Меры по снижению атмосферных выбросов при сжигании топлива и отходов упаковки
Для защиты воздушного бассейна от воздействия вредными веществами, образующимися при сжигании топлива, применяют следующие меры: экологизацию технологических процессов; очистку газовых выбросов в атмосфере.
Экологизация технологических процессов предусматривает создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ, замену местных котельных установок на централизованное тепло, предварительное очищение топлива и сырья от вредных примесей, замену угля и мазута на природный газ и т.д. Все более широко применяют частичную рециркуляцию, то есть повторное использование отходящих газов.
Сухие пылеуловители (циклоны, пылеосадительные камеры, фильтры и др.) предназначены для грубой механической очистки выбросов от крупной и тяжелой пыли. Принцип работы — оседание частиц под действием центробежных сил и сил тяжести. Пылегазовый поток вводится в циклон через патрубок 2 (рис.3.6, а). Далее он совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса. Частицы пыли отбрасываются к стенкам корпуса 1 циклона и затем падают вниз в сборник пыли (бункер 4), откуда периодически удаляются. Очищенный газ по центральному патрубку 3 выбрасывается в атмосферу. Для повышения эффективности работы применяют групповые (батарейные) циклоны.
«Мокрые» пылеуловители (скрубберы) требуют подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием сил инерции и броуновского движения. Скрубберы обеспечивают 99 % очистки частиц размером более 2 мкм и, как все пылеуловители этого типа, незаменимы при очистке от пыли взрывоопасных и горячих газов. «Мокрые» пылеуловители позволяют не только очищать газы, но одновременно охлаждать их и при необходимости утилизировать их теплоту.
Скрубберы — это высокие (до 30 м) башни, в которых запыленный газ вводится по касательной к стенке башни. В поток неочищенного газа через форсунки подается распыленная жидкость или пена. Очищенный газ отводится из верхней части аппарата, а вода с уловленной пылью собирается внизу скруббера.
Электрофильтры — наиболее совершенный способ очистки газов от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм при высокой эффективности очистки газов (99,0–99,5 %). Принцип работы всех типов электрофильтров основан на ионизации пылегазового потока у поверхности коронирующих электродов. Приобретая отрицательный заряд, пылинки движутся к осадительному электроду, имеющему знак, обратный заряду коронирующего электрода. При встряхивании электродов осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли. Электроды требуют большого расхода электроэнергии — это их основной недостаток.
Способы очистки выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей (NO, NO2, SO2, и др.) подразделяются на группы: поглощение примесей путем применения каталитического превращения; промывка выбросов растворителями примеси (абсорбционный метод); поглощение газообразных примесей твердыми телами с ультрамикропористой структурой (адсорбционный метод).
С помощью каталитического метода токсичные компоненты промышленных выбросов превращаются в вещества безвредные или менее вредные для окружающей среды путем введения в систему дополнительных веществ, называемых катализаторами. Широко применяют палладийсодержащие и ванадиевые катализаторы. С их помощью происходит каталитическое досжигание оксида углерода до диоксида и диоксида серы до оксида.
Абсорбционный метод основан на поглощении вредных газообразных примесей жидким поглотителем (абсорбентом). В качестве абсорбента используют воду, растворы щелочей, аммиака и др. устройство, в котором осуществляется процесс абсорбции, называется абсорбером.
Адсорбционный метод позволяет извлекать вредные компоненты с помощью адсорбентов — твердых тел с ультрамикропористой структурой (активированный уголь и глинозем, силикагель). Например, на АЭС широко применяется метод очистки технологических газов путем сорбции радиоактивных продуктов на угольных фильтрах — адсорбентах, которые позволяют надежно предотвратить загрязнение атмосферы при всех режимах работы АЭС.