22.2. Мероприятия по защите ос от выбросов атк
От автотранспортного комплекса (АТК) могут быть все виды загрязнений: механические (пыль), химические (углекислый газ, оксиды серы и азота, соединения свинца и др.), физические (шум, вибрация и др.). АТК с его сооружениями также изменяет режим проживания растительного и животного мира.
Снизить загрязнение атмосферы от неблагоприятного воздействия выбросов АТК (механического и химического) на природную среду можно путем предотвращения образования токсичных компонентов в технологических процессах и посредством очистки от этих веществ отходящих газов перед выбросом их в атмосферу.
Для уменьшения действия токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предлагается комплекс мер, включая:
1. Совершенствование конструкций существующих автомобилей (а/м) и двигателей: применение перспективных видов автомобилей и стандарта (переход а/м с Евро-2 на Евро-5); замена в них двигателей внутреннего сгорания (ДВС) на электрические, газобаллонные; применение катализаторов; создание новых электромобилей и двигателей; уменьшение их собственной массы; улучшение аэродинамики; снижение сил сопротивления качению, за счет совершенствования шин; правильный выбор конструкции и параметров трансмиссии (новые технологии и инновационные материалы). Частные решения этой проблемы - это установка фильтров для очистки выхлопных газов и дожигающих устройств для углеводородов и др.
2. Совершенствование топлива - применение альтернативных видов топлива; замена бензина другими видами горючего (например - смесь различных спиртов); использование других присадок, не содержащих свинец и других вредных антидетонаторных добавок.
3. Совершенствование организации движения - это уменьшение числа их остановок, т.е. уменьшения частых смен режимов работы двигателей; создание хороших дорожных развязок; расширение дорожного полотна; оптимизация дорожной сети, инфраструктуры, парка и перевозок; строительства переходов и др.
4. Улучшения состояния дорожной сети, где необходимо включать повышение качества дорожного покрытия, применение безопасных строительных материалов и др.
Совершенствование автомобилей должно включать переход а/м на электрические двигатели. Сейчас это направление широко развивается в Германии, где четко имеется у водителя информация, куда он едет, с какой скоростью и высвечивается пункт, где можно дозаправиться автомобилю.
Уменьшить количество вредных выбросов от автомобилей можно за счет повышения качества или его компонентного состава (долей ароматических, парафиновых, нафтеновых и олефиновых углеводородов, составляющих топливо) и наличия примесей и присадок.
Совершенствование высокооктановых бензинов в настоящее время обеспечивается в основном техническими решениями по двум направлениям: 1-ое - предусматривает поиск новых нетоксичных антидетонаторов, наиболее широко применяемые – это соединения на основе марганца и железа; 2-е - является основным, предусматривает разработку модифицированных составов бензинов с вовлечением синтетических высокооктановых компонентов.
Перспективными видами топлива, с учетом специфики АТК, считаются: биодизель – рапс, подсолнечник (раст. масло – 1 т/га в год) – этерификация (образование сложных эфиров); этанол – растительное сырье – гидролиз/ферментация (дистилляция/ректификация). Однако пример в Литве и Латвии показывает неэффективность их производства и закрытие заводов по производству этанола. В качестве «идеального» автомобильного топлива рассматривается водород. Среди причин, сдерживающих использование водородного топлива в автомобильных двигателях, следует отметить проблемы хранения его на борту АТС, значительные затраты на его производство, отсутствие инфраструктуры и прежде всего сети заправочных станций.
21.3. Способы очистки загрязненного воздуха
В качестве мероприятий по снижению загрязнения воздуха и окружающей среды применяют различные способы: механические (от пыли, тумана, масел, газообразных веществ – это различные пылеуловители); химические и биологические; и методы очистки загрязненного воздуха: абсорбцию жидкостями, адсорбцию твердыми поглотителями, каталитические, плазмохимические и др.
Рис. 43. Методы и аппараты очистки газовых выбросов
Применение тех или иных методов очистки зависит от объемов выбросов, физико-химических свойств загрязняющих веществ, их агрегатного состояния и концентрации в очищаемой среде. Выбор того или иного типа оборудования зависит от вида пыли, ее физико-химических свойств, дисперсного состава и объема содержания в воздухе.
Для обезвреживания аэрозолей используют сухие, мокрые и электрические методы. В основе сухих аппаратов пылеуловителей (циклоны, пылеосадительные камеры, тканевые фильтры) лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы.
В мокрых пылеуловителях (ротоциклоны, скрубберы, промывные башни, пенные аппараты) осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью. Аппараты мокрой очистки газов для очистки высокотемпературных газов, улавливания пожаровзрывоопасных пылей и токсичные газовые примеси и пары.
В электрофильтрах отделение загрязненных частиц происходит на осадительных электродах.
Для очистки выбросов от вредных паро- и газообразных загрязнителей существует несколько методов выделения из отходящих газов газообразных и парообразных токсичных веществ: абсорбционные, каталитические, адсорбционные, конденсационные, термические, компримирования.
Выбор метода определяется параметрами газового потока и концентрацией загрязняющих веществ. Основным абсорбционным оборудованием являются беспосадочные распылители, абсорберы, абсорбционные колонны с насадкой, скрубберы. Выделяют физическую абсорбцию и хемосорбцию.
Абсорбционные методы - поглощение веществ из растворов или газов всем объемом другого вещества (твердого тела или жидкости) - абсорбента. Применяют для очистки газов от: диоксида серы (S02), сероводорода (H2S), оксидов азота (NOx), фторсодержащих соединений; газов и вентиляционных выбросов, содержащих хлор, хлороводород, хлорорганические вещества, оксида углерода СО.
Адсорбционные методы - поглощение вещества из газовой или жидкой среды поверхностным слоем твердого тела (адсорбента). Применяют для очистки воздуха от паров растворителей, эфира, ацетона, различных углеводородов и т.п. Используют для очистки газов с невысоким содержанием газообразных и парообразных примесей (не более 2...5 мг/м3). В качестве адсорбентов применяют активированный уголь, силикагели, алюмогели, глинозем.
Термические методы применяются для обезвреживания газов от легкоокисляемых токсичных, а также дурнопахнущих примесей.
Каталитические методы (для газов, не содержащих пыль) основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные (благородные металлы - платина, палладий а также медь, диоксид титана, пентаоксид ванадия и т.д.
Метод конденсации - уменьшения давления насыщенного пара растворителя при понижении температуры. Метод компримирования основан на тех же принципах, что и метод конденсации, но применительно к парам растворителей, находящихся под избыточным давлением.
Сложный состав выбросов большинства производств, высокие концентрации токсичных компонентов предусматривают многоступенчатые схемы очистки, комбинацию разных методов. Наиболее распространены при очистке газов абсорбционные и адсорбционные методы.