Классификация основных методов источников загрязнения.

Классификация основных методов источников загрязнения.

По производительности:

- высокоэффективные; -высокопроизводительные. Высокоэффкт. аппараты имеют большое гидравлич.сопротивление=>большие затраты на процесс очистки, их рекоменд-ся исп-ть при улавливании токсичн.пылей. Высокопроизв-ые имеют меньшее гидравл.сопротивление, но при этом способны пропустить ч/з себя больший V воздуха.

По энергозатратам: - косвенные (гидравлическое сопротивление?), - прямые (электрофильтры?) «это он говорил на консультации, не знаю чё тут к чему!»

По компонентам:

- комплексные

- избирательные

- селективные(примеры тут надо ещё).

Применимость методов очистки атмосферного воздуха в зависимости от типа ИЗА и загрязняющих веществ.

Источники: - организованные; - неорганизованные. Система газо- и пылеочистки применима к организованным. По высоте: - приземные (до 3 м); - низкие(10-15 м); средние(до 50 м); - высокие (выше 50). По режиму работы: - непрерывные; - периодические; - мгновенные; По агрегатному состоянию: - твёрдые; - жидкие; - газообразные.

ЗВ могут находиться в 2-х фазных системах: 1) сплошная фаза – когда вещество или смесь находится в газообразном состоянии;2) дисперсная фаза – когда ЗВ может находиться в виде твердых частиц или капелек жидкости.

Методы пыле- и газоочистки обширны и выбор метода зависит от агрегатного состояния вещества, от концентрации, от условий выхода, от требований к очищенному воздуху. Наиболее распространенная классификация методов обезвреживания вредных вещ-в, опираясь на агрегатное состояние вещества:

1)Улавливание тв. частиц (пыли);

2) Улавливание туманов и брызг;

3) Газообразные примеси;

4)Парообразные примеси.

Очистка от пыли может осуществляться 3-мя группами методов:

1) Сухие (пылеосадительные камеры, пылеуловители, циклоны, фильтры);

2) Мокрые методы (газопромыватели);

3)Электрические методы (сухие электрические и мокрые электрофиьтры).

Очистка туманов и брызг:

1) Сухие и мокрые электрофильтры;

2) Фильтры – туманоуловители;

3) Сеточные уловители;

Улавливание газообразных примесей:

1) Абсорбционные методы;

2) Адсорбционные методы;

Также встреч-ся: 3)Каталитические.

Очистка парообразных примесей:

- все те, которые для газообразных и + конденсационные методы.

Характеристика основных фильтровальных тканей, и волокнистых фильтров.

Должны обладать особыми свойствами:

1)Должна сохраняться высокая пылеёмкость и способность удерживать пыль после регенерации;

2)Сохранение оптимально высокой воздухопроницаемости в равновесно запыленном состоянии;

3)высокая механическая прочность и стойкость к истеранию, при многократных изгибах, стабильность размеров и свойств материала при повышении температуры и агрессивном воздействии примесей;

4) способность к легкому удалению накопленной пыли;

5)Низкая стоимость.

На практике применяется:

1)Хлопчатобумажные ткани

Они имеют хорошие фильтровальные свойства, низкую стоимость.

Недостаток: а)низкая термическая, химическая стойкость; б)высокая горючесть и влагоемкость, но зато относительно дешевые.

2)шерстяные ткани

«+» Большая воздухопроницаемость

Надежная очистка

Можно регинерировать

Могут использоваться при температуре до +90 град.

«-» Низкая термическая и химическая стойкость

Высокая горючесть и влагоемкость, но зато относительно дешевые.

Особенно чувствительны к кислым газам;

Дороже х/б

3)Синтетические ткани.

Характеризуются более высокой прочностью, стойкостью к повышению температуры, агрессивным воздействиям. Имеет более низкую стоимость.

Выделяют:

- Нитроновын ткани, которые используются при температуре 120-130 градусов, наибольшее применение в химической промышленности, цв. Металлургие;

- Лавсановые, используются для очистки горячих сухих газов – цементной пром-ти, металлургии, химич. пром-ти. Характерно: в кислых средах стойкость их повышена, в шелочных резко снижается.

- Стеклянные ткани. Они достаточно стойкие в температурном интервале 300-350 градусов, их изготавливают из алюмоборосиликатного безщелочного или магнезиального стекла.

 

На практике большое значение имеют аэродинамические свойства, в соответствии с этим материал оценивается воздухопроницаемостью.

Воздухопроницаемость – это расход воздуха в м3/м2 в минуту, т.е. один кубометр который проходит через площадь сечения в 1м2 в течении 1 минуты при перепаде давления равном 49 Па.

Ткани регенерируют путем продувки в обратном направлении, механическим встряхиванием.

 

Волокнистые фильтры.

Это фильтры объемного действия, т.к. фильтрующий элемент состоит обычно из нескольких слоев, в кот. однородно распределены волокна. В результате сплошной слой пыли образуется только на поверхности наиболее плотных материалов. Для фильтров обычно используют волокно толщиной 0,01-100 мкм. Толщина фильтрующей среды в диапазоне до десятых долей мм (бумага) до 2м (многослойные глубокие насадочные фильтры долговременного пользования). Такие фильтры используются при концентрации дисперсной фазы 0,5-5 мг/м3 и только некоторые грубоволокнистые фильтры применяются для крупных концентраций 5-50 мг/м3.

Волокнистые фильтры подразделяются на сухие и мокрые.

Сухие: тонковолокнистые, электростатические, глубокие фильтры предварительной очистки (предфильтры).

Мокрые: сеточные, самоочищающиеся с периодическим или непрерывным орошением.

 

Волокнистые фильтры тонкой очистки.

Они используются в атомной энергетике, радиоэлектронике, точном приборостроении, промыш. микробилогии.

Позволяют очищать большие V газов от твердых частиц практически всех размеров, включая субмикронные. Их широко применяют и для очистки от радиоактивных аэрозолей, при этом волокнистые фильтры тонкой очистки используются двояко: предназначены для защиты ОС от особо токсичных загрязнителей, с другой стороны, они участвуют в технол. процессах, когда при изготовлении материала требуется высокая чистота воздуха.

Такие фильтры применяются для очистки 99,9% частиц, размерностью 0,05-0,5 мкм. Применяются в виде тонких листов или объемов слоев из тонких или ультратонких волокон, а волокна менее 2 мкм, объем фильтрации медленный 0,01-0,15 млг/сек. Улавливание частиц в фильтрах тонкой очистки происходит за счет броуновской диффузии и эффекта касания. Они предназначены для работы на длительный срок 0,5-3 года при концентрации пыли свыше 0,5 мг/м3, срок службы значительно уменьшается. Такие фильтры повторно не используют. В РФ применяются фильтры Петрянова, их делают из полимерных смол. Они представляют из себя слои синт. волокон диаметром 1-2,5 мкм нанесенные на марлевую основу из скрепленных между собой более толстых волокон. В качестве полимеров используют перхлорвинил, либо диацетат целлюлозы. Материалы использующегося перхлорвинила характеризуются гидрофобностью, высокой хим. стойкостью в кислотах, в щелочах, растворах солей, но они не стойкие против масел и растворителей. Температура использования этих фильтров до 60 гр. Фильтры с материалом из диацетат целлюлозы гидрофильны, недостаточно устойчивы к кислотам и щелочам, диапазон температур доходит до 150 гр. По строению волокнистые фильтры подразделяются на двуступенчатые, либо глубокие.

Двуступенчатые в одном входном корпусе размещают фильтры грубой очистки из набивного слоя лавсановых волокон общей толщиной до 100 мкм. Затем идет фильтр тонкой очистки из материалов ФП.

Глуьокие многослойные фильтры, используются для очистки воздуха, технол. газа от радиоактивных частиц. Они рассчитаны на работу в течении 10-20 лет, после этого их цементируют и захоранивают.

 

Процесс абсорбции, достоинства и недостатки очистки промышленных газов.(кароч вопрос сборный и с инета и чуть чуть лекций.в лекциях нихера нет практически.если у кого то что то путевое есть сообщите. И еще этот вопрос граничит с 17..так что хз возможно и такое что в 16 надо будет и про 17 говорить.)

Абсорбция- Очистка газовых выбросов путем разделения газовой смеси на составные части за счет поглощения одной или нескольких вредных примесей (абсорбатов), содержащихся в этой смеси, жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора.

Методы абсорбции.

При абсорбции происходит взаимодействие между газом и раствором в кот содержится вещество,кот реагирует с этим газом. Иногда растворенный газ реагирует непосредственно с самим растворителем в зависимости от особенностей взаимодействия поглотителя и извлекаемого газовой смесью компонента.

Абсорбционные методы подразделяются:

1. Методы базируются на закономерностях физической абсорбции
2. методы абсорбции, кот сопровождаются химической реакцией в жидкой фазе. Например поглощение HS, если просто поглатители то сорбция, а если хим реакция то хемосорбция.

 

Для физической абсорбции применяют поглотители: воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемыми газами. При химической абсорбции извлекаемые компоненты вступают в химическую реакцию с хемосорбентами, в качестве которых используют растворы минеральных и органических веществ, суспензии и органические жидкости.

Достоинства: Абсорбционные методы характеризуются непрерывностью и универсальностью процесса, экономичностью и возможностью извлечения больших количеств примесей из газов, возможность очистки газа без предварительного охлаждения и обеспыливания.

Недостатки: громоздкость оборудования и необходимость создания систем жидкостного орошения. В процессе очистки газы подвергаются охлаждению, что снижает эффективность их рассеяния при отводе в атмосферу. В процессе работы абсорбционных аппаратов образуется большое количество отходов, состоящих из смеси пыли, поглощающей жидкости и вредных примесей, которые подлежат транспортировке и утилизации, что усложняет и удорожает процесс очистки.

Диоксид азота образуется при невысоких температурах, не вступает в реакцию, при темп.900 градусов разлаг. на О2 и N2. оксид NO – плохо раств.в воде, солях и орг.соед., образ. комклекс.соед. с солямиFe, Cu и Мn, кот в свою очередь легко разрушаются при нагреве.NO2-окисляется на NO и О2с водой образует НNО3. триоксид азота N2O3- существует только при низких темпер. в виде жидкости и пара.

Наиболее распространенным методом в нашей стране является очистка газов от окислов азота путем поглощения их растворами Na2CO3 и Са (ОН)2, сравнительно реже — NaOH и КОН.Метод щелочной очистки требует больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов, но главный его недостаток в том, что степень абсорбции окислов азота не превышает 60—75% и, таким образом, этот метод не обеспечивает санитарной нормы очистки газов.

Наиболее трудно производить очистку слабо окисленных газов. Двуокись и высшие окислы азота сравнительно хорошо поглощаются водой и водными растворами некоторых солей. Для полного поглощения окислов азота из газовых смесей необходимо предварительное окисление NO до NO2 не менее чем на 50—55%

Очистка газов от окислов азота в аппаратах комбинированного типа.

Комбинированные аппараты, или вертикальные механические абсорберы, хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации. Некоторые из этих установок, предназначенные для санитарной очистки газов от окислов азота, включают две ступени абсорбции с одним или двумя различными поглотителями. На одной из действующих установок в качестве поглотителя первой ступени применяется раствор NаОН, а на второй ступени для доочистки газа используется слабый водно-аммиачный раствор, содержащий до 1,5—2,0% аммиака.При работе установки уже после первого каскада щелочной очистки концентрация окислов азота в газе составляет 0,12—0,63%. Степень очистки газа при этом равна 95—99%. После аммиачного каскада очистки окислы азота в отходящем газе не обнаруживаются. Успешная очистка газов от окислов азота до санитарных норм достигается и в случае, если орошение второго абсорбера производится раствором NаОН.

Характеристика адсорбентов

В качестве адсорбентов используют пористые материалы с высокоразвитой поверхностью, которая хорошо поглощает (адсорбирует) вещества из газов и растворов. Адсорбенты – это вещества, обладающие способностью адсорбции, т. е. поглощения, всасывания какого-либо другого вещества из раствора или из газа только своей поверхностью, Адсорбционные свойства адсорбентов зависят от химического состава и физического состояния поверхности, от характера пористости и удельной поверхности (поверхности, приходящейся на 1 г вещества). Непористые адсорбенты (молотые кристаллы, мелкокристаллические осадки, частицы дымов, сажи) имеют удельные поверхности приблизительно от 1 м²/г до 500 м²/г. Удельная поверхность пористых адсорбентов (силикагелей, активированного оксида (окиси) алюминия (алюмогелей), алюмосиликатных катализаторов, активированных углей) достигает 1000 м²/г. Пористые адсорбенты получают, создавая сети пор в грубодисперсных твёрдых телах химическим воздействием. В большинстве отраслей промышленности при производстве различной продукции используются сжатый воздух, различные технические газы (углекислый газ, водород и т. д.) и жидкости. Чтобы избежать нежелательного образования влаги, льда и возможных последующих проблем, связанных с коррозией, загрязнением либо обледенением оборудования, намоканием фильтровальных материалов, из сжатого воздуха, различных технических газов и жидкостей необходимо удалить влагу, т. е. осушить. Необходимость осушки и очистки присутствует в разнообразных процессах, в числе которых, например, кондиционирование воздуха или транспортировка природного газа по трубопроводам. Осушка природного газа обеспечивает непрерывную эксплуатацию оборудования и газопроводов, предотвращая образование ледяных и гидратных пробок.

Активированный (или активный) уголь — это адсорбент - вещество с высоко развитой пористой структурой, которое получают из различных углеродсодержащих материалов органического происхождения, таких как древесный уголь, каменноугольный кокс, нефтяной кокс, скорлупа кокоса. Активированный уголь на 87-97 % по массе состоит из углерода. Активный уголь имеет огромное количество пор и поэтому обладает очень большой поверхностью, вследствие чего обладает высокой адсорбцией (1 г активного угля, в зависимости от технологии изготовления имеет поверхность от 500 до 1500 м²). В активированных углях различают макро-, мезо- и микро- поры. Активированный уголь применяется:

· для водоподготовки (очистка воды от диоксинов и ксенобиотиков, углевание);

· в пищевой промышленности при производстве ликероводочных, слабоалкогольных напитков и пива, осветление вин, при производстве сигаретных фильтров, очистка углекислоты в производстве газированных напитков, очистка крахмалопаточных растворов, сахарных сиропов, глюкозы и ксилита, осветление и дезодорация масел и жиров, при производстве лимонной, молочной и других кислот;

· в химической, нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленностях для осветления пластификатов, в качестве носителя катализаторов, при производстве минеральных масел, химических реактивов и лакокрасочных материалов, в производстве каучука, в производстве химических волокон, для очистки аминовых растворов, для рекуперации паров органических растворителей;

· в природоохранной экологической деятельности для очистки промышленных стоков,для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов, для очистки дымовых газов на мусоросжигательных заводах, для очистки вентиляционных газовоздушных выбросов;

· в горнодобывающей и металлургической промышленностях для изготовления электродов, для флотации руд полезных ископаемых, для извлечение золота из растворов и пульп в золотодобывающей промышленности;

Силикагель имеет огромную площадь поверхности (800 м²/1 г). Выпускаются в виде шариков, таблеток или кусочков неправильной формы (0,1-0,7 мм). По пористости – крупные, средние, мелкопористые. При использовании силикагеля в быту для осушки обуви, кожаных изделий, кино- и фотоаппаратуры и т. д., адсорбционные свойства силикагеля можно восстановить просушиванием его на батарее или в духовке при температуре не выше 170 °C. Основное применение силикагели находят при осушке воздуха, углекислого газа, водорода, кислорода, азота, хлора и других промышленных газов.

Способность силикагеля поглощать значительное количество воды используется для осушки различных жидкостей, в особенности в том случае когда обезвоживаемая жидкость плохо растворяет воду (сушка галогенированных жидкостей типа фреон). Силикагели служат также осушителями при консервации оборудования для предохранения его от коррозии.

 

АЛЮМОГЕЛЬ микропористое тело. Получают высушиванием геля гидроксида алюминия; применяют в технике как адсорбент, носитель катализаторов. В виде цилиндрических гранул размером 3-5 мм, шариковые 2-4 мм. В отличие от силикагелей, они стойки к воздействию капель влаги.

 

Цеолиты – алюмосиликаты, содержащие частица щелочно-земельных металлов. Искусственно синтезированные цеолиты (пермутиты) находят широкое применение в водоочистительных приборах как адсорбенты, ионообменники, молекулярные сита; Также цеолиты получили весьма широкое применение как катализаторы многих процессов нефтехимии и нефтепереработки и как гетерогенные катализаторы.

Иониты - твердые нерастворимые вещества, способные обменивать свои ионы на ионы из окружающего их раствора. Обычно это синтетические органические смолы, имеющие кислотные или щелочные группы. Иониты разделяются на катиониты, поглощающие катионы, и аниониты, поглощающие анионы. Широко применяются иониты для опреснения вод, в аналитической химии

От мелкодисперсных примесей

Минеральных примесей

Органических примесей

Газов

Процеживание

Отстаивание

Центробежн.

Гравитацион.

Фильтрование

Методы очистки сточных вод на различных предприятиях весьма разнообразны, так как количество вредных веществ, от которых необходимо очистить воду, весьма велико.

Как правило, пользуются следующей классификацией методов очистки сточных вод:

Электро-химические методы

Методы:

-анаэробное окисление

-катодное восстановление

При пропускании через воду постонного электрического тока следоватено на катоде ионы отдают электроны и происходит электро химическое окисление. Следовательно на аноде происходит присоединение электродов (реакция восстановления).

Применяются:

- для очистки от растворенных примесей наиболее токсичных и трудноулавливаемых веществ (цианиды, амины, альдегиды. Нитросоединения…)

Следовательно вещества распадаются полностью я образованием СО2, аммиака и др.

В качестве анодов используют электролитические нерастворимые материалы (графит, магнетит, диоксиды металлов).

Катоды: молибден, спрлавы вольфрама, железа, никеля, нержавеющей стали.

Для повышения элестро-проводности сточных вот и уменьшения расхода энергии добавляют соль.

Эффективность очистки по токсичным соединениям до 100%.

Электродиализ

- это разделение ионизирующих веществ под действием электро-движущей силы, создающейся в растворе по обе стороны мембраны.

! Используют по опреснению воды.

Процесс осуществляется только после предварительной очистки от взвеси.

Расход энергии при очистке воды, содержащее 250 мг/л примесей до 5 мг/л требуется 7 кВт/час на 1 куб.м

Классификация О.

О произв-ва – остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при произв-ве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично потребит.свойства.

О произ-ва – это вновь образовавшиеся в процессе произ-ва побочные и попутные вещества не находящие применения.

О произ-ва – это вмещающие и скрытные породы, образующиеся при добыче ПИ.

О произ-ва – это отходы с/х произ-ва.

По Реймерсу О – это непригодные для произв-ва данной продукции виды сырья, его неупотреб.остатки, или вещества и энергия, к-ые не подвергаются утилизации в рассматрив.произ-ве.

Сущ-ют разные класс-ции О.

По генезису:

1) О бытовые(коммунальн.) – тврдые О, часто включают твердый осадок сточ.вод. В России их образ-ся очень много. Ежегодно более 90млн.т, при этом они имеют высокую экологическую опасность, т.к. в их составе около 5% токсич.веществ. В УР ежегодно образ-ся более 2млн.куб.м таких О.

2) О потребления – О, образующиеся в рез-те физиологич.и морального износа (вкл-ют и ТВ.бытовые О иногда)

3) Промышленные О – остатки сырья, материалов, образовавшихся при произв-ве продукции и утратившие полностью или частично потребит.свойства(это определение яв-ся гостовским)

4) с/х О – навоз, с/х стоки

5) строительные О – материалы, образ-щиеся в процессе строит-ва и реконструкции, утилизации зданий и дорог

6) неиспользуемые О (лотош) – вторич., материальн.ресурсы, для к-ых в наст.время отсутствует технолог.экономич.условия утилизации.

 

Классификация основных методов источников загрязнения.

По производительности:

- высокоэффективные; -высокопроизводительные. Высокоэффкт. аппараты имеют большое гидравлич.сопротивление=>большие затраты на процесс очистки, их рекоменд-ся исп-ть при улавливании токсичн.пылей. Высокопроизв-ые имеют меньшее гидравл.сопротивление, но при этом способны пропустить ч/з себя больший V воздуха.

По энергозатратам: - косвенные (гидравлическое сопротивление?), - прямые (электрофильтры?) «это он говорил на консультации, не знаю чё тут к чему!»

По компонентам:

- комплексные

- избирательные

- селективные(примеры тут надо ещё).