 - коллектор сжатого воздуха; 7 - бункер.
Гильзы металлокерамических фильтров изготовляют из гранул, порошка или стружки металла путем прессования и спекания, проката или литья. Они более прочны и менее хрупки, чем керамические, отличаются высокой механической прочностью и химической стойкостью, а также хорошо противостоят резким температурным колебаниям. Поэтому металлокерамические фильтры применяются для очистки химически агрессивных горячих газов.
ТУМАНОУЛОВИТЕЛИ Для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используются волокнистые фильтры, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим стеканием жидкости под действием силы тяжести. Осаждение капель на поверхности пор происходит под действием ранее рассмотренных механизмов отделения частиц загрязнителей от газовой фазы на фильтроэлементах. Туманоуловители делят на низкоскоростные (скорость фильтрации менее 0,15 м/с), в которых преобладает механизм диффузного осаждения капель, и высокоскоростные (скорость фильтрации – 2-2,5 м/с), где осаждение происходит главным образом под воздействием инерционных сил. Фильтрующий элемент низкоскоростного туманоуловителя показан на рис 5. В пространство между двумя цилиндрами 3, изготовленными из сеток, помещается волокнистый фильтроэлемент 4, который крепится через фланец 2 к корпусу туманоуловителя 1. Жидкость, осевшая на фильтроэлементе, стекает на нижний фланец 5 и затем через трубку гидрозатвора 6 и стакан 7 сливается из фильтра. Волокнистые низкоскоростные туманоуловители обеспечивают очень высокую эффективность очистки (до 99,9%) газа от частиц размером менее 3 мкм и полностью улавливают частицы бóльшего размера. Волокнистые слои формируются набивкой стекловолокна диаметром от 7 до 309 мкм или полимерных волокон (лавсан, ПХВ, полипропилен) диаметром от 12 до 40 мкм. Толщина слоя составляет 5-15 см.
Рис. 5. Фильтрующий элемент низкоскоростного туманоуловителя 1 –корпус; 2 –верхний фланец; 3 –цилиндры из сеток; 4 –волокнистый фильтрующийэлемент; 5 – нижний фланец; 6 – гидрозатвор; 7 – стакан. Высокоскоростные туманоуловители имеют меньшие габариты и обеспечивают эффективность очистки газа от тумана с частицами менее 3 мкм, равную 90-98% при избыточном давлении 1500-2000 Па. В качестве фильтрующей набивки в таких туманоуловителях используют войлоки из полипропиленовых волокон, которые успешно работают в среде разбавленных и концентрированных кислот и крепких щелочей.
МОКРАЯ ОЧИСТКА ГАЗОВ Полые и насадочные скрубберы. Простейшими аппаратами для мокрой очистки и одновременного охлаждения газов являются полые скрубберы прямоугольного или круглого сечения. Запыленный газ движется через скруббер снизу вверх со скоростью не более 0,8-1,5 м/с и орошается водой, разбрызгиваемой через форсунки или брызгала, установленные по всей высоте аппарата. При этом все поперечное сечение скруббера полностью перекрывается распыляемой жидкостью. Скруббер Вентури. Для тонкой очистки газов от высокодисперсной пыли применяют струйные турбулентные газопромыватели – скрубберы Вентури (рис. 6). Запыленный газ через конфузор 1 трубы Вентури попадает в горловину 2, где его скорость достигает 60-150 м/с. Через отверстия под избыточным давлением в горловину вводится жидкость, которая, сталкиваясь с газовым потоком, распыляется на мелкие капли (диаметром ~10 мкм). При соударениях с частицами пыли капли, поглощая их, укрупняются. В циклоне скорость газо-жидкостной смеси уменьшается до 4-5 м/с, капли под действием центробежной силы отделяются от газа и вместе со шламом удаляются в отстойник.
Рис. 6. Скруббер Вентури 1-конфузор, 2-труба Вентури, 3- корпус с каплеуловителями
В скруббере Вентури эффективно улавливаются весьма тонкие частицы, например продукты возгонки (средний диаметр частиц 1-2 мкм) или туман, образующийся в производстве серной кислоты (размеры частиц 0,2-1,1 мкм). При этом возможно удалить из газа до 99% загрязнений. Скруббер Вентури прост по устройству (не имеет движущихся частей). Мокрые пылеуловители (барбатажно-пенные). Для очистки сильно запыленных газов, например технологических, выхлопных и дымовых, вентиляционного воздуха содового производства и др., используют барбатажные пылеуловители. В этих аппаратах жидкость, взаимодействующая с газом, приводится в состояние подвижной пены, что обеспечивает большую поверхность контакта между жидкостью и газом и соответственно высокую степень очистки газа от пыли. Высокая эффективность очистки частиц диаметром dч ≥ 0,3 мкм. Газ движется через решетку, проходит через слой воды и пены, их главный недостаток в том, что они чувствительны к неравномерности подачи газа и решетка склонна к постоянному засорению. Эффективность очистки 0,95-0,96%.
Рис. 7. Барбатажно-пенный пылеуловитель 1–корпус; 2–слой пены; 3–переливная решетка.
Степень улавливания пыли в барботажных аппаратах часто превышает 95-99% при относительно низких капитальных затратах и эксплуатационных расходах. Метод абсорбции и адсорбции Абсорбция—очистка воздуха от газов и паров основан на поглощении последних жидкостью. Решающим условием для применения метода – растворимость паров и газов в абсорбенте (жидкости) (рис. 8).
Рис. 8. Схемы абсорбера и адсорбера Так для удаления аммиака, хлора и фтороводорода применяют в качестве абсорбента воду, а также широко используют щелочи, железный купорос, кислоты. Эффективность очистки η = 85%. Адсорбенты – поглотители, твердые тела, поглощающие компоненты из газовой смеси. В качестве адсорбента широко используется активированный уголь, активированный глинозем, активированный оксид алюминия, синтетические цеолиты. Данный метод эффективен против растворителей (паров), ацетона, углеводородов. Метод применяется в респираторах и противогазах. Эффективность очистки методом адсорбции η = 97-99%.
Термическая нейтрализация Термическая нейтрализация—сгорание газов с образованием менее токсичных веществ. Для этого используют нейтрализаторы: прямое сжигание, термическое окисление, каталитическое дожигание. Окисление или сжигание доходит до двуокиси углерода и воды (при температуре окисления 950-1300°С, каталитическое сжигание при температуре 250-450 °С). Эффективность метода очистки 99,9%.
Рис. 9. Схема установки для термического окисления 1–входной патрубок; 2–теплообменник; 3–горелка; 4–камера; 5–выходной патрубок.
Отбросные газы поступают в теплообменник, затем на горелку и там при поступлении природного газа сгорают при очень высокой температуре. Далее обезвреженный газ проходит по камерам и охлаждается (рис.9).
Электрофильтры Наиболее совершенный способ очистки газов от взвешенных частиц пыли размером до 0,01 мкм (d < 0,01) и эффективностью очистки η = 99-99,5%. Принцип действия электрофильтра: ионизация пыле-газового потока у поверхности коронирующих электродов. Частицы приобретают отрицательный заряд, пылинки движутся к осадительному электроду, имеющему положительный заряд. При встряхивании электродов осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли. Электроды требуют большого расхода электроэнергии – это их основной недостаток. Один из самых совершенных методов очистки от частиц пыли и тумана. Он основан на ударной ионизации газа, передача заряда ионов частицам примесей и осаждение последних на электродах.
| Поделиться:
| | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Экология
Рекреационная экология
Микроорганизмов
