33. Очистка газов от аммиака.

Аммиак - токсичный газ, исходное сырье в производстве азотной кислоты. ПДК аммиака в воздухе населенных пунктов 0,2 мг/м³. Промышленные газы могут содержать аммиак в широком интервале концентраций. Очистка газов от аммиака основана на его хорошей растворимости в воде и щелочных свойствах.

Амиак легко удаляется из загрязненных газов промывкой водой, иногда добавляют дополнительную ступень доочистки раствором серной или фосфорной кислоты:

NH₃ + H₂O = NH₄OH

2 NH₃ + Н₂SO₄ = (NH₄)₂ SO₄

3 NH₃ + Н₃РО₄ = (NH₄)₃РО₄

Адсорбцию аммиака водой проводят в системе, состоящей из последовательно включенных насадочных и тарельчатых колонн при давлении 1,6 МПа и температуре 60^ОС с получением товарного продукта – аммиачной воды.

Наиболее экологичным является метод каталитического разложения аммиака при повышенных температурах:

2 NH₃ = N₂ + 3 Н₂

Образующийся при этом газ содержит такое количество водорода, что может сгорать с выделением большого количества теплоты.

Очистку газов от аммиака при небольшом содержании этого компонента в газовых смесях можно проводить, используя активированные угли или крупнопористые иониты. На активированных углях имеет место процесс адсорбции аммиака. На ионитах – процесс ионообменной адсорбции, в котором участвует гидроксид аммония, образующийся в присутствии влаги в очищаемом газе:

NH₄OH = NH₄⁺ + ОН^-

HR + NH₄OH = (NH₄) R + H₂O

HR – катионит в Н-форме.

Катионит регенерируют, промывая водой или слабым раствором кислоты.

34. Рассеивание в атмосфере выбросов промышленных предприятий (условие непревышения ПДВ, график зависимости С (загр.) =f(расстояние см. 35 вопр).

В качестве критерия качества атмосферного воздуха устанавливаются ПДК – максимальная концентрация примесей в атмосферном воздухе, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия.

ПДКм.р. устанавливается для кратковременного воздействия вредных веществ на человека (до 30 мин). ПДКс.с устанавливается для предупреждения прямого или косвенного влияния на организм человека при неопределенно длительном воздействии вредного вещества.

Наибольшая концентрация каждого вредного вещества С_М (мг/м³) в приземном слое атмосферы не должна превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации ПДК_МР:

Если в состав выброса входят несколько вредных веществ, то должно выполняться неравенство:

Наибольшая концентрация каждого вредного вещества С_М не должна превышать 0,8 ПДК для атмосферного воздуха населенных пунктов, на территориях санитарных охранных зон курортов, в местах размещения крупных санаториев и домов отдыха, в зонах отдыха городов с населением более 200 тыс.чел.

В целях ограничения загрязнения атмосферного воздуха для предприятий устанавливается ПДВ (предельно допустимый выброс) - максимальный выброс загрязняющих веществ для конкретного источника, устанавливаемый из условия, что выбросы от данного источника и всей совокупности источников выбросов данной территории (города, др.населенного пункта) с учетом их рассеивания и превращения в атмосфере , а также перспектив развития региона, не создадут в приземном слое атмосферы концентраций загрязнений, превышающих нормативы ПДК_МР. Если по каким-либо причинам на некотором этапе невозможно выполнить норматив ПДВ, то по согласованию с Комитетом по природным ресурсам и охране ОС может быть установлен ВСВ-временно согласованный выброс. Норматив ПДВ пересматривается не реже, чем раз в 5 лет.

Загрязнение окружающей среды при рассеивании выбросов предприятий через высокие трубы зависит от многих факторов: высоты трубы, скорости выбрасываемого газового потока, расстояния от источника выброса, наличия нескольких близко расположенных источников выбросов, метеорологических условий и др.

Высота выброса и скорость газового потока. С увеличением высоты трубы и скорости выбрасываемого газового потока эффективность рассеивания загрязнений увеличивается, т.е. рассевание выбросов происходит в большем объеме атмосферного воздуха, над большей площадью поверхности земли

35. Рассчет эффективности рассеивания

содержащихся в выбросах, основана на определении концентраций этих веществ (мг/м³) в приземном слое воздуха. Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха выбросами вредных веществ определяется по наибольшему рассчитанному значению концентрации вредных веществ, которое может установиться на некотором расстоянии от источника выброса при наиболее неблагоприятных метеоусловиях (скорость ветра достигает опасного значения, наблюдается интенсивный турбулентный вертикальный обмен и др.).Расчет рассеивания выбросов проводится по ОНД-86. (ОНД – основной нормативный документ).

Н_Э = Н_ТР + Н

Трубы строят как можно выше (180 – 250 м и более). Для повышения скорости истечения газов из устья трубы применяют факельный способ выброса, который предусматривает наличие на конце трубы специального устройства (конфузора с направляющими насадками). Эти устройства позволяют увеличить дальнобойность выходящей струи газа. Значение величины Н находят по формуле:

- нач-я скорость газовоздушной смеси в устье трубы,

- разница температур газов и атмосферного воздуха,

- диаметр устья трубы, м

- скорость ветра, м/с

- температура атмосферного воздуха, ⁰С.

Если выбросы холодные, т.е. =0, то величину Н находят по формуле:

V – количество газо-воздушной смеси, выбрасываемой в атмосферу, м³/с.

Если предприятие находится вблизи жилых домов (на расстоянии не более 5-кратной высоты зданий ), то рекомендуемая эффективная высота выброса должна быть не менее 2,5h(здания):

Горизонтальное перемещение выбрасываемого газового потока определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное – характером изменения температуры наружного воздуха в вертикальном направлении вблизи трубы.

Скорость ветра. Ветер – турбулентное движение воздуха над поверхностью земли. Направление и скорость ветра не остаются постоянными, скорость ветра возрастает при увеличении перепада атмосферного давления. Наибольшее загрязнение атмосферы возможно при слабых ветрах 0-5 м/с при рассеивании выбросов на малых высотах в приземном слое атмосферы. При выбросах из высоких источников наименьшее рассеивание загрязнений имеет место при скоростях ветра 1-7 м/с ( в зависимости от скорости выхода струи газа из устья трубы).