Контрольные вопросы

1. Как вы понимаете лозунг: «Свобода – это осознанная необходимость»?

2. Этическая культура и этика – это одно и тоже?

3. Какова основная идея Хартии Земли?

4. Какой смысл клятвы Гиппократа?

5. Каких не хватает законов для успешного решения природоохранных проблем?

Часть II Защита атмосферы, гидросферы и переработка (и обезвреживание) отходов

4. Рациональное использование воздуха

«Всё, что попадает в воздух, рано или поздно возвращается на землю, чтобы принять участие в природных процессах, происходящих в почве и воде».

Барри Коммонер, Замыкающийся круг

В целом по Российской Федерации валовые объёмы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников в промышленности в 2005 году составил – 20.4 млн.т (в 2000г. – 18.82, а в 1996г. – 20.3 млн.т). За 2001 – 2005гг. объём взвешенных увеличился на 3.3%, формальдегида – на 12.5%, бенз(а)пирена – на 32%. Без изменения остались NO_x , уменьшились SO₂ на 11% и CO на 8.6% .

Ниже представлен вклад (%) в загрязнение атмосферного воздуха основных отраслей промышленности:

Транспорт	40
Электроэнергетика	28,5
Цветная металлургия Черная металлургия Нефтедобыча	21,6 15,2 7,9
Нефтепереработка	5,1
Машиностроение	3,6
Угольная промышленность	3,6
Газовая промышленность	3,3
Производство строительных материалов	3,2
Химическая промышленность	2,7
Деревообработка	2,6
Пищевая промышленность	1,5
Оборонная промышленность	0,6
Легкая промышленность	0,4

Степень улавливания и обезвреживания вредных веществ остается на уровне 78 - 79%, взвешенных – 90 -95%.

Особое беспокойство вызывает загрязнение атмосферы выбросами от автомобильного транспорта, доля которого в крупных городах достигает 90%. Количество автомобилей, использующих в качестве топлива газ, не превышает 2 %, доля грузовых автомобилей, работающих на дизельном топливе, в среднем по России составляет 18%, а автобусов – примерно 13 %.

Несмотря на сокращение производства и закрытие многих предприятий уровень загрязнения атмосферы остаётся высоким: в целом по городам России средняя концентрация диоксида азота и сероуглерода в воздухе превышает ПДК, формальдегида и бенз(а)пирена – 2 ПДК.

Проблему загрязнения атмосферы в городах главным образом определяют высокие концентрации взвешенных веществ, диоксида азота, бенз(а)пирена, формальдегида, фенола и фторида водорода.

4.1. Основные направления работ

по снижению загрязнений воздушного бассейна

Среди многочисленных направлений работ по снижению загрязнения воздушного бассейна важнейшими являются следующие:

• внедрение эффективных экономических и моральных методов стимулирования деятельности по охране атмосферы, включая различные поощрения и плату за выбросы и т.д;

• сокращение выбросов от автомобильного транспорта за счет совершенствования двигателей и топливной аппаратуры, внедрение нейтрализаторов выхлопных газов, увеличение доли дизельных и работающих на газообразном топливе двигателей, прекращение выпуска этилированных бензинов, а также лучшей организации дорожного движения;

• внедрение малоотходных и безотходных или чистых технологических процессов и производств, прежде всего в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии, химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, при производстве строительных материалов и в других отраслях;

• оптимизация энергетического баланса страны (закрытие мелких и устаревших агрегатов, котельных и других установок, использование альтернативных ископаемых источников энергии и т.д.);

• внедрение экономически оправданных процессов сжигания топлива, а также предварительного обессеривания угля, нефти и газа, глубокой переработки угля и сланцев перед сжиганием (газификация, пиролиз);

• внедрение современных методов пылегазоочистки дымовых и других отходящих газов с высоким КПД и максимальным использованием продуктов очистки. Особое внимание следует уделить комплексной очистке отходящих газов от оксидов серы и азота, выделению и использованию углеводородов, сероводорода, соединений фтора, хлора, тяжелых металлов, обезвреживанию канцерогенных веществ;

• развитие эффективных систем контроля за загрязнением атмосферы, в том числе автоматизированных и дистанционных систем.

4.2. Основные принципы выбора метода очистки газовых

выбросов от твердых частиц и аэрозолей и аппаратуры

Выбор метода и оборудования, обеспечивающих необходимую степень очистки, зависят от большого числа параметров. Одним из главных среди них является эффективность работы системы по отношению к преобладающим в газовом потоке частицам. Приведенная в табл. 4.1 зависимость эффективности улавливания от фракционного состава твердых частиц и аэрозолей позволяет провести первоначальную оценку возможностей различных пылеочистных устройств. В процессе выбора оборудования необходимо учитывать степень неравномерности газового потока, так как 10%-ное отклонение от номинальных регламентированных значений является обычной нормой работы предприятий.

На выбор оборудования и материалов для его изготовления, безусловно, оказывают влияние химические и физические свойства загрязнителей. Еще одним важным критерием является концентрация загрязнителей в очищаемом газе, поскольку при высоких ее значениях (выше 230 г/м³) обычно вводится стадия предварительной очистки. Необходимо принимать во внимание также температуру, давление, влажность газового потока, возможность остановки газоочистного оборудования для текущего ремонта и ряд других факторов.

С развитием техники происходит постоянное изменение отдельных характеристик газоочистного оборудования, поэтому детальное сравнение различных устройств следует проводить по данным соответствующих каталогов. Но общие, основные принципы выбора наиболее широко используемого оборудования неизменны.

Так, циклоны обычно используются в тех случаях, когда пыль крупнодисперсная, ее концентрация превышает 2 г/м³ и не требуется высокой эффективности улавливания (рис.4.1).

Скрубберы мокрого типа целесообразно использовать, если мелкие частицы должны улавливаться с относительно высокой эффективностью, желательно охлаждение газа, а повышение его влажности не служит препятствием, если газы представляют опасность в пожарном отношении и необходимо улавливать как твердые, так и газообразные вещества (рис.4.2).

Рис. 4.2. Скруббер:

1 – вход газа, 2 – разделительная перегородка для изменения направления газа и жидкости, 3 – форсунки для орошаемой жидкости, 4 – каплеотбойник, 5 – выход газа, 6 – слив.

Таблица 4.1

Зависимость эффективности улавливания от фракционного состава твёрдых частиц и аэрозолей в газовом потоке для различных типов оборудования

Тип оборудования	Общая эффектив-ность, %	Эффективность улавливания, %
		<5 мкм	5-10 мкм	10-20 мкм	20-40 мкм	>40 мкм
Пылеосади-тельная камера	58,6	7,5	22	43	80	90
Обычный циклон	65,3	12	33	57	82	91
Циклон с удлинённым конусом	84,2	40	79	92	95	97
Электрофильтр	97,0	72	94,5	97	99,5	100
Полый скруббер, орошаемый водой	98,5	90	96	98	100	100
Скруббер Вентури	99,5	99	99,5	100	100	100
Рукавный фильтр	99,7	99,5	100	100	100	100

Рукавные фильтры используются в тех случаях, когда необходима очень высокая эффективность улавливания, пыль представляет собой ценный продукт, который необходимо собрать в сухом виде, температура газа всегда выше его точки росы, объемы относительно невелики (хотя имеются рукавные фильтры и на большую производительность), температура относительно низка (лимитирует термостабильность материала ткани) (рис. 4.3).

Электрофильтры применяют, если для улавливания мелких частиц необходима высокая эффективность, обработке подлежат очень большие объёмы газа и необходимо утилизировать ценные продукты (рис. 4.4).

49а