Как защититься от загрязнённого воздуха. Воздушная оболочка земли Защита воздуха от загрязнения

Цели:

• обобщать знания об источниках загрязнения атмосферы, последствиях, к которым они приводят и правилах охраны воздуха;
• сформулировать правила личной экологической безопасности;
• развивать память, логическое мышление, лексический запас;
• воспитывать бережное отношение к окружающей среде.

ХОД УРОКА

1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ (1 мин)

2. Введение в тему УРОКА (2 мин)

Рыжая ворона:

Не хватает свежего воздуха! Нечем дышать! Я даже цвет поменяла. Задыхаюсь! Помогите!

Предлагаю помочь ВОРОНЕ. Исходя из её просьбы, как сформулировать тему урока? (Как защититься от загрязнённого воздуха). "Приложение 1=слайд 1".

На какие вопросы мы должны дать ей ответ? / От чего загрязняется воздух и к чему это приводит? Что нужно делать для охраны воздуха от загрязнений? Как защитить себя от загрязнённого воздуха? /"Приложение 1=слайд 2".

Предлагаю провести урок в виде конференции, на которой вы будете учёными- экологами. Прежде чем наша экологическая конференция начнёт работу, хочу напомнить следующие сведения:

"Приложение 1=слайд 3" Атмосфера - слой воздуха, окружающий Землю. Толщина его достигает 1000 километров. Воздух не улетает от Земли, так как она притягивает его к себе, как любое тело. Атмосфера имеет большое значение для жизни на Земле: она защищает Землю от метеоритов, рассеивает солнечные лучи, которые иначе сожгли бы Землю и всё, что на ней находится.

3. Проверка знаний по д/з (12 мин).

Атмосферный воздух сильно загрязняется в результате увеличения в воздухе примесей, например углекислого газа. Его становится в воздухе всё больше и больше. Выражение " нечем дышать" всё чаще встречается в разговорах большинства граждан.

По мере работы экологической конференции вы будете заполнять лист эколога "Приложение 2 ", в который занесёте все этапы работы над данной темой.

Назовите источники загрязнения воздуха, для этого постройте цепи попадания вредных веществ в организм. Этот материал мы проходили на предыдущем уроке.

1. Автомобиль стал злейшим врагом природы и человека. Он занимает первое место по объёму выбросов вредных веществ в окружающую среду. Обратите внимание:1 автомобиль в год выбрасывает чуть больше тонны выхлопных газов, в которых 200 видов вредных веществ. Этот же автомобиль даёт 10 кг резиновой пыли. Кроме того, он поднимает целые клубы пыли, вдоль дорог растения заражены твёрдыми металлами. Таким образом, автомобиль является одним из главных источников загрязнения.

/ вариант:

• автомобиль - выхлопные газы - орг. дыхания
• автомобиль - пыль - почва или растения - орг. пищеварения/

2. Вокруг заводов и фабрик почти нет растительности, погибла трава, кустарники, стоят хилые деревья. Причина в том, что завод выбрасывает огромное количество загрязняющих веществ при сжигании топлива. При сжигании 10 т угля выделяется 1 т сернистого газа, при этом на 1 км за сутки выпадает 1 т пыли. Вывозятся в отвалы миллионы тонн золы.

/отвалы - смог - орг. дыхания/

3. Запах свежести после грозы - это запах озона. В него превращается кислород при разряде молнии. Кстати, тем же озоном пахнет возле работающего ксерокса: в аппарате под действием ультрафиолетового излучения кислород тоже превращается в озон.

Таким газовым одеялом покрыта Земля на высоте 18-25 метров. Именно оно задерживает солнечные лучи, губительные для всего живого.

Причина его разрушения - газы, содержащие в своей молекуле хлор. Также опасным для озона есть фреон. Это летучее вещество, которое закачивают в аэрозольные баллончики, чтобы создать необходимое давление. Более 20 лет назад учёные обнаружили первую озоновую дыру над Антарктидой. Здесь озоновый слой сошёл почти что на нет.

4. Дым - это очень мелкие твёрдые частички, которые появляются в воздухе, когда горят дрова, уголь, топливо. Частицы дыма такие лёгкие, что парят годами в атмосфере.

Дым вреден. Он раздражает органы дыхания, разъедает глаза. Тяжёлые металлы (свинец, ртуть) вызывают изменения крови.

• сигаретный дым - орг. дыхания
• дым от сжигания - туман или смог - растения - орг.пищеварения и орг. дыхания/

5. Аварии. Это случилось 26 апреля 1986 года на атомной электростанции в городе Припяти, которая находится вблизи Чернобыля. Однажды раздался взрыв и загорелся блок. При этом в воздух было выброшено такое количество радиоактивных веществ, что люди, находившиеся вблизи, и особенно пожарные, получили смертельную дозу облучения.

К счастью такие аварии случаются редко, но мелких аварий ежегодно происходит миллионы.

/ авария - выброс - кислотные дожди - растения или почва - орг. пищеварения/

/ по мере поступления ответов учащихся появляются записи:

1. Выхлопные газы

2. Выбросы заводов

3. Отвалы.

5. Летучие вещества.

ВЫВОД: Так какие источники загрязнения воздуха мы с вами назвали?/ "Приложение1=слайд 4"

РЕФЛЕКСИЯ:

3. ПОДГОТОВКА К АКТИВНОЙ УМСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ (3 мин).

"Приложение 1 = слайд 5"

Какое влияние оказывает загрязнённый воздух на растения и животных?

6. СМОГ происходит от сочетаний 2 английских слов - дым и туман. Это вредный туман, который образуется в городах.В 1959 году в Лондоне из-за тяжёлого смога, состоящего из частиц сажи, сернистого газа и капель тумана, погибли 4 тысячи человек.

7. У меня такие данные. В Голландии была поражена кислотными дождями 1/3 деревьев. В разгар лета вдруг опала листва, отмерли корни, деревья пожелтели, посохли, исчезла рыба в озёрах. На юге Норвегии в половине озёр рыбаки не могли поймать рыбу. Из-за кислотных дождей разрушаются памятники архитектуры. Но самое главное - страдает здоровье человека.

Как образуется кислотные дожди?

Высокие заводские трубы выбрасывают в воздух сернистый газ, он соединяется с атмосферной влагой, образуются капельки раствора серной кислоты. Эти ядовитые вещества пропитывают тучи, которые ветер проносит на тысячи километров. Так выпадает кислотный дождь.

(Нарисовать на добавочной доске)

ДИНАМИЧЕСКАЯ ПАУЗА (3 мин)

4. Изучение нового материала (12 мин)

Какие надо применять меры по охране воздуха?

Способов очень много. Давайте выясним основные способы.

Дифференцированная работа:

Сильные ученики решают проблемную ситуацию " Где построить завод ", в результате которой появляется схема в тетради. (Обсуждение правильного варианта)

Реши задачу и подчеркни способ охраны воздуха. Средние ученики решают экологические задачи:

1. Деревья способствуют очищению воздуха от пыли и других загрязнений . Лиственный лес, площадь которого равна площади квадрата со стороной 100 м, может в течение года задержать 68 т пыли. Зато еловый лес такой же площади способен за то же время " заглотать" 32 т пыли. На сколько т пыли больше задерживает лиственный лес, чем еловый?

2. В доме, в котором живёт Лена, отходы металла, бумаги, пластмассы, стекла, а также пищевые отходы выбрасывают в разные ёмкости. Благодаря этому большинство отходов , выбрасываемых жильцами этого дома, можно переработать и вторично использовать . Ёмкость, предназначенная для металла, содержит 12 кг отходов, для стекла- 6кг, для бумаги- 7 кг, но ёмкость для пластмассы вмещает на 3 кг мусора меньше, чем ёмкость для бумаги. Ёмкость для пищевых отходов содержит на 9 кг мусора больше, чем ёмкость для пластмассы. Сколько килограммов мусора содержится в каждой ёмкости?

3. В городе, где живут Валя и Таня, на трубах заводов нет очистных фильтров и уловителей пыли, поэтому обе девочки собирают подписи под письмом к властям с просьбой построить очистительные фильтры и поставить уловители пыли. Валюша собрала 7 подписей, а Танюша - в 4 раза больше. Сколько всего подписей собрали девочки?

4. В лесу нельзя разжигать костёр . Вася и Коля забыли об этом. От разожжённого ими костра загорелся лес. Сгорело 96 деревьев. Мальчикам было очень стыдно, и они решили, что исправят зло, которое причинили, посадив по 4 молодых деревца взамен каждого сгоревшего по их вине. Сколько деревьев собирались посадить мальчики?

Проверка. "Приложение 1=слайд 6"

Сформулировать правила личной экологической безопасности.

(Ученики, испытывающие трудности в обучении - читают стр. 31 учебника и отвечают на вопрос: " Как защититься от загрязнённого воздуха?")

Если ты идёшь по дороге, и воздух загазованный - перейди на соседнюю улицу.

Не останавливайся на улице возле автомобиля с работающим двигателем

Не задерживайся в тех местах, где накурено. Дым сигарет - опасный загрязнитель воздуха.

ПЕРВИЧНАЯ ПРОВЕРКА НОВОГО МАТЕРИАЛА

Добавьте свои правила. (Коллективное составление памятки для очистки воздуха)

1. По мере ответов на доске появляются следующие слайды:

Установка очистных фильтров на заводских трубах

Лесонасаждения

Устройства уловителей дыма

Запрет разведения костров в лесопарках

Переработка отходов

Подведение итогов.

"Приложение 1=слайд 7"

РЕФЛЕКСИЯ:

Обозначь светофорчиком правильность ответа.

5. Закрепление материала (до 4 мин)

Выполни тест и узнай, что нужно для всего живого на планете

/ тест/ (самооценка)

1. Какие вещества входят в состав воздуха?

А) водород, медь, цинк

В) кислород, азот, углекислый газ

Г) хлор, фтор, йод

2. Какой газ воздуха необходим для дыхания?

О) кислород

У) углекислый газ

3. Какой газ поглощают растения при дыхании

С) кислород

З) углекислый газ

4. Нужен ли человеку и другим живым существам для дыхания чистый воздух?

Т) Нет, не нужен.

Д) Да, нужен.

5. Как нужно охранять воздух от загрязнения?

Ы) остановить все фабрики и заводы, прекратить заготовку древесины. Запретить пользоваться автотранспортом, выделяющим в окружающую среду вредные вещества. Превратить Землю в один огромный заповедник.

У) Фабрики и заводы должны иметь уловители пыли и вредных веществ. Транспорт необходимо сделать экологически безопасным. В городах и вокруг них создавать пояса садов, парков и лесов. На месте вырубленных деревьев делать посадки молодняка

6.Кто из представителей живой природы может влиять на чистоту воздуха?

Л) животные

Х) растения

Ч) грибы и микробы

РЕФЛЕКСИЯ:

Обозначь светофорчиком правильность ответа.

6. Обобщение и систематизация (2 мин)

Давайте вспомним, чему была посвящена наша экологическая конференция.

"Приложение1=слайд 8"

7. ИТОГ УРОКА (2 мин)

Ребята, кто объяснит вороне причины загрязнения воздуха и расскажет, что нужно ей делать, чтобы не дышать загрязнённым воздухом? А чем мы можем помочь жителям нашего города в борьбе за чистый воздух, и какие правила должны соблюдать?

8. Д/З (2 мин)

Нарисовать экологические знаки защиты воздуха от загрязнения.

Придумать условные знаки к правилам личной экологической безопасности.

Мы выполнили программу конференции. Какие новые правила ты будешь соблюдать, чтобы сохранить чистоту воздуха (Оценивание)

Рефлексия (светофор красного и зелёного света) (1 мин)

• Определи степень значимости данной темы для человека.
• Укажи своё отношение к данной проблеме.
• Определи степень изученности тобой данной темы на уроке

Партия и правительство постоянно заботятся об охране окружающей среды, поскольку эта проблема неразрывно связана с улучшением здоровья, продлением жизни и работоспособности советских людей. [За последние годы на предприятиях различных отраслей промышленности введены в действие многие совершенные технологические процессы, тысячи газоочистных и пылеулавливающих аппаратов и установок, которые резко сокращают или исключают выбросы вредных веществ в атмосферу. В широких масштабах осуществляется программа перевода предприятий и котельных на природный газ. За пределы городов выведены десятки предприятий и цехов с опасными источниками загрязнения воздушного бассейна. Все это привело к тому, что в большинстве промышленных центров и населенных пунктов страны уровень загрязнения заметно уменьшился. Растет и число промышленных предприятий, оснащенных новейшей и дорогостоящей газоочистной техникой

В Советском Союзе впервые в мире начали нормировать предельно допустимые концентрации вредных веществ в окружающей среде. Конечно, было бы лучше вообще запретить загрязнять атмосферу, но при существующем уровне технологических процессов это пока невозможно. В СССР введены самые жесткие в мире предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосфере.

Гигиенисты исходят из того, что предельно допустимые концентрации этих веществ в воздухе не окажут отрицательного воздействия на человека и природу.

Гигиенические нормативы - это государственное требование к руководителям предприятий. За их выполнением следят органы государственного санитарного надзора Министерства здравоохранения СССР, Государственный комитет по гидрометеорологии и контролю природной среды.

В 1980 г. в Белоруссии завершена большая и важная работа по инвентаризации источников выбросов вредных веществ а атмосферу. Результаты инвентаризации являются основой при "разработке норм предельно допустимых выбросов на каждом промышленном предприятии. Проведенные мероприятия позволили снизить или стабилизировать загрязнение воздушной среды во многих городах республики.

Предельно допустимые выбросы устанавливаются обязательно с учетом предельно допустимых концентраций.

Санитарный надзор за чистотой воздуха - один из важных элементов системы по охране атмосферного воздуха от загрязнений.

Функции государственного санитарного надзора определены “Основами законодательства Союза ССР и союзных республик о здравоохранении” (1970) и “Положением о государственном санитарном надзоре в СССР”.

Большое значение для санитарной охраны атмосферного воздуха имеют выявление новых источников загрязнения воздушного бассейна, учет проектируемых, строящихся и реконструируемых объектов, загрязняющих атмосферу, контроль за разработкой и реализацией генеральных планов Городов, поселков и промышленных узлов, касающихся размещения промышленных предприятий и санитарно - защитных зон.

Санитарно - эпидемиологическая служба осуществляет надзор за новым строительством и реконструкцией промышленных объектов, за проектированием и строительством газопылеочистных сооружений на действующих предприятиях, проверку проектных институтов. Надзор за изменением технологического профиля предприятий.

В нашей стране последовательно принимаются широкие меры для защиты окружающей среды. С января 1981 г. вступил в действие Закон об охране атмосферного воздуха;_ еще одно реальное воплощение политики партии и государства в этой области. Он всесторонне охватывает важную общечеловеческую проблему, систематизируя выдержавшие проверку временем юридические нормы.

Закон в первую очередь выразил более квалифицированно те требования, которые были выработаны в предшествующие годы и оправдали себя на практике. Сюда относятся, в частности, правила о запрещении ввода в действие любых производственных объектов - вновь созданных или реконструированных, если они в процессе эксплуатации станут источниками загрязнений или иных отрицательных воздействий на атмосферный воздух (ст. 13). Сохраняются и получают дальнейшее развитие правила о нормировании предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Вместе с тем закон содержит много нового. Прежде всего следует подчеркнуть, что при сохранении принципов нормирования предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ расширяется сфера их действия: - ПДК впредь будут действовать не только на территории населенных пунктов, как это было ранее, а на всей территории СССР.

Существенно новым является предусмотренное в статье 10 положение о нормировании предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу стационарными и подвижными источниками загрязнения. Это означает, что для каждой точки выброса, скажем каждой трубы, будет выдано (или не выдано) компетентными государственными органами разрешение, предусматривающее предельные количества выбрасываемых загрязняющих веществ в единицу времени. И если эта норма, указанная в разрешении на выброс, окажется нарушенной, то создавшееся положение, естественно, будет рассматриваться как правонарушение со всеми вытекающими последствиями.

Такая постановка вопроса полностью отвечает интересам людей, требованиям охраны окружающей среды. Но чтобы неукоснительно соблюдать эти нормы, надо точно знать состав и количество вредных веществ, выбрасываемых каждым предприятием, каждой котельной, каждым автомобилем. В первую очередь намечено провести инвентаризацию источников выбросов, определить состав и количество вредных веществ, их концентрацию в воздухе, почве, снежном покрове, установить границы распространения.

До сего времени законодательство, как известно, исходит из необходимости охраны атмосферного воздуха главным образом от загрязнений и только в пределах населенных пунктов. Однако такая концепция перестала удовлетворять потребностям практики. В современных условиях атмосферу требуется охранять не только от загрязнений, хотя это и продолжает оставаться главной проблемой, но также и от иных видов отрицательного воздействия общества, в результате которых могут наступить дискомфортные условия жизни людей на Земле. Вот почему совершенно новыми являются содержащиеся в законе статьи о регулировании воздействия на погоду и климат (ст. 20), о регулировании потребления атмосферного воздуха для промышленных и иных народнохозяйственных нужд (ст. 19), о предупреждении, снижении и устранении вредного воздействия на атмосферу физических факторов (ст 18) и др.

Пока еще преднамеренные воздействия человека на погоду обычно ограничиваются разрушением градовых облаков и попытками искусственно вызвать дождь в нужном районе. Но и эти попытки требуют большой осторожности, ибо разрушение градового облака в одном месте может вызвать катастрофический ливень в другом. Более широкое применение погодных модификаций таит в себе опасность других непредвиденных сегодня последствий. Учитывая эти обстоятельства, закон предусматривает разрешительный порядок искусственных изменений состояния атмосферы и атмосферных явлений.

Следует подчеркнуть новизну правила, содержащегося в статье 14 закона: запретить внедрение в практику открытий, изобретений, рационализаторских предложений и новых технических систем, а также приобретение за рубежом, ввод в эксплуатацию и использование технологических процессов, оборудования и других объектов, если они не удовлетворяют установленным в СССР требованиям по охране воздуха. Необходимо считаться с требованиями закона об охране атмосферного воздуха при применении средств защиты растений, минеральных удобрений и других препаратов. Нетрудно заметить, что все эти законодательные меры составляют систему профилактического характера, направленную прежде всего на предупреждение загрязнения воздушного бассейна.

Закон предусматривает не только контроль за его требованиями, но и меры ответственности за их нарушение.

Специальная статья закона определяет роль общественных организаций и граждан в осуществлении мероприятий по охране воздушной среды, обязывая их активно содействовать государственным органам в этих вопросах. Иначе и быть не может, ибо только широкое участие общественности позволит реализовать положение закона.

Не случайно статья 7 обязывает государственные органы всемерно учитывать предложения общественных организаций и граждан, направленные на охрану атмосферы.

Трудно переоценить воспитательное значение нового закона. Как и другие действующие у нас законы, он вырабатывает в каждом гражданине уважительное, бережное отношение к окружающей среде, учит всех нас соответствующему поведению.

Очистка выбросов в атмосферу. Техника газоочистки располагает разнообразными методами и аппаратами удаления пыли и вредных газов. Выбор метода для очистки газообразных примесей определяется в первую очередь химическими и физико-химическими свойствами этой примеси. Большое влияние на выбор метода оказывает характер производства: свойства имеющихся в производстве веществ, их пригодность в качестве поглотителей для газа, возможность рекуперации (улавливание и использование продуктов отходов) или утилизации уловленных продуктов.

Для очистки газов от сернистого ангидрида, сероводорода и метилмеркаптана используется нейтрализация их раствором щелочи. В результате получают соль и воду.

Для очистки газов от незначительных концентраций примесей (не более 1 % по объему) применяют прямоточные компактные абсорбционные аппараты.

Наряду с жидкими поглотителями - абсорбентами - для очистки, а также для сушки (обезвоживания) газов могут быть применены твердые поглотители. К ним относятся различные марки активных углей, силикагель, алюмогель, цеолиты.

В последнее время для удаления из газового потока газов с полярными молекулами стали применять иониты. Процессы очистки газов адсорбентами осуществляют в адсорберах периодического или непрерывного действия.

Для очистки газового потока могут быть использованы сухие и мокрые окислительные процессы, а также процессы каталитического превращения, частности, для обезвреживания серосодержащих газов сульфатно - целлюлозного производства (газов варочного и выпарного цехов и др.) используют каталитическое окисление. Этот процесс осуществляется при температуре 500 - 600 °С на катализаторе, в состав которого входят оксиды алюминия, меди, ванадия и других металлов. Сероорганические вещества и сероводород окисляются до менее вредного соединения - сернистого ангидрида (ПДК для сернистого ангидрида 0,5 мг/м3, а для сероводорода 0,078 мг/м3).

На киевском комбинате “Химволокно” действует уникальная комплексная система очистки вентиляционных выбросов вискозного производства. Это сложный комплекс механизмов, компрессорных агрегатов, трубопроводов, огромных абсорбционных емкостей. Каждые сутки через машинные “легкие” проходит 6 млн. м3 отработанного воздуха, причем производится не только очистка, но и регенерация.

До сих пор на вискозном производстве комбината значительная часть сероуглерода уходила в атмосферу. Система очистки позволяет не только уберечь от загрязнения окружающую среду, но и сэкономить ценный материал.

Для удаления пыли из выбросов тепловых электростанций широко применяют электрофильтры.." Это сооружения высотой с 10 - 15 - этажный дом. Они улавливают летучую золу, образующуюся при сжигании твердого топлива. Специалисты работают над усовершенствованием конструкций этих аппаратов, повышением их эффективности и надежности. Последний образец рассчитан на производительность более миллиона кубометров газа в час, который используется в качестве сырья для производства строительных материалов.

Безотходное производство. Малоотходные и безотходные технологические процессы позволяют сократить или полностью исключить загрязнение окружающей среды, полнее использовать запасы минеральных ресурсов, обеспечить комплексную переработку первичного сырья и отвалов промышленных предприятий, получать дополнительно продукцию и тем самым повысить эффективность народного хозяйства.

На охрану атмосферного воздуха тратятся колоссальные средства. Стоимость очистных сооружений многих предприятий достигает трети основных производственных фондов, а в ряде случаев - 40 - 50%. В будущем эти затраты еще более возрастут

Какой же выход? Он есть. Надо искать такие пути развития промышленности и достижения чистоты атмосферы, которые не исключали бы друг друга и не вызывали роста расходов на очистные сооружения.

Один из таких путей - переход к принципиально новой безотходной технологии производства, к комплексному использованию сырья.

Технология безотходного производства - новая ступень развития научно - технической революции. Современные наука и техника дают возможности для преодоления тех противоречий, которые возникают между устаревшими методами производства и стремлением освободить от вредного влияния природную среду.

Заводы и фабрики, основанные на технологии без отходов, - в общем индустрия будущего. Но уже и сейчас такие предприятия существуют, например, в легкой и пищевой промышленности. Есть целый ряд предприятий и малоотходного производства. Оренбургское газовое месторождение стало давать попутную продукцию - сотни тысяч тонн серы. На Кировоканском химическом заводе имени Мясника прекращен выброс в атмосферу ртутных газов. Они вторично введены в технологический цикл как дешевое сырье для производства аммиака и карбамида. Вместе с ними в воздушный бассейн уже не попадает вреднейшее вещество - двуокись углерода, составляющая 60% всех выбросов завода.

Предприятия комплексного использования сырья дают обществу огромную выгоду: резко повышается эффективность капитальных вложений и столь же резко снижаются затраты на строительство дорогостоящих очистных сооружений. Ведь полная переработка сырья на одном предприятии всегда дешевле, чем получение тех же продуктов на разных. А безотходная технология устраняет опасность загрязнения окружающей среды. Использование природных ресурсов становится рациональным, разумным.

История древнего мира рассказывает нам об огнепоклонниках, которые молились пламени. “Огнепоклонниками” можно назвать и металлургов. Пирометаллургия (от древнегреческого “пир” - огонь), в основе которой лежит воздействие высоких температур на руды и концентраты, приводит к загрязнению атмосферы и часто не позволяет комплексно использовать сырье.

В нашей стране немало делается для уменьшения опасности загрязнения среды отходами традиционных металлургических производств, и здесь будущее за принципиально новыми решениями.

На железных.рудах Курской магнитной аномалии строится Оскольсний электрометаллургический комбинат - первое отечественное предприятие бескоксовой металлургии. При таком способе производства резко снижаются вредные выбросы в атмосферу, открываются новые перспективы получения высококачественных сталей. На Оскольском электрометаллургическом комбинате будет использована новая для отечественной черной металлургии технологическая схема: металлизация - электроплавка. Полученные из богатых железорудных концентратов обожженные окатыши металлизируются в двенадцати шахтных печах (рис. 18), в которых оксиды железа восстанавливаются нагретым до 850 °С газом - смесью СО и Н2.

Поскольку для выплавки высококачественной стали можно обойтись без чугуна, то, значит, становится ненужным доменный процесс с его дорогим и громоздким оборудованием, которое загрязняет атмосферный воздух.

У новой технологии еще одно важное достоинство: прямое восстановление железа в потоке позволяет обойтись без кокса. А это означает, что развитию металлургии, не будет помехи из - за сокращения запасов коксующихся углей.

Проблема отходов не только в том, что при этом загрязняется биосфера, но и в том, что некомплексно используется сырье.

Только на уральских предприятиях цветной металлургии при выплавке меди из медно - цинковых концентратов с отвальным шлаком и пылью ежегодно теряется 70 тыс. т цинка. Кроме цинка, руда содержит серу, железо. Кстати, 50 - 60% стоимости многих медных руд приходится на серу и еще 10 - 12% на железо.

На Иртышском полиметаллическом комбинате имени 50 - летия Казахской ССР действует агрегат КИВЦЭТ. За этим названием принципиально новый процесс получения цветных металлов - кислородно - взвешенная циклонно-электротермическая плавка. Цель процесса - объединить в одном агрегате все операции от подготовки руды, выходом готового металла, использовав в качестве топлива серу, ранее выбрасываемую в атмосферу.

Самое трудное - - это отойти от традиции, преодолеть инерцию мышления. Восемь тысяч лет существует цветная металлургия. Из глубины веков пришли к нам апробированные, ставшие уже каноническими технологические процессы. Немыслимо было представить завод без мрачных “зонтиков” ядовитого дыма.

Главные “участники” нового процесса - кислород и электричество. Соответственно и сам агрегат состоит из двух зон. В первой идет подготовка руды и плавка. Топливом здесь вместо кокса служит сера, содержащаяся в самой руде. Она полностью сгорает в кислороде, выделяя большое количество тепла. А затем расплав поступает во вторую зону и течет между электродами, распадаясь на составные части. Некоторые металлы, цинк например, испаряются и конденсируются потом в чистом виде, другие выпускаются сразу в ковш. КИВЦЭТ позволяет извлекать из руды буквально все, что в ней есть. Так, из сырья на заводе получают не только такие традиционные металлы, как медь, свинец, цинк, но и кадмий и редкие металлы.

Пока что с помощью КИВЦЭТ получают такую же медь, как и в шахтных печах. Металл нуждается в дополнительной обработке. В будущем намечается “обучить” агрегат выплавлять чистую медь.

КИВЦЭТ запатентован в США, ФРГ, Франции и др. - в 18 странах. Металлургов привлекает в нем не только простота в обращении и обслуживании, не только возможность автоматизировать сложный и трудоемкий процесс выплавки металла, не только отсутствие вредных выбросов, но и в первую очередь его неприхотливость: ведь он способен перерабатывать сырье, которое раньше считалось бросовым - с содержанием металла в 6 - 7 раз ниже нормы. Никакая другая технология такое сырье не возьмет. Более того, и отходов металла в шлаке у него гораздо меньше, чем при обычном процессе.

В ноябре 1979 г. в Женеве состоялось общеевропейское совещание на высоком уровне по сотрудничеству в области охраны окружающей среды. На нем представлены практически все европейские государства, а также США и Канады. Совещание приняло Декларацию о малоотходной и безотходной технологии и использовании отходов.

В Декларации подчеркнута необходимость защитить человека и окружающую его среду и рационально использовать ресурсы путем поощрения развития малоотходной и безотходной технологии и использования отходов. Сокращение отходов и выброса загрязняющих веществ и в различных циклах производства намечается путем использования усовершенствованных промышленных процессов при создании новых или реконструкции существующих производственных объектов, создания продукции с особым учетом требований увеличения ее долговечности, облегчения ремонта и повторного использования, когда это возможно. Большое значение имеют регенерация и использование отходов, превращение их в полезный продукт, в частности, путем извлечения ценных веществ и материалов из отходных газов, лучшего использования энергии, содержащейся в отходах н остаточных продуктах. Важно повторное использование большего количества отходов в качестве вторичных сырьевых материалов в других производственных процессах. Рекомендуется рациональное использование сырьевых материалов в производственных процессах и в течение всего жизненного цикла продуктов, замены истощающихся видов сырья другими доступными видами. Необходимо рациональное использование энергетических ресурсов в процессе производства и потребления энергии и в случае практической осуществимости - использования сбросного тепла.

Большое внимание уделяется оценке промышленного применения в производственных масштабах малоотходной и безотходной технологии в целях оптимального использования сырья и энергии, включая возможности регенерации, рециркуляции и экономическую эффективность, с учетом экологических и социальных последствий.

Для создания безотходного промышленного производства а масштабах всей страны необходимо разработать научно - технические основы планирования и проектирования региональных территориально - промышленных комплексов, в которых отходы одних предприятий могли бы служить сырьем для других. Внедрение таких комплексов неизбежно потребует перестройки связей между предприятиями и отраслями народного хозяйства, больших затрат. Однако все это со временем окупится сторицей, поскольку промышленность получит огромный приток ранее не используемых сырья и материалов, не говоря уже о том, насколько чище и безвреднее станет окружающая нас среда.

Санитарно - защитные зоны. Предприятия, их отдельные здания и сооружения с технологическими процессами, являющимися источниками выделения в атмосферный воздух вредных и неприятно пахнущих веществ, отделяют от жилой застройки санитарно - защитными зонами.

Размер санитарно - защитной зоны до границы жилой застройки устанавливается: а) для предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными и неприятно пахнущими веществами, - непосредственно от источников загрязнения атмосферы сосредоточенными (через трубы, шахты) или рассредоточенными выбросами (через фонари зданий и др.), а также от мест загрузки сырья или открытых складов; б) для тепловых электрических станций, производственных и отопительных котельных - от дымовых труб.

В соответствии с санитарной классификацией предприятий, производств и объектов устанавливаются следующие размеры санитарно - защитных зон для предприятий:

Таблица 3

Оригинал текста доступен для загрузки на странице содержания

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Отправить

Если рассматривать экологические проблемы, то одной из самых актуальных является загрязнение воздуха. Экологи бьют тревогу и призывают человечество пересмотреть своё отношение к жизни и потреблению природных ресурсов, ведь только защита от загрязнения воздушной среды позволит улучшить ситуацию и предотвратить серьёзные последствия. Выясните, как решить столь острый вопрос, повлиять на экологическую обстановку и сохранить атмосферу.

Природные источники засорения

Что такое загрязнение воздуха? В данное понятие входит внесение и попадание в атмосферу и все ее слои нехарактерных элементов физического, биологического или химического характера, а также изменение их концентраций.

Что загрязняет наш воздух? Загрязнение воздушной среды обусловлено множеством причин, и все источники условно можно разделить на естественные или природные, а также искусственные, то есть антропогенные.

Начать стоит с первой группы, к которой относятся загрязнители, порождённые самой природой:

1. Первый источник – это вулканы. Извергаясь, они выбрасывают огромные количества мельчайших частичек различных пород, пепла, ядовитых газов, оксидов серы и других не менее вредных веществ. И хотя извержения происходят достаточно редко, согласно статистике, в результате вулканической активности уровень загрязнения воздуха значительно возрастает, ведь ежегодно в атмосферу выбрасывается до 40 миллионов тонн опасных соединений.
2. Если рассматривать естественные причины загрязнения воздуха, то стоит отметить такую как торфяные или лесные пожары. Наиболее часто возгорания происходят из-за непреднамеренных поджогов человеком, который халатно относится к правилам безопасности и поведения в лесу. Даже маленькая искра от не полностью потушенного костра может спровоцировать распространение огня. Реже пожары обусловливаются очень высокой солнечной активностью, из-за чего пик опасности приходится на знойное летнее время.
3. Рассматривая основные виды природных загрязнителей, нельзя не упомянуть пыльные бури, которые возникают из-за сильных порывов ветра и смешения воздушных потоков. Во время урагана или другого природного явления поднимаются тонны пыли, которые провоцируют загрязнение воздуха.

Искусственные источники

К загрязнению воздуха в России и других развитых странах часто приводит влияние антропогенных факторов, обусловленных деятельностью, которую осуществляют люди.

Перечислим основные искусственные источники, вызывающие загрязнение воздушного бассейна:

• Стремительное развитие промышленности. Начать стоит с химического загрязнения воздуха, вызванного деятельностью химических заводов. Токсичные вещества, выбрасываемые в воздушную среду, отравляют ее. Также загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами вызывают металлургические заводы: переработка металлов является сложным процессом, предполагающим огромные выбросы в результате нагрева и горения. Кроме того, загрязняют воздух и мелкие твёрдые частички, образующиеся при изготовлении строительных или отделочных материалов.
• Особенно актуальна проблема загрязнения воздуха автотранспортом. Хотя другие виды также провоцируют выбросы в атмосферу, но именно машины оказывают на неё наиболее значительное негативное воздействие, так как их гораздо больше, нежели любых других транспортных средств. В выхлопах, выделяемых автомобильным транспортом и возникающих во время работы двигателя, содержится масса веществ, в том числе опасных. Печально, что с каждым годом количество выбросов увеличивается. Все большее количество людей обзаводится «железным конем», что, конечно же, пагубным образом сказывается на окружающей среде.
• Эксплуатация тепловых и атомных электростанций, котельных установок. Жизнедеятельность человечества на данном этапе невозможна без использования подобных установок. Они снабжают нас жизненно важными ресурсами: теплом, электричеством, горячим водоснабжением. Но при сжигании любых видов топлива происходит изменение атмосферы.
• Бытовые отходы. С каждым годом покупательская способность людей растет, как следствие, увеличиваются и объемы вырабатываемых отходов. Их утилизации не уделяется должного внимания, а ведь некоторые виды мусора крайне опасны, имеют длительный период разложения и выделяют пары, отличающиеся крайне неблагоприятным воздействием на атмосферу. Каждый человек загрязняет воздушную среду ежедневно, но гораздо более опасны отходы промышленных предприятий, которые отвозятся на свалки и никак не утилизируются.

Какие вещества наиболее часто загрязняют воздух

Веществ, загрязняющих воздух, невероятно много, и экологи постоянно открывают новые, что связано со стремительными темпами развития промышленности и с внедрением новых производственных и перерабатывающих технологий. Но наиболее часто в атмосфере обнаруживаются такие соединения как:

• Оксид углерода, который также называется угарным газом. Он не имеет цвета и запаха и образуется при неполноценном сжигании топлива при низких объёмах кислорода и пониженных температурах. Это соединение опасно и вызывает смерть из-за нехватки кислорода.
• Углекислый газ содержится в атмосфере и имеет слегка кисловатый запах.
• Диоксид серы выделяется во время сгорания некоторых серосодержащих разновидностей топлива. Это соединение провоцирует кислотные дожди и угнетает дыхание человека.
• Диоксиды и оксиды азота характеризуют загрязнение воздуха промышленными предприятиями, так как наиболее часто образуются именно во время их деятельности, особенно при производстве некоторых удобрений, красителей и кислот. Также эти вещества могут выделяться в результате сгорания топлива или при эксплуатации машины, особенно при ее неисправности.
• Углеводороды являются одними из самых распространённых веществ и могут содержаться в растворителях, моющих средствах, продуктах нефтепереработки.
• Свинец также вреден и используется для изготовления батареек и аккумуляторов, патронов и боеприпасов.
• Озон крайне токсичен и образуется во время фотохимических процессов или при эксплуатации транспорта и работы заводов.

Теперь вы знаете, какие вещества загрязняют воздушный бассейн наиболее часто. Но это лишь их небольшая часть, в атмосфере содержится масса самых разных соединений, и некоторые из них даже неизвестны учёным.

Печальные последствия

Масштабы влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье человека и всю экосистему в целом просто огромны, и многие их недооценивают. Начать стоит с экологии.

1. Во-первых, из-за загрязнённого воздуха развился парниковый эффект, который постепенно, но глобально меняет климат, приводит к потеплению и таянию ледников, провоцирует природные катаклизмы. Можно сказать, приводит к необратимым последствиям в состоянии окружающей среды.
2. Во-вторых, всё более частыми становятся кислотные дожди, оказывающие негативное воздействие на всё живое на Земле. По их вине погибают целые популяции рыб, не способные жить в такой кислотной среде. Негативное влияние наблюдается при обследовании исторических памятников и памятников архитектуры.
3. В-третьих, страдает фауна и флора, так как опасные пары вдыхают животные, также они попадают в растения и постепенно их уничтожают.

Загрязнённая атмосфера крайне негативно влияет на здоровье человека. Выбросы попадают в лёгкие и вызывают сбои в работе дыхательной системы, тяжелейшие аллергические реакции. Вместе с кровью опасные соединения разносятся по организму и сильно его изнашивают. А некоторые элементы способны провоцировать мутацию и перерождение клеток.

Как решить проблему и сохранить экологию

Проблема загрязнения атмосферного воздуха очень актуальна, особенно если учесть, что экология сильно ухудшилась за последние несколько десятков лет. И решать ее нужно комплексно и несколькими путями.

Рассмотрим несколько эффективных мероприятий по профилактике загрязнения атмосферного воздуха:

1. Для борьбы с загрязнением воздуха на отдельных предприятиях следует в обязательном порядке устанавливать очистные и фильтрующие сооружения и системы. А на особо крупных промышленных заводах нужно начать введение стационарных постов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха.
2. Во избежание загрязнения воздуха автомобилями следует переходить на альтернативные и менее вредные источники энергии, например, солнечные батареи или электричество.
3. В защите атмосферного воздуха от загрязнений поможет замена горючих видов топлива более доступными и менее опасными, такими как вода, ветер, солнечный свет и прочие, не требующие горения.
4. Охрана атмосферного воздуха от загрязнения должна поддерживаться на государственном уровне, и уже есть законы, направленные на его защиту. Но также нужно действовать и осуществлять контроль в отдельных субъектах РФ.
5. Одним из действенных способов, которые должна включать охрана воздуха от загрязнения, является налаживание системы утилизации всех отходов или их переработка.
6. Для решения проблемы загрязнения воздуха следует использовать растения. Повсеместное озеленение позволит улучшить атмосферу и увеличить объёмы кислорода в ней.

Как обезопасить атмосферный воздух от загрязнений? Если всё человечество борется с ним, то есть шансы на улучшение экологии. Зная суть проблемы загрязнения атмосферы, ее актуальность и основные пути решения, нужно сообща и комплексно бороться с загрязнением.

ЛЕКЦИЯ 14.

МЕРЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

План лекции:

Основные способы защиты атмосферы от промышленных загрязнений.

Очистка технологических и вентиляционных выбросов. Очистка отходящих газов от аэрозолей.

1. Основные способы защиты атмосферы от промышленных загрязнений.

Защита окружающей среды  это комплексная проблема, требующая усилий учёных и инженеров многих специальностей. Наиболее активной формой защиты окружающей среды является:

Создание безотходных и малоотходных технологий;

Совершенствование технологических процессов и разработка нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов в окружающую среду;

Экологическая экспертиза всех видов производств и промыш­ленной продукции;

Замена токсичных отходов на нетоксичные;

Замена неутилизируемых отходов на утилизированные;

Широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды.

В качестве дополнительных средств защиты окружающей среды применяют:

аппараты и системы для очистки газовых выбросов от приме­сей;

вынесение промышленных предприятий из крупных городов в малонаселённые районы с непригодными и малопригодными для сельско­го хозяйства землями;

оптимальное расположение промышленных предприятий с учётом топографии местности и розы ветров;

установление санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий;

рациональную планировку городской застройки обеспечивающую оптимальные условия для человека и растений;

организацию движения транспорта с целью уменьшения выброса токсичных веществ в зонах жилой застройки;

организацию контроля за качеством окружающей среды.

Площадки для строительства промышленных предприятий и жилых массивов должны выбираться с учётом аэроклиматической характерис­тики и рельефа местности.

Промышленный объект должен быть расположен на ровном возвы­шенном месте, хорошо продуваемом ветрами.

Площадка жилой застройки не должна быть выше площадки предп­риятия, в противном случае преимущество высоких труб для рассеива­ния промышленных выбросов практически сводится на нет.

Взаимное расположение предприятий и населённых пунктов опре­деляется по средней розе ветров тёплого периода года. Промышленные объекты, являющиеся источниками выбросов вредных веществ в атмос­феру, располагаются за чертой населённых пунктов и с подветренной стороны от жилых массивов.

Требованиями "Санитарных норм проектирования промышленных предприятий СН  245  71" предусмотрено, что объекты, являющиеся ис­точниками выделения вредных и неприятно пахнущих веществ, следует отделить от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Размеры этих зон устанавливают в зависимости от:

мощности предприятия;

условий осуществления технологического процесса;

характера и количества выделяемых в окружающую среду вред­ных и неприятно пахнущих веществ.

Установлено пять размеров санитарно-защитных зон: для предприятий I класса  1000м, II класса  500 м, III класса  300 м, IV класса  100м, V класса  50м.

Машиностроительные предприятия по степени воздействия на ок­ружающую среду в основном относятся к IV и V классам.

Санитарно-защитная зона может быть увеличена, но не более чем в три раза по решению Главного санитарно-эпидемиологического управления Минздрава России и Госстроя России при наличии небла­гоприятных аэрологических условий для рассеивания производственных выбросов в атмосфере или при отсутствии или недостаточной эффективности очистных сооружений.

Размеры санитарно-защитной зоны могут быть уменьшены при из­менении технологии, совершенствовании технологического процесса и внедрении высокоэффективных и надёжных очистных устройств.

Санитарно-защитную зону запрещается использовать для расши­рения промышленной площадки.

Разрешается размещать объекты более низкого класса вредноcти, чем основное производство, пожарное депо, гаражи, склады, ад­министративные здания, научно-исследовательские лаборатории, сто­янки транспорта и т.д.

Санитарно-защитная зона должна быть благоустроена и озелене­на газоустойчивыми породами деревьев и кустарников. Со стороны жи­лого массива ширина зелёных насаждений должна быть не менее 50 м, а при ширине зоны до 100 м  20 м.

2. Очистка технологических и вентиляционных выбросов. Очистка отходящих газов от аэрозолей.

Процесс очистки газов от твёрдых и капельных примесей в раз­личных аппаратах характеризуется несколькими параметрами, в том числе общей эффективностью очистки:

Если очистка ведётся в системе последовательно соединённых аппаратов, то эффективность очистки:

 = 1  (1   1)(1   2)…(1   n).

Э
ффективность фракционной очистки:

Д
ля оценки эффективности процесса используют коэффициент проскока К частиц через фильтр:

Удельная пылеёмкость пылеуловителя:

Количество пыли, которое удерживается им за период непрерыв­ной работы между двумя очередными регенерациями. Удельную пылеём­кость используют в расчётах продолжительности работы фильтра между регенерациями.

Эффективность пылеулавливания зависит от физико-химических свойств пылей и туманов:

дисперсного состава;

плотности;

адгеэионных свойств;

смачиваемости;

электрической заряженности частиц;

удельного сопротивления слоев частиц.

Для правильного выбора пылеулавливающего аппарата необходимы прежде всего сведения о дисперсном составе пылей и туманов.

По дисперсности пыли классифицированы на пять групп:

I  очень крупно-дисперсная пыль, d 50 > 140 мкм.

II  крупно-дисперсная пыль, d 50 = 40-140 мкм.

III  среднекрупная пыль, d 50 = 10-40 мкм.

IV  мелкодисперсная пыль, d 50 = 1-10 мкм.

V  очень мелкодисперсная пыль, d 50 < 1 мкм.

Адгезионные свойства  склонность частиц пыли к слипаемости. Чем мельче пыль, тем выше её слипаемость.

Смачиваемость частиц жидкостью (водой) влияет на работу мокрых пылеуловителей.

Очистка газов в сухих пылеуловителях.

К сухим механическим пылеуловителям относятся аппараты, в которых использованы различные механизмы осаждения: гравитацион­ные, инерционные и центробежные.

Аппараты, использующие эти принципы, просты в изготовлении и эксплуатации, их достаточно широко используют в промышленности. Од­нако эффективность улавливания в них не всегда оказывается доста­точной, в связи с чем они часто выполняют роль аппаратов предвари­тельной очистки газов.

Циклоны . Циклонные аппараты наиболее распространены в промышленности.

Достоинства:

а) отсутствие движущихся частей в аппарате;

б) надёжность работы при t до 500°С;

в) возможность улавливания абразивных частиц при защите внутренних частей специальными покрытиями;

г) улавливание пыли в сухом виде;

д) успешная работа при высоких давлениях газа;

е) простота изготовления;

з) сохранение высокой эффективности очистки при увеличении запылённости газа.

Недостатки:

а) высокое гидравлическое сопротивление;

б) плохое улавливание частиц размером менее 5 мкм;

в) невозможность использовать для очистки газов от липких загрязнений.

Вихревые пылеуловители . Основным отличием вихревых пылеулови­телей от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока. Отличительная особенность ВПУ  эффективность очистки газа от тончайших фракций (< 3-5 мкм).

Очистка газов в фильтрах.

Фильтры широко используют для тонкой очистки газовых выбро­сов от аэрозолей. В основе работы пористых фильтров всех видов ле­жит процесс фильтрации газа через пористую перегородку, в ходе ко­торого твёрдые частицы задерживаются, а газ проходит полностью че­рез неё. Фильтрующие перегородки весьма разнообразны по своей структуре и условно подразделяются на следующие типы:

гибкие пористые перегородки  тканевые материалы из при­родных, синтетических или минеральных волокон; нетканые волокнис­тые материалы (войлоки, клееные и иглопробивные материалы, бумага, картон, волокнистые листы); ячеечные листы (губчатая резина, пено-полиуретан, мембранные фильтры);

полужесткие пористые перегородки  слой волокон, стружка, вязаные сетки, расположенные на опорных устройствах или зажатые между ними;

жесткие пористые перегородки  зернистые материалы (порис­тая керамика или пластмасса, спеченные или спрессованные порошки ме­таллов, пористые стекла, углеграфитовые материалы); металлические сетки и перфорированные листы.

В зависимости от назначения и величины входной и выходной концентрации фильтры делятся:

Фильтры тонкой очистки  предназначены для улавливания с очень высокой эффективностью (>99) субмикронных частиц из про­мышленных газов (с С<1 мг/м 3) и скоростью фильтрования <100 м/с. Применяются для улавливания токсичных частиц. Эти фильтры не под­вергаются регенерации.

Воздушные фильтры  используют в системах приточной венти­ляции и конденсирования воздуха. Работают при С<50 мг/м 3 , при V=2,5-3,0 м/с; они могут быть регенерируемыми или нерегенерируемы­ми.

Промышленные фильтры (тканевые, зернистые, грубоволокнистые) применяются для очистки промышленных газов концентрацией до 60 г/м 3 . Фильтры регенерируются.

Тканевые фильтры . Эти фильтры имеют наибольшее распростране­ние. Возможности их использования расширяются в связи с созданием новых температуростойких и устойчивых к воздействию агрессивных газов тканей. Наибольшее распространение имеют рукавные фильтры.

Волокнистые фильтры тонкой очистки используются в атомной энергетике, радиоэлектронике, точном приборостроении, промышленной микробиологии и других отраслях. Фильтры позволяют очищать большие объёмы газов от твёрдых частиц всех размеров, включая субмикронные. Их широко используют для очистки радиоактивных аэрозолей. Для очистки на 99% (для частиц 0,05-0,5 мкм) применяют материалы в виде тонких листов или объёмных слоев из тонких или ультратонких волокон (d < 2 мкм). Скорость фильтрации 0,01-0,15 м/с.

В России широко применяют фильтрующие материалы типа ФП (фильтры Петрянова) из полимерных нитей. В качестве полимера ис­пользуют перхлорвинил (ФПП) и диацетатцеллюлозу (ФПА).

Двухступенчатые или комбинированные фильтры. В одном корпусе фильтры грубой очистки из слоя лавсановых нитей d = 100 мкм и фильтры тонкой очистки из материала ФП.

Зернистые фильтры. Различают насадочные и жёсткие зернистые фильтры.

Насадочные (насыпные) фильтры. В насыпных фильтрах в качес­тве насадки используется песок, галька, шлак, дроблёные горные по­роды, древесные опилки, кокс, крошка резины, пластмассы, графит. Фильтры имеют насадку с размером зерна 0,2-2 мм.

Зернистые жёсткие фильтры. В этих фильтрах зёрна прочно свя­заны друг с другом в результате спекания, прессования или склеива­ния и образуют прочную неподвижную систему. К ним относится порис­тая керамика, пористые металлы, пористые пластмассы. Эти фильтры используются для очистки сжатых газов.

Очистка газов в мокрых пылеуловителях.

Мокрые фильтры имеют ряд достоинств и недостатков перед дру­гими аппаратами.

Достоинства:

а) небольшая стоимость и более высокая эффективность улавли­вания взвешенных частиц;

б) возможность использования для очистки газов от частиц до 0,1 мкм;

в) возможность очистки газов при высокой температуре и по­вышенной влажности, а также при опасности возгорания и взрывов очищенных газов и уловленной пыли;

г) возможность наряду с пылями улавливать парообразные и га­зообразные компоненты.

Недостатки:

а) выделение уловленной пыли в виде шлама, что связано с не­обходимостью обработки сточных вод, что удорожает процесс;

б) возможность уноса капель жидкости и осаждения их с пылью в газоходах и дымососах;

в) в случае очистки агрессивных газов необходимость защищать аппаратуру и коммуникации антикоррозионными материалами.

В мокрых пылеуловителях в качестве орошающей жидкости чаще всего используют воду. В зависимости от поверхности контакта или по способу действия их подразделяют на 7 видов:

полые газопромыватели;

насадочные скрубберы;

тарельчатые (барботажные, пенные) скрубберы;

скрубберы с подвижной насадкой;

газопромыватели ударно-инерционного действия;

скрубберы центробежного действия;

механические газопромыватели.

Полые газопромыватели. Они наиболее распространены. По нап­равлению движения газа и жидкости подразделяются на противоточные, прямоточные и с поперечным подводом жидкости. При работе без каплеуловителей V=0,6-l,2 м/с; с каплеуловителей  5-8 м/с. Обеспечи­вается высокая очистка для частиц пыли размером 10 мкм и малоэф­фективны при d ч <5 мкм.

Насадочные газопромыватели. Их используют для улавливания хорошо смачиваемой пыли, но при невысокой её концентрации. Из-за частой забивки такие промыватели используются мало. Расход жидкос­ти 0,15-0,5 л/м 3 газа, эффективность при улавливании частиц >2 мкм превышает 90 %.

Газопромыватели с подвижной насадкой . Они имеют большое распространение в пылеулавливании. В качестве насадки используют шары из полимерных материалов, стекла или пористой резины. Плотность шаров насадки не должна превышать плотности жидкости.

Для обеспечения высокой степени пылеулавливания рекоменду­ются следующие параметры процесса: W=5-6 м/с; удельное орошение  0,5-0,7 л/м 3 ; свободное сечение тарелки  0,4 м 2 /м 2 при ширине ще­ли 4-6 мм. Размер шаров 20-40 мм.

Скрубберы конической формы с подвижной шаровой насадкой. Два типа  форсуночный и эжекционный. В аппаратах применяются полиэти­леновые шары  35-40 мм с насыпной плотностью 110-120 кг/м 3 . Высота слоя шаров составляет 650 мм, W г.вх. = 6-10 м/с, W г.вых. = 1-2 м/с, H K = 1 м,  = 10-б0°, Q = от 3000 до 40000 м 3 /ч.

Тарельчатые газопромыватели (барботажные, пенные) . Наиболее распространены пенные аппараты с провальными тарелками или тарел­ками с переливом. Тарелки с переливом имеют отверстия  3-8 мм и свободное сечение 0,15-0,25 м 2 /м 2 .

Провальные тарелки могут быть дырчатыми, щелевыми, трубчаты­ми, колосниковыми. Дырчатые тарелки имеют отверстия  4-8 мм. Ши­рина щелей у других конструкций равна 4-5 мм. Свободное сечение 0,2-0,3 м 2 /м 2 . Пыль улавливается пенным слоем, который образуется при взаимодействии газа и жидкости. Современные барботажно-пенные аппараты обеспечивают эффективность очистки газа от мелкодисперсной пыли 0,95-0,96 при удельных расходах воды 0,4-0,5 л/м 3 .

Газопромыватели ударно-инерционного действия. В этих аппара­тах контакт газов с жидкостью осуществляется за счёт удара газово­го потока о поверхность жидкости. В результате такого взаимодейс­твия образуются капли  300-400 мкм. Скорость газа составляет 35-55 м/с, удельный расход жидкости 0,13 л/м 3 .

Газопромыватели центробежного действия. По конструктивному признаку их подразделяют на 2 вида:

аппараты, в которых закрутка газового потока происходит при помощи центрального лопастного закручивающего устройства;

аппараты с боковым тангенциальным подводом газа.

Большинство отечественных центробежных скрубберов имеют тан­генциальный подвод газов и плёночное орошение. Такие аппараты используют для очистки любых видов нецементирующей пыли.

Для очистки дымовых газов от золы применяют центробежный скруббер ЦС-ВТИ. Удельный расход воды составляет 0,09-0,18 л/м 3 .

Скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури ) . Основной частью аппарата является труба-распылитель, в которой обеспечивается интенсивное дробление орошающей жидкости газовым потоком, движущимся со скоростью 40-150 м/с. Имеется каплеуловитель.

Эффективность очистки 0,96-0,98 для частиц со средним разме­ром 1-2 мкм при начальной концентрации пыли до 100 г/м 3 . Удельный расход воды 0,1-6,0 л/м 3 . Производительность по газу до 85000 м 3 /ч. Скруббера Вентури широко используются в системах очистки газов от туманов. Эффективность очистки воздуха от тумана со средним разме­ром частиц 0,3 мкм достигает 0,999, что вполне сравнивается с высокоэффективными фильтрами.

Туманоуловители . Для очистки воздуха от туманов кислот, ще­лочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры, принцип действия, которых основан на осаждении капель на поверх­ности пор с последующим отеканием жидкости под действием сил тя­жести.

Туманоуловители делят на низкоскоростные (W ф 0,15 м/с) и вы­сокоскоростные (W ф =2-2,5 м/с), где осаждение происходит под дейс­твием инерционных сил.

Волокнистые низкоскоростные туманоуловители обеспечивают вы­сокую эффективность (до 0,999) очистки газа от частиц размером менее 3 мкм и полностью улавливают частицы большего размера. Волокнистые слои формируются набивкой стекловолокна диаметром от 7 до 30 мкм или полимерных волокон (лавсан, полипропилен) диаметром от 12 до 40 мкм. Толщина слоя составляет 5-15 мм. Гидравлическое соп­ротивление сухих фильтроэлементов составляет 200-1000 Па.

Высокоскоростные туманоуловители имеют меньшие габаритные размеры и обеспечивают эффективность очистки, равную 0,9-0,98 при Р = 1500-2000 Па, от тумана с частицами менее 3 мкм. В качестве фильтрующей набивки используют войлоки из полипропиленовых воло­кон, которые успешно работают в среде разбавленных и концентриро­ванных кислот (H 2 SO 4 , HCl, HF, Н 3 PO 4 , НNО 3) и сильных щелочей.

Для очистки аспирационного воздуха ванн хромирования, содер­жащего туман и брызги хромовой и серной кислот, применяют волокни­стые фильтры типа ФВГ-Т. В корпусе размещена кассета с фильтрующим материалом  иглопробивным войлоком (ТУ 17-14-77-79), состоящим из волокон  70 мкм, толщиной слоя 4-5 мм. Гидравлическое сопротивле­ние 0,15-0,5 кПа, Q = 3500-80000 м 3 /ч, эффективность очистки 0,96-0,99, t90°C.

Очистка газов в электрофильтрах. В электрофильтрах очистка газов от пыли происходит под действием электрических сил.

Наиболее распространены электрофильтры с пластинчатыми и трубчатыми электродами. В пластинчатых электрофильтрах между осадительными пластинчатыми электродами натянуты проволочные коронирующие. В трубчатых электрофильтрах осадительные электроды предс­тавляют собой цилиндры (трубки), внутри которых по оси расположены коронирующие электроды.

Электрофильтры очищают большие объёмы газов от пыли с части­цами размером от 0,01 до 100 мкм при t=450 °С, P = 150 Па. Удельные затраты электроэнергии составляют 0,36-1,8 МДж на 1000 м 3 газа. Эффективность 0,999.

Очистка технологических и вентиляционных выбросов от газо- и парообразных загрязнителей

Процессы очистки и обезвреживания технологических и вентиля­ционных выбросов машиностроительных предприятий от газо- и парооб­разных примесей характеризуется тем, что, во-первых, газы, выбрасы­ваемые в атмосферу, весьма разнообразны по химическому составу; во-вторых, они подчас имеют высокую температуру и содержат большое количество пыли, что существенно затрудняет процесс газоочистки и требует предварительной подготовки отходящих газов; в-третьих кон­центрация газообразных и парообразных примесей чаще в вентиляцион­ных и реже в технологических выбросах обычно переменна и низка.

Создаваемые в промышленности газоочистные установки позволя­ют обезвреживать технологические и вентиляционные выбросы без или с последующей утилизацией уловленных примесей. Аппараты с выделе­нием продукта в концентрированном виде и дальнейшим его использо­ванием в производственном цикле наиболее перспективны. Производст­во таких установок  важнейший этап в разработке малоотходной и безотходной технологии.

Методы очистки промышленных выбросов от газообразных загрязнителей по характеру протекания физико-химических процессов делят на пять групп:

физическая абсорбция;

хемосорбция;

поглощение газообразных примесей твёрдыми сорбентами (адсорбция);

термическая нейтрализация отходящих газов;

каталитическая очистка отходящих газов.

Метод абсорбции. В технике очистки газовых выбросов процесс абсорбции часто называют скрубберным процессом. Очистка газовых выбросов методом абсорбции заключается в разделении газовоздушной смеси на составные части путём поглощения одного или нескольких газовых компонентов (абсорбатов) этой смеси жидкими поглотителями (абсорбентами) с образованием растворов.

Движущей силой здесь является градиент концентрации на границе раздела фаз газ - жидкость. Растворённый в жидкости компонент газовоздушной смеси (абсорбат) благодаря диффузии проникает во вну­тренние слои абсорбента. Процесс очистки протекает тем быстрее, чем больше поверхность раздела фаз, турбулентность потоков и коэффи­циенты диффузии. Поэтому в процессе проектирования абсорберов осо­бое внимание следует уделять организации контакта газового потока с жидким растворителем и выбору поглощающей жидкости (абсорбента).

Решающим условием при выборе абсорбента является растворимость в нём извлекаемого компонента и её зависимость от температу­ры и давления.

В качестве абсорбента при физической абсорбции используют воду (для поглощения таких газов как NН 3 , НС1, НF и др.). В некото­рых специальных случаях в качестве абсорбента используют высококипящие органические растворители для улавливания ароматических уг­леводородов, которые плохо растворяются в воде.

Организация контакта газового потока абсорбентом осуществля­ется либо пропусканием газа через насадочную колонну, либо распы­лением жидкости, либо барботажем газа через слой абсорбента.

В зависимости от реализуемого способа контакта газ-жидкость различают:

а) насадочные колонны;

б) полые распыливающие колонны;

в) скрубберы Вентури;

г) барботажные тарельчатые колонны.

В качестве насадки используют геометрические тела различной формы, каждая из которых характеризуется собственной удельной по­верхностью и сопротивлением движению потока газа (кольца Рашига, сёдла Берля, кольца Палля, сёдла Инталокс). Материал: керамика, фарфор, пластмассы, металл.

Метод хемосорбции. Основан на поглощении газов и паров жид­кими поглотителями с образованием малолетучих или малорастворимых химических соединений. Поглотительная способность хемосорбента почти не зависит от давления, поэтому хемосорбция более выгодна при небольшой концентрации вредных примесей в отходящих газах. Большинство реакций, протекающих в процессе хемосорбции, являются экзотермическими и обратимыми, поэтому при повышении температуры раствора образующиеся химические соединения разлагаются с выделе­нием исходных элементов. На этом принципе основан механизм десорб­ции хемосорбента.

Примером хемосорбции может служить очистка газовоздушной смеси от сероводорода и диоксида углерода с применением мышьяково-щелочного, этаноламинового и других растворов.

Хемосорбция  один из распространенных способов очистки от­ходящих газов от окислов азота. Для очистки газов от окислов азо­та, выделяющихся из ванн травления, используется скруббер Вентури с форсуночным орошением газов раствором извести. Газы травильных ванн, содержащие оксиды азота, пары серной, соляной и плавиковой кислот, направляются в скруббер, где они контактируют с раствором извести и нейтрализуются. Эффективность очистки от оксидов азота 0,17-0,86 и от паров кислот  0,95.

Для очистки отходящих газов от оксида углерода используют медно-аммиачные растворы.

Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых твердых тел с развитой поверхностью пор селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газо­вой смеси.

Адсорбция подразделяется на физическую и хемосорбцию. При физической адсорбции молекулы газа адсорбируются на поверхности твердого тела под действием межмолекулярных сил притяжения. Преи­мущество физической адсорбции  обратимость процесса.

В основе хемосорбции лежит химическое взаимодействие между адсорбентом и адсорбируемым веществом. Процесс хемосорбции как правило необратим.

В качестве адсорбентов или поглотителей применяют вещества, имеющие большую площадь поверхности на единицу массы. В качестве адсорбентов используют активированный уголь, а также простые и комплексные оксиды (активированный глинозем, силикагель, активиро­ванный оксид алюминия, синтетические цеолиты или молекулярные сита). Одним из основных параметров при выборе адсорбента является адсорбционная способность по извлекаемому компоненту.

Конструктивно аппараты для проведения процесса адсорбции (адсорбера) выполняются в виде вертикальных, горизонтальных, либо кольцевых емкостей, заполненных пористым адсорбентом, через кото­рый фильтруется поток очищаемого газа.

Адсорбцию широко используют при очистке газовых выбросов от паров органических растворителей для удаления ядовитых компонентов (сероводород) из газовых потоков, выбрасываемых в атмосферу, для удаления радиоактивных газов при эксплуатации ядерных реакторов, в частности, радиоактивного йода, и в других процессах очистки воз­ духа от вредных примесей.

Термическая нейтрализация. Метод основан на способности горючих токсичных компонентов (газы, пары и сильно пахнущие вещест­ва) окисляться до менее токсичных при наличии свободного кислорода и высокой температуры газовой смеси. Этот метод применяется в тех случаях, когда объемы выбросов велики, а концентрации загрязняющих веществ превышают 300 млн -1 .

Методы термической нейтрализации вредных примесей во многих случаях имеют преимущества перед абсорбцией и адсорбцией:

а) отсутствие шламового хозяйства;

б) небольшие габариты очистных установок;

Опыт: Возьмем два сосуда, в один поместим проросшие семена, другой сосуд оставим пустым. Оба сосуда накроем крышками. Через день или два опустим в каждый сосуд горящую свечу.

Вопрос по опыту: В каком сосуде свеча погаснет?

Ответ: свеча погаснет в сосуде с проросшими семенами.

Вопрос: Рассмотри рисунки и объясни, почему в первом сосуде свеча гаснет, а во втором продолжает гореть.

Ответ: Проросшие семена «дышат», в процессе дыхания потребляется кислород, а выделяется углекислый газ. Углекислый газ не поддерживает процессы горения, поэтому свеча в первом сосуде погасла.

Обсудим вместе

Вопрос: Почему нужно стараться почаще дышать свежим воздухом? Сравним свои ответы с текстом.

Ответ: Для дыхания человеку необходим кислород, который содержится в воздухе, при дыхании человек потребляет кислород, а выдыхает углекислый газ, и если нет доступа свежего воздуха, количество кислорода в воздухе уменьшается, а углекислого газа увеличивается, при этом наше самочувствие ухудшается, появляется головная боль, человек начинает «задыхаться» , поэтому нужно проветривать помещения, учебные классы, стараться как можно больше быть на свежем воздухе.

Домашнее задание

Вопрос: Рассмотри фотографии на с.29. Установи причины загрязнения воздуха. Подготовь рассказ, как защитить воздух от загрязнения.

Ответ: На фотографиях запечатлены источники загрязнения атмосферного воздуха: выбросы от теплоэлектростанций (ТЭЦ), горение газовых факелов нефтеперерабатывающих предприятий, дым от горящих лесов, выхлопные газы автомобилей.

Известно, что без пищи человек может прожить больше одного месяца, без воды – только несколько дней, а вот без воздуха – всего лишь пару минут. Так он необходим нашему организму! Поэтому вопрос о том, как защитить воздух от загрязнения, должен занимать первоочередное место среди проблем человечества. Чтобы не убить себя необходимо принять срочные меры по предотвращению этого загрязнения. Заботиться о чистоте окружающей среды обязаны и граждане любой страны.

В последние столетия мы нередко ведем себя крайне неразумно. Полезные ископаемые бездарно транжирятся. Леса вырубаются. Реки осушаются. В результате нарушается природный баланс, планета постепенно становится непригодной для жизни. То же происходит и с воздухом. Он постоянно загрязняется всяческими отходами производств, попадающими в атмосферу. Как защитить воздух от загрязнения, чтобы жизнь на планете продолжалась? Специалисты в области защиты окружающей среды называются Экологи, они предлагают следующие способы защиты воздуха от загрязнения:

Обеспечить повышенный контроль за выбросами в воздух вредных веществ на промышленных производствах. Повсеместно создавать очистные сооружения замкнутого типа (чтобы выбросы в атмосферу не осуществлялись вообще).

Несоответствующие стандартам предприятия необходимо закрывать или на законодательном уровне заставлять их заниматься переоборудованием производства.

Весь существующий автопарк постепенно перевести на экологически чистое топливо. В некоторых странах Европы люди уже отдают предпочтение электромобилям. Как результат – в несколько раз уменьшатся выбросы вредных материалов в атмосферу.

Перейти на добычу экологически чистых видов энергии, используя силу ветра, солнечные лучи, потоки воды. А теплоэлектростанции закрыть как устаревший вид производства.

Прекратить вырубку лесов и бездумное использование полезных ископаемых.

По мнению специалистов-экологов, такие меры поспособствуют значительному улучшению сложившейся ситуации.