222

В предыдущих главах были рассмотрены основные загрязнители атмосферы и их влияние на окружающую среду и здоровье человека. Здесь будут рассмотрены те меры, которые могут быть приняты для уменьшения поступлений загрязнителей в атмосферу.

Путей уменьшения поступлений загрязнителей в атмосферу очень много. Все они различаются по своей эффективности и многие из них находят применение только в определенных отраслях. Далее будут рассмотрены основные методы уменьшения выбросов загрязнителей в атмосферу, и к каждому из них будет приведена отрасль, в которой этот метод может быть эффективен.

Очистка.

Целью очистки является уменьшение загрязнителей, которые поступят в окружающую среду в результате отработки того или иного процесса. При этом в очистке используется метод удаления загрязнителей на одной из стадий, присущих данному процессу. В основном очистка применяется либо к используемому топливу, либо к образующимся отходам (в рассматриваемом нами случае эти отходы газообразные). Оба случая способствуют уменьшению выбросов загрязнителей в атмосферу

Типичным примером очистки топлива является очистка угля, применяемая на электростанциях и предприятиях, для производства продукции которых уголь используется в качестве топлива.

В угле сера содержится в двух формах: неорганической и органической. Неорганическая сера присутствует в виде пиритов, т.е. сульфидов металлов, в частности сульфида железа, называемого также железным колчеданом. Органическая сера химически связана с углеродом природного угля. Для удаления неорганической серы достаточно специальной промывки угля, проводимой в несколько этапов. Для удаления органической серы требуется химическая обработка. Сера в виде пиритов может составлять от 30 до 70% общего содержания серы в угле, но обычно органическая и неорганичная сера присутствуют в равных количествах.

Для очистки угля от неорганической серы его предварительно дробят, чтобы обнажить жильные породы. Затем раздробленный уголь смешивают с водой в большом резервуаре. Пирит имеет большую плотность, чем уголь, и потому оседает на дно быстрее; очищенный уголь собирают в верхней части резервуара. Таким способом можно обработать за 1 ч 500-1000 т угля. Промывка – один из наиболее эффективных способов освобождения добытого угля от большей части содержащихся в нем пиритов.

Химическая очистка угля – это общее название достаточно разнообразных процессов, направленных на удаление органической серы, связанной с углеродом угля. Специалистами уже предложено несколько десятков процессов, причем с помощью некоторых химических способов удаляют как серу в пиритах, так и часть серы, связанной в органических соединениях.

Далее будет рассмотрен лишь один из методов, демонстрирующий сущность процесса химической очистки. Этот метод предполагает обработку мелко раздробленного угля водой, содержащей гидроксиды натрия и кальция. После такой обработки при высоких давлении и температуре уголь очищается от большей части пиритов и половины органической серы; эти примеси остаются в растворе. Затем уголь промывают и высушивают, после чего он готов к употреблению. Описанный метод позволяет превратить дешевый уголь с высоким содержанием серы в приемлемое топливо для тепловых электростанций, работающих на угле. Такой уголь можно сжигать в топках без необходимости затем улавливать двуокись серы из выходящих в дымоход газов, но чтобы использовать его в крупных масштабах, следует удешевить этот метод.

Очистка угля от серы является лишь примером того, как можно очистить топливо от веществ, в последствии загрязняющих атмосферу. Уголь и любое другое топливо можно очистить практически от любых примесей. Вопрос заключается в другом: насколько затратна будет эта очистка и оправдает ли она эти затраты?

В некоторых случаях выгоднее очищать от загрязнителей газы, образующиеся при горении топлива (точнее будет сказать газы, образующиеся при осуществление какого-либо процесса – ведь образование газообразных отходов обусловлено не только сжиганием топлива), чем само топливо. Для этого применяют газо- и пароулавливающие установки. В настоящее время их существует 2 типа. Первый тип установок обеспечивает санитарную очистку выбросов без последующей утилизации уловленных примесей, количество которых невелико, но которые даже в малых концентрациях опасны для здоровья человека. Второй тип предназначен для промышленной очистки выбросов от больших количеств вредных примесей с последующей их концентрацией и дальнейшим использованием в качестве исходного сырья в различных технологических процессах. Установки второго типа являются составляющими элементами разрабатываемых перспективных малоотходных и безотходных технологий (об этом см. в разделе «Безотходные производства»).

Методы очистки промышленных выбросов от газообразных и парообразных загрязнителей по характеру протекания физико-химических процессов делят на пять основных групп: промывка выбросов растворителями примесей (абсорбция); промывка выбросов растворами реагентов, связывающих примеси химически (хемсорбция); поглощение газообразных примесей твердыми активными веществами (адсорбция); термическая нейтрализация отходящих газов и поглощение примесей с помощью каталитического превращения.