Основные методы инженерной защиты окружающей среды

Очистка промышленных выбросов в атмосферу

На промышленных предприятиях страны уровень улова вредных веществ в отходящих дымовых и газовых потоках изме­няется в широких пределах. На предприятиях нефтедобывающей промышленности он составляет всего около 3 %, а на предпри­ятиях газовой промышленности еще меньше — около 1 %. В го­раздо лучшем положении находятся другие отрасли народного хозяйства. Так, уровень улова вредных веществ на предприятиях промышленности строительных материалов составляет около 92 %, химической и нефтехимической промышленности — око­ло 91 %, электроэнергетики — около 84%, цветной металлур­гии — около 83 %.

Вещества, содержащиеся в промышленных выбросах, по аг­регатному состоянию можно подразделить на пыли, туманы и газо-парообразные примеси. Поэтому системы очистки про­мышленных выбросов в атмосферу также подразделяются в за­висимости от назначения, т. е. от того, какие вредные примеси нужно улавливать. В общем случае классификация различных систем и методов очистки промышленных выбросов от загряз­няющих веществ может быть представлена следующим образом (рис. 9.1).

Промышленные выбросы, содержащие взвешенные твердые или жидкие частицы, представляют собой двухфазные системы. Сплошной фазой в системе являются газы, а дисперсной — твердые частицы или капельки жидкости. Для очистки выбросов от жидких и твердых примесей применяют различные конструк­ции улавливающих аппаратов, работающих по принципу:

• инерционного осаждения путем резкого изменения направ­ления вектора скорости движения выброса, при этом твер­дые частицы под действием инерционных сил будут стре­миться двигаться в прежнем направлении и попадать в приемный бункер;

• осаждения под действием гравитационных сил из-за различ­ной кривизны траекторий движения составляющих выбро­са (газы и частицы), вектор скорости движения выброса обычно направлен горизонтально, а загрязняющих частиц под действием сил гравитации стремится к вертикальному;

• осаждения под действием центробежных сил путем прида­ния выбросу вращательного движения внутри циклона, при этом твердые частицы отбрасываются центробежной силой к стенке, так как центробежное ускорение в циклоне до тысячи раз больше ускорения силы тяжести, что позволяет удалить из выброса даже весьма мелкие частицы;

• механической фильтрации — фильтрации выброса через по­ристую перегородку (с волокнистым, гранулированным или пористым фильтрующим материалом), в процессе ко­торой аэрозольные частицы задерживаются, а газовая со­ставляющая полностью проходит через нее.

Процесс очистки промышленных выбросов от вредных при­месей характеризуется тремя основными параметрами:

• коэффициентом общей эффективности очистки, показы­вающим степень снижения вредных примесей выброса в применяемом средстве очистки,

где С_вх и С_вых — концентрации вредных примесей до и по­сле использования системы очистки соответственно, мг/м³. Если одноступенчатой очистки недостаточно, применяется последовательная многоступенчатая очистка, суммарную эффективность которой определяют по формуле

где η₁, η ₂, η₃ — эффективность каждой ступени очистки в системе;

• аэродинамическим (гидравлическим) сопротивлением, ко­торое определяется как разность давлений на входе и выхо­де из системы;

• производительностью системы, которая показывает, какое количество воздуха проходит через нее в единицу времени (м³/ч).

В зависимости от начального и конечного содержания пыли в воздухе, ее дисперсности, физико-химических свойств разли­чают три уровня (степени) очистки воздуха: грубую, среднюю и тонкую.

При грубой очистке (используемой только как первая сту­пень) улавливается лишь крупная пыль (размером более 100 мкм).

При средней очистке задерживаются не только крупные час­тицы более 100 мкм, но и значительная часть мелких пылевых частиц. Остаточная концентрация пыли при этом составляет 30-50 мг/м³.

При тонкой очистке улавливается мелкодисперсная пыль с частицами размером менее 10 мкм при остаточной концентра­ции 1—3 мг/м³.

Классификация пылеуловителей по их эффективности в за­висимости от физико-химических свойств пыли представлена в табл. 9.1. Здесь эффективность оценивается по остаточному со­держанию только тех пылевых частиц, размер которых соответ­ствует размерам эффективно улавливаемых частиц.