Мокрые пылеуловители.

Особенностью этих систем очистки является высокая эффективность очистки от мелкозернистой пыли (менее 1,0 мкм). Эти системы обеспечивают возможность очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов. Эти системы работают по принципу осаждения пыли на поверхность капель (или пленки) жидкости под действием сил инерции и броуновского движения. Конструктивно мокрые пылеуловители разделяют на форсуночные скрубберы и скрубберы Вентури.

Наибольшее практическое применение находят скрубберы Вентури, которые работают следующим образом. Через патрубок 4, газ попадает в устройство 2, которое называется соплом Вентури. Сопло Вентури имеет конфузор (сужение), в который, через форсунки 1 подается вода на орошение. В этой части сопла скорость газа увеличивается, достигая максимума в самом узком сечении (с 1020 до 100150 м/с). Увеличение скорости способствует осаждению частиц пыли на каплях воды.

В диффузорной части сопла Вентури скорость потока мокрых газов уменьшается до 1020 м/с. Этот поток подается в корпус 3, где под действием сил гравитации происходит осаждение загрязненных пылью капель. В верхнюю часть корпуса выходит очищенный газ, а в нижнюю подается шлам.

Эффективность скрубберов Вентури 0,970,98. Расход воды составляет 0,40,6 л/м³.

Электрофильтры.

Их работа основана на одном из наиболее эффективных видов очистки газовой пыли – электрическом. Электрофильтры также используют и для очистки тумана. Основной принцип работы – ударная ионизация газа в неоднородном электрическом поле, которое создается в зазоре между коронирующим и осадительным 2 электродами. Напряжение к электродам подается от выпрямителя. Силовые линии направлены от осадительного к коронирующему. Загрязненные газы, попав между электродами, способны проводить ток вследствие имеющейся частичной ионизации. При увеличении напряжения электрического тока число ионов растет, пока не наступит предельное насыщение, и все ионы не окажутся вовлеченными в движение от одного электрода к другому. Отрицательно заряженные частицы движутся к осадительному электроду, а положительно заряженные оседают на коронирующем электроде. Так как большинство частиц пыли получают отрицательный заряд, основная масса пыли осаждается на положительном осадительном электроде, с которого пыль легко удаляется.

Эффективность очистки газов считается 0,90,99, производительность их – до 1 млн м³/час.

Фильтры.

Широко используются для тонкой очистки промышленных выбросов. Работа их основана на фильтровании воздуха через пористую перегородку, в процессе которой твердые частицы примесей задерживаются на ней.

Схема процесса фильтрования.

В корпусе 1 фильтра расположена воздухопроницаемая перегородка 2, на которой осаждаются улавливаемые частицы 3.

В фильтрах применяют перегородки различных типов:

1. в виде зернистых слоев, например, гравия (неподвижные свободно насыпанные материалы). Используются для очистки от пылей механического происхождения (дробилок, мельниц), они дешевы, просты в эксплуатации, эффективность – 0,99.

2. гибкие пористые (ткани, войлоки, губчатая резина, пенополиуретан). Используются для тонкой очистки газов от примесей. Недостатки – малая термостойкость, низкая прочность.

3. полужесткие пористые (вязанные сетки, прессованные спирали и стружка), изготавливаемые из разных сталей меди, бронзы, никеля и других металлов, могут работать в широком диапазоне частот до 1000 К, в агрессивных средах.

4. жесткие пористые (пористая керамика, пористые металлы), обладают высокой прочностью, коррозионной стойкостью, жаростойкостью; они технологичны, находя широкое применение для очистки горючих газов и жидкостей, выбросов дыма, тумана, кислот, масел.

Эффективность достигает 0,99 для частиц размером более 0,5 мкм.

Туманоуловители.

Для очистки воздуха от туманов, кислот, щелочей, масел и других жидкостей используются волокнистые фильтры, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим их стеканием под действием гравитационных сил.

В пространстве между двумя цилиндрами, изготовленными из сеток, размещается волокнистый фильтрующий материал. Жидкость, оседающая на фильтрующем материале, стекает через гидрозатвор в приёмное устройство. Крепление к корпусу туманоуловителя осуществляется фланцами.

В качестве материала фильтрующего элемента используют войлок, лавсан, полипропилен и другие материалы толщиной 515 см. Эффективность туманоуловителей для размеров частиц менее 3 мкм может достигать 0,99.

Для улавливания кислотных туманов применяют также сухие электрофильтры.

Методы и системы очистки от газообразных примесей.

Метод абсорбции заключается в разделении газовоздушной смеси на составные части путём поглощения одного или нескольких газовых компонентов поглотителей (абсорбентом) с образованием раствора. Состав абсорбента выбирается из условия растворения в ней газа. Например, для улавливания из технологических выбросов таких газов, как аммиак, хлористый водород и другие, целесообразно применять в качестве поглотительной жидкости воду. Для улавливания водяных паров используют серную кислоту, а ароматических углеводородов (из коксового газа) – вязкие масла.

Установки, реализующие метод абсорбции, называются абсорберами.

Скорость абсорбции зависит, главным образом, от температуры и давления; чем выше температура и ниже давление, тем выше скорость абсорбции.

Метод хемосорбции основан на поглощении газов и паров твердыми и жидкими поглотителями с образованием химических соединений.

Установки для хемосорбции внешне напоминают используемые при методе абсорбции. Оба эти метода называются мокрыми и в зависимости от очищаемого компонента и применяемого растворителя или поглотителя их эффективность может достигать 0,750,92. Основной недостаток мокрых методов в том, что при их реализации понижается температура газов, что уменьшает их эффективность.

Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых пористых материалов селективно извлекать из газовоздушной смеси отдельные её компоненты. Широко известный пример адсорбента с ультрамикроскопической структурой – активированный уголь. Метод адсорбции позволяет проводить очистку вредных выбросов при повышенных температурах.

Конструктивно адсорберы выполняются в виде вертикальных или горизонтальных ёмкостей, заполненных адсорбентом, через который проходит поток очищаемых газов.

При каталитическом методе токсичные компоненты газовоздушной смеси, взаимодействуя со специальным веществом – катализатором, превращаются в безвредные вещества. В качестве катализаторов используются металлы или их соединения (платина, оксиды меди и марганца и почие). Катализатор, выполняемый в виде шаров, колец или спиральной проволоки, играет роль ускорителя химического процесса. Добавка благородных металлов в виде пленки на поверхности катализатора составляет сотые доли % к его массе.

Термический метод (высокотемпературное дожигание), который называется термической нейтрализацией, требует поддержания высоких температур очищаемого газа и наличия достаточного количества кислорода. В термических катализаторах сжигаются, например, углеводороды, оксид углерода, выбросы лакокрасочного производства. Эффективность этих систем очистки достигает 0,90,99, температура в зоне горения - 500750С.

Загрязнение и защита гидросферы.

1. Гидросфера и её структура.

2. Загрязнение Мирового Океана.

3. Загрязняющие вещества.

4. Методы и средства защиты водных объектов от загрязнения сточными водами.

5. Основные пути и методы очистки сточных вод.

Гидросфера и её структура.

Гидросфера – водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды и ледники, снеговой покров, а также водяные пары в атмосфере. Гидросфера Земли на 94% представлена солеными водами океанов и морей, более 75% всей пресной воды законсервировано в полярных шапках Арктики и Антарктиды.

Пресной называют воду, в 1 кг которой содержится не более 1 г солей. Остальные воды относятся к соленым.

Вода на Земле присутствует во всех 3 агрегатных состояниях, однако наибольший её объем приходится на жидкую фазу, которая весьма значима для формирования других особенностей планеты. Весь природный водный комплекс функционирует как единое целое, находясь в состоянии непрерывного движения, развития и обоснования. В сущности, это тончайшая водяная пленка на поверхности Земли (0,03%  Земли), но, как озоновый защитный слой, играющая исключительно важную роль в биосферной системе.

Без воды не могло быть человека, животного и растительного мира, т.к. большинство растений и животных в основном состоит из воды (человек – на 65%). Для многих живых существ вода служит средой обитания. Таким образом, главнейшей особенностью гидросферы является изобилие в ней жизни.

Велика роль гидросферы в поддержании относительно неизменного климата на планете, поскольку она, с одной стороны, выступает как аккумулятор тепла, обеспечивая постоянство средней температуры атмосферы, а с другой – за счет фитопланктона продуцирует почти половину кислорода атмосферы.

Важнейшим обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (80% всех заболеваний).

По мере развития цивилизации человеку требовалось все больше и больше воды. Человек каменного века потреблял менее 10 л/сут, в Римском государстве – до 70 л/сут, современный житель США – около 700 л/сут, тогда как во многих странах эта цифра не превышает 30 л/сут. Считается, что уровень потребления воды характеризует уровень технического и культурного развития общества. На питьё и приготовление пищи человек затрачивает не более 10% потребляемой воды, а в среднем бытовое потребление в развитых странах составляет 220-320 л/сут.

Среди отраслей экономики нашей страны первое место по потреблению воды занимает сельское хозяйство. Для получения 1 тонны пшеницы необходимо 1500 тонны воды, 1 тонны риса – более 7000 тонн, а 1 тонны хлопка – 10000 тонн воды.

Второе место отводится промышленности. Ни одно промышленное предприятие не может функционировать, не используя воду из природных источников. Потребность предприятий в воде изменяется в широких пределах и зависит от вида получаемой продукции, принятой технологии, системы водоснабжения, климатических условий и т.п. Так, для получения 1 тонны угля затрачивается 2 тонны воды, стали - 1020 тонн воды, целлюлозы - 400500 тонн воды, синтетического волокна – 500 м³.

Третье место по водоёмкости занимает коммунальное хозяйство городов. Значительный объём чистой воды затрачивается на разбавление, обеззараживание стоков и отбросов промышленности, с/х, строительства, населенный пунктов и транспортных путей, т.е. на борьбу с загрязнением биосферы.

Все перечисленное ведет к дефицитности воды и, как следствие, к планированию её расхода не по крупности потребления, а по необходимости удовлетворения первоочередных потребителей.

Разнообразие сточных вод принято подразделять на следующие виды:

Технологические, возникающие в технологических процессах предварительной мойки, промежуточной или финишной промывки, а также при использовании воды в качестве технологического растворителя либо носителя.

Хозяйственно-бытовые (или коммунальные), образующиеся в жилищно-бытовом секторе, а также в сфере общественного питания и санитарно-гигиенического обслуживания на предприятиях.

Поверхностные, формирующиеся за счет дождевых и талых снеговых вод, а также воды при мокрой уборке территорий с искусственными покрытиями (асфальтированными, бетонными и т.д.).