Методы очистки газовых выбросов от гетерогенных примесей

В большинстве промышленных стран проблемы предотвращения загрязнения воздуха относятся к разряду важнейших и контролируются государством.

В наиболее развитых странах разработаны программы зашиты атмосферы, базирующиеся на долгосрочных прогнозах загрязнения воздуха, а также на общегосударственной концепции защиты атмосферы.

В серии мер, направленных на снижение уровня загрязнения воздуха, наиболее действенными являются технические методы. Все они направлены на минимизацию выбросов.

Среди них выделяют: применение совершенных методов очистки отходящих газов; замена источников энергии, приводящая к снижению выбросов, внедрение энергосберегающих технологий переработки топлива; замена сырья и переход на те его виды, которые содержат меньшее количество загрязняющих веществ; совершенствование технологических процессов за счет коренного изменения технологии производства для достижения минимальных выбросов.

Далее перечисленные направления будут рассмотрены подробнее. Здесь остановимся на методах очистки газов.

В состав загрязняющих компонентов газа могут входить гетерогенные (твердые и жидкие частицы) и гомогенные примеси.

Твердые загрязняющие вещества образуются в результате природных явлений и техногенной деятельности человека. К природным загрязнителям относят космическую и метеоритную пыль; неорганическую (геологическую пыль, а также пыль, образующуюся при вулканической деятельности, природных пожарах, песчаных бурях ит.д.) и органическую (пыльца растений, планктон, семена растений ит.д.) пыль.

Источниками промышленной пыли служат крупные производства, например топливная промышленность. Получение тепловой, электрической энергии и пара базируется на сжигании твердых, жидких и газообразных топлив. В результате процессов горения в воздух поступает наибольшее количество твердых и газообразных выбросов.

Основными источниками твердых выбросов в металлургической промышленности (производство черных и цветных металлов и литье полупродуктов) является производство сырого чугуна (агломерация и доменные печи), производства стали (кислородные конверторы и тандем-печи), литейные производства, получение ферросплавов и вспомогательные процессы, такие, как коксование.

В промышленности цветных металлов большое количество пыли образуется при производстве алюминия (в зависимости от способа производства получают отходящие газы с температурой от 100 до 250 °С и содержанием пыли от 15 до 80 г/м3).

При работе обогатительных фабрик, проведении операций грохочения, сепарации, измельчения, сушки и гранулирования твердых материалов образуются мелкие частицы, которые уносятся потоком воздуха.

В машиностроительных производствах твердые выбросы, переходящие в газовую фазу, образуются на всех стадиях обработки металлов.

Еще один источник твердых загрязняющих материалов — предприятия строительной промышленности (производство цемента, кирпича и других строительных материалов). Самые крупные поставщики пыли в атмосферу — цементные заводы, известковые печи, установки по производству магнезита.

В химической промышленности значительное количество пыли образуется при производстве соды, карбида кальция, минеральных удобрений, сажи, пигментов органических красителей.

Жидкие загрязнения (туман, капли) образуются при конденсации паров, распылении или разливе жидкостей, в результате вторичных химических или фотохимических реакций.

Пары могут конденсироваться в результате охлаждения их в смеси с воздухом или другим неконденсирующимся газом. В зависимости от точки плавления конденсирующихся веществ образуются жидкие или твердые частицы, методы удаления которых во многом основаны на аналогичных принципах. Поэтому далее они будут рассмотрены совместно.

Различают четыре основные группы методов очистки промышленных газов от взвешенных частец: сухая механическая газоочистка; мокрая газоочистка — промывка газа жидкостью, которая поглощает взвешенные в газе частицы; фильтрация газа; электрическая очистка газа.

Далее будет дана краткая характеристика методов. Более подробно эти вопросы разбирают в последующих дисциплинах.