Методы очистки воздуха от вредных веществ (газов и аэрозолей). Сооружения и установки.

Введение

Чистый воздух необходим для человека и его жизнедеятельности. Любое его загрязнение негативно влияет на здоровье людей, а также окружающую среду.
Атмосферное загрязнение представляет собой наличие в воздушной среде газов и аэрозолей, отрицательно влияющие на живые организмы. Такой вред влечет за собой большие затраты на создание мероприятий по борьбе с загрязнением атмосферы.
На сегодняшний день эта проблема имеет международный характер и стала общей для всех стран нашей планеты. Наибольшее загрязнение вредными веществами можно встретить в высокоразвитых странах, где больше всего развита промышленность и сельское хозяйство.
Главной целью данной работы является изучение методов очистки от вредных веществ, таких как газы и аэрозоли.
К основным задачам относятся:
- изучение общей характеристики способов очистки воздуха от вредных веществ;
- анализ методов очистки воздуха от газов и рассмотрение их установок;
- анализ методов очистки воздуха от аэрозолей и рассмотрение их установок.
Данный реферат состоит из: введения, основной части, трех разделов, заключения, списка литературы.
Опасностью для окружающей среды являются выбросы, которые сопровождают металлургические процессы.
На предприятиях, где происходит производство цветных металлов, выделяются вредные примеси, которые образовались при сжигании топлива.
Существует огромное количество и видов веществ, которые загрязняют внешнюю среду. Такое содержание настолько выросло, что природа сама не может самостоятельно естественным путем избавиться от вредных веществ.
Получается, что человеку необходимо постоянно следить за состоянием атмосферы Земли, чтобы снизить количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в воздух.


I ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Основная характеристика способов очистки воздуха от вредных веществ
На сегодняшний день существуют множество разных методов очистки воздуха от вредных веществ. С целью предотвращения неблагоприятных воздействий вредных веществ таких как, газы и аэрозоли, на человека, а также окружающую среду, применяют:
- максимальную герметизацию источников выделения вредных веществ;
- вентиляцию;
- автоматизацию и механизацию технологических процессов;
- контроль количества вредных веществ в воздухе рабочей зоны в сроки, которые устанавливает госсанэпидемнадзор;
- для работающих средства индивидуальной защиты органов дыхания, кожного покрова.
Наиболее распространенным способом предотвращения вредных веществ является вентиляция.
Рассмотрим классификацию систем вентиляции на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Классификация систем вентиляции
Вентиляция обеспечивает нормализацию воздушной среды в помещении.
Работа системы вентиляции контролируется показателем, который называется кратностью воздухообмена, К, [1/час]
К=VVп, где (1.1)
V – количество воздуха, которое удаляется из данного помещения в течение часа, [м3/ч];
Vп – объем помещения, [м3]
Вентиляция заключается в организованном воздухообмене, который направлен на удаление из помещения воздуха. Такой воздух загрязнен избыточным теплом и вредными веществами. [1]


Методы очистки воздуха от газов. Сооружения и установки
Рассмотрим основные методы очистки воздуха от газов:
а) абсорционный метод
Абсорционный метод представляет собой процесс поглощения газа жидкостью при растворении или при проведении химических реакций.
Различают полную (растворение газа происходит полностью) и частичную (растворение газа частично). На степень абсорбции оказывают влияние химические факторы (в зависимости от пита поглощающей жидкости) и физические факторы (температура, давление в рабочей камере).
Процесс абсорции осуществляют в абсорберах. Это устройство представляет собой вертикальный корпус с тарельчатыми насадками, расположенными внутри, на которую направляют жидкость. При взаимодействии газа с жидкостью происходит его абсорбирование. Затем уже очищенный воздух выводят в атмосферу. На рисунке 1.2 показан абсорбер с тарельчатыми насадками.

Рисунок 1.2 – Абсорбер с тарельчатыми насадками
Наиболее применяемыми абсорберами являются насадочные и тарельчатые абсорберы. При эффективном использовании водных абсорбционных сред удаленный компонент должен хорошо растворяться в абсорбционной среде, а также наиболее часто взаимодействовать с водой. Данное условие характерно для очистки газов от соляной, фторной кислот, аммиака. Абсорбция газов с наименьшей растворимостью – для очистки газов от хлора, сероводорода, оксида серы. Здесь добавляют в качестве химических реагентов NaOH, Ca(OH)2 для улучшения эффективности абсорбции.
б) Адсорбционный метод
Адсорбция является процессом поглощения газа из воздушного потока с помощью твердого вещества (адсорбент). В виде адсорбентов применяют активированный уголь и оксидные адсорбенты.
Активированный уголь считается нейтральным по отношению к полярным и неполярным молекулам адсорбируемых соединений. АУ является менее селективным по сравнению с другими адсорбентами, а также пригодным для работы во влажных газовых потоках.
Оксидные адсорбенты имеют высокую селективность по отношению к полярным молекулам, т к они имеют неоднородное распределение электрического потенциала. Если присутствует влага, то эффективность таких адсорбентов снижается.
К основным способам процессов адсорбционной очистки относятся:
- процесс десорбции после адсорбции и извлечение уловленных компонентов для следующего применения. Данным способом улавливаются различные растворители, сероуглерод, примеси;
- термическое или каталитическое дожигание примесей при очистке отходящих газов. Такой способ считается более экономичным при низких концентрациях загрязняющих веществ;
- после процесса очистки адсорбент не регенерируют, а направляют на сжигание с хемосорбированным загрязнителем. В этом процессе используют дешевые адсорбенты.
На качество очистки газа влияет исходный материал, адсорбент, а также физические показатели – температура и давление. Для данного процесса наиболее благоприятным считаются условия при низкой температуре и высоком давлении в рабочей камере.
Адсорбционная установка представляет собой аппарат для очистки воздуха с помощью процесса адсорбции (емкость, заполненная адсорбентом). Сначала загрязненный поток газа направляют под давлением на рабочую поверхность. Затем очищенный газ выводят по патрубку в верхнюю часть аппарата. Следует не забывать, что адсорбер может поглощать в ограниченном количестве, т к со временем начинает забиваться. Для эффективности непрерывной работы существуют сдвоенные адсорбционные установки. Они представляют собой две емкости, работающие поочередно: в одной емкости происходит очищение газа, в другой – регенерация адсорбента, и наоборот.
На рисунке 1.3 изображена сдвоенная адсорбционная установка.

Рисунок 1.3 – Сдвоенная адсорбционная установка [2]
в) термическое дожигание
Процесс термического дожигания заключается в очистке газа за счет термической обработки. Данный метод считается простым и действенным, но имеющий недостатки, т к при горении происходит выделение углекислого газа, оксида серы, хлористого водорода и оксида азота.
Для полной очистки необходимы дополнительные очистные средства