Технические методы снижения загрязнения атмосферы

Загрязнение атмосферы можно уменьшить либо путем предупреждения образования токсичных компонентов в технологических процессах либо посредством очистки от этих веществ отходящих газов перед выбросом их в атмосферу.

Предупредительные методы

Для предупреждения образования загрязнителей атмосферы используются следующие технические методы:

Использование в промышленности малоотходных и безотходных технологий.

Совершенствование рабочих процессов промышленного оборудования и транспортных средств.

Использование альтернативных источников энергии в промышленности и на транспорте.

Повышение культуры производства и технического обслуживания промышленного оборудования и транспортных средств.

Внедрение «экологически чистых» конструкционных и эксплуатационных материалов.

Совершенствование рабочих процессов

В качестве примера совершенствования технологических процессов можно привести внедрение метода электростатической покраски автомобилей, позволившего значительно снизить потери лакокрасочных материалов и испарений растворителей.

Другой прогрессивный метод применяется в теплоэнергетике для предотвращения выбросов SO₂ при сжигании угля. Он основан на сжигании угля в «кипящем слое» (рис. 14). Смесь угля и известняковой пыли подается в камеру сгорания котельной установки. Благодаря одновременной подаче подогретого воздуха снизу камеры смесь поддерживается в воздухе во взвешенном состоянии, и весь процесс протекает в «кипящем слое». В процессе сжигания из известняка, диоксида серы и кислорода образуется гипс, который удаляется вместе с золой:

СаСО₃ + SO₂ +(1/2)O₂  CaSO₄ + CO₂.

Данный метод позволяет удалять из отходящих газов до 90% серы. Преимущество этого метода состоит также и в том, что особый принцип сжигания позволяет использовать температуры 800 – 900^оС. При этом удается одновременно сократить на 50% образование оксидов азота, в отличие от методов, в которых применяется температура выше 1000^оС. Интенсивное перемешивание угля и известняковой пыли позволяет наряду с серой, отделять и галогены, которые также взаимодействуют с известняком.

В автомобильной промышленности большое внимание уделяется совершенствованию рабочего процесса ДВС, что связано в первую очередь постоянным ужесточением норм на выбросы загрязнителей воздуха с ОГ.

Структура основных мероприятий, реализуемых в этом направлении, представлена на рис. 15 (дизели) и рис. 16 (бензиновые ДВС).

Качество топлива

Влияние качества топлива на количество вредных выбросов весьма велико. Качество топлива связано с его компонентным составом (долей ароматических, парафиновых, нафтеновых и олефиновых углеводородов, составляющих топливо) и наличием примесей и присадок. Некоторые моменты влияния качества топлива на выбросы уже были рассмотрены в предыдущих главах, а сейчас мы остановимся более подробно на использовании присадок к топливам. Основную проблему составляет использование свинецсодержащих добавок к бензинам. До начала 1970-х годов проблема повышения октанового числа^ бензина решалась исключительно за счет применения этиловой жидкости, содержащей тетраэтилсвинец (ТЭС). Внедрение каталитических нейтрализаторов, чувствительных к наличию свинца, привело к необходимости пересмотра технической политики в развитых странах. В настоящее время США, Австрия и Япония вырабатывают полностью неэтилированные бензины, в других странах объем их производства постоянно увеличивается. В России к 2000 г. доля неэтилированного бензина в общем балансе должна возрасти до 67% [⁸].

В настоящее время возможности производства высокооктановых бензинов обеспечивается техническими решениями по двум принципиальным направлениям. Первое предусматривает поиск новых нетоксичных антидетонаторов, наиболее широко применяемые из которых представляют собой соединения на основе марганца и железа. Второе, которое является основным, предусматривает разработку модифицированных составов бензинов с вовлечением алкилата, метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) и других высокооктановых компонентов.