Тақырып: Ауаға лақтырылатын өнеркәсіп қалдықтарын кешенді пайдалану

Ауаға лақтырылатын өнеркәсіп қалдықтарын пайдалану үшін келесідей жұмыстары атқарылуы тиіс:

1.Ескерген, артта қалған технологияны жаңартып, экологиялық таза жұмыс істеуге көшу қажет.

2.Қалдықты аз беретін немесе қалдықсыз жұмыс істейтін өндірісті ластыру үшін түрлі саладағы кәсіпорындарды біріктіріп, бірінің қалдығын екінші пайдаланып іске жарататын етсе, тау-тау болып үйіліп жатқан зиянды қалдықтардан құтылар едік. Мысалы, қара металлургия қалдықтары шлак, шлам, күл құрылыс материалдарды кәсіпорындарында түйірленген шлак, ұсақталған тас, құм, шлакты мақта, шлакты пемза (жеңіл кеуек тас бірдемені тазартуға, ажарлауға қолданылады) шығаруға жарайды.

Қалдығы аз технологияға мысал ретінде Башкортстандағы жаңа Уфа мұнай өңдеу зауытын алуға болады. Бұған зауыттың мұржасынан шықан күкіртті сутек өртеніп жолаушыға алыстан көрінетін еді. Қазір оның 92-94 процентін ұстап, күкіртін ажыратып алып көп пайда табуда. Эстонияның Кохта-Ярво қаласында барлық жағынан тақта тастың 80 проценті отқа жағылады. Осыдан қалған күлді топырақтың қышқылын азайтуға, ценмент пен бетон шығаруға, жол салуға пайдаланады. Сонымен жанғыш тақта тастан қалдық қалмайды деуге болады.

Зиянды қалдықтарды ауаға таратпай, пайда болған көздерінде тазалау

қолдан келетін және кезек күттірмейтін шаруа. Мұндай қалдықтары бар

кәсіпорындар оларды ұстайтын әрі тазалайтын қондырғылар орнатып, дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз етулері керек.

Қазіргі кезде шаң мен газды үстайтын және тазалайтын 5 түрлі әдісі бар.

1. Құрғақ тозаң ұстағыштар. Олар циклонды, ротациялық, вихрлі, радиалды және жалюзиялы болып бөлінеді. Циклонды тозаң ұстағыштарға ластанған ауа патрубок арқылы өтіп, желдің күшімен 180º-қа бұрылып, айналып, циклонның ішкі қабырғаларына ұрынып, біртіндеп шаң-тозаң жиналатын бункерге түседі де, тозаңнан арылған ауа циклоннан сыртқа шығып кетеді.

Ротациялық тозаң ұстағыштар (ЦРП). Циклонды тозаң ұстағыштарға қарағанда жинақты, желдеткіштері мен тозаң ұстағыштары бірге орналасқан. Желдеткіш дөңгелегі айналғанда шаң-тозаң орналасқан тебетін күштің әсерімен шиыршық тәрізді тозаң ұстағыштың қабырғасына ұсынып тазарған ауа шығатын қақпақшаға қарай жылжып, бөлінген шаң-тозаң арнаулы түсетін орынға жиналады.Вихрлі тозаң ұстағыштар (ВПУ). Бұлар да орталықтан тебетін күш әсерімен жұмыс істейтін қондырғылар. Вихрлі тозаң-ұстағыштар екі түрлі болады, бірі соплолы (жабық қуыс), екіншісі күрек тәрізді.

Ластанған ауа камераға майысқан потрубок арқылы келіп түседі де газды айналдыратын күрекке ұқсас "розетка" типті желдеткіштің күшімен жоғары көтеріліп, ондағы дауылдатқыштың әсерімен шыр айналып, қабырғаға ұрынып, газдың екінші толқынымен төмен қарай жылжиды. Шаң-тозаң төмен түсіп, тазарған газ қақпақша арқылы сыртқа шығады.

Радиалды тозаң ұстағыштар. Ластанған газдың құрамындағы шаң мен тозаңды айыру гравитациялық және инерциялық күштерінің бірге қимылдауы арқылы жүреді. Ластанған газ кіретін құбырдан өткен соң гравитациялық және инерциялық күштер газды 180º-қа бұрып стрелкамен көрсетілгендей жан-жаққа шашады. Тозаң ұстағыш ішіндегі газдың жоғары көтерілу жылдамдығы 1 м/с болса шаң мен тозаңды тозаң ұстағыштың түбіне түсіру үшін қосымша жылдамдық онан көп болуы керек. Жалюзиялды тозаң ұстағыштар. Ластанған газдың жолына кедергі ретінде пластиналар (қатты заттардың жалпақ тілігі) мен торлар қойылады.

Ластанған газ тозаң ұстағышқа енген соң инерциялық (өз екпіні) күшпен жылжып келіп торға немесе тор үстіндегі қатты заттардан кесіп жасалған (пластинаға) кедергілерге ұрынып, екпін: саябырлап, төмен түсе бастайды. Бұл шаң ұстағыштар тек 20 мкм-ден ірі шаңды ұстап, қалғандарын ұстау үшін екінші рет тазалауға циклонды тозаң ұстағыштарға жіберіледі. Жалюзиялық тозаң ұстағыштарды құрастыру қиын емес, сондықтан оларды газ жүретін жоғарыда көбірек мүмкіндік болады.

2. Ылғалды тозаң ұстағыштар. Бұлар көп тараған, шаң-тозаң, әсіресе өте ұсақтарын (0,3-1мкм) жақсы ұстайды, ыстық және жарылу қаупі бар газдарды да тазалауға ыңғайлы. Кемшіліктері – газ жүретін жолға шаң-тозаң тез жиналып, оларды әлсін-әлі тазалап отыру қажет. Су шығыны да көп болады. Шаң мен тозаң неғұрлым тез ылғалданса оларды газда айыру да тез болады. Ылғалды тозаң ұстағыштар Вентури скрубберлеріне, тозаңдату және орталықтан тепкен күшпен жүретін скрубберлерге, инерциялы – соқтығу және барботажды – көбікті қондырғыларға бөлінеді.

Вентури скруббері. Ластанған газ сағатына 15-20м. жылдамдықпен Вентури скрубберінің канал тәрізді жабық қуысқа (сопло) келеді де, оның тар жерінен сағатына 60-150м-ге дейін жылдамдықпен өтеді. Егер сұйық зат қондырғының ішін тегіс қамтыса шаң жақсы тазарады. Соплоның диффузорлық бөлегінде газдың жылдамдығы қайтадан 15-20

м/сағатқа кеміп ұсталған шаң-тозаң төмен түседі. Бұл тозаң ұстағыштар мөлшері 1-2 мкм шаңның 96-98 процентін ұстайды.

Тозаңдатушы скруббер. Ластанған ауа скрубберге патрубок арқылы өтіп су бетіне барады, онда ірі шаң-тозаң ұсталып, қалған ұсақтары скруббердің ішін толық жайлап жоғары көтеріле бастады, бірақ жолдағы тозаңдатушы белбеулер арқылы тозаң түріне тараған су тамшыларына кездесіп төмен түседі. Домна пештерінен шыққан лас газдарды тазартқанда ондағы мөлшері 10 мкм-ден ірі шаң тозаңның 60-70 процентін ұстайды. Орталықтан тепкен күшпен тазаратын скруббелер. Ластанған газ тангенс

түрінде орналасқан патрубок арқылы қондырғыға өткенде газдың жүру бағыты өзгеріп орталықтан тебетін күш пайда болып шаң бөлшектері су бетіне қона бастайды. Қондырғылардағы су қабатының қалыңдығы 0,3мм, кем болмауы керек. Су сопло арқылы келіп, үнемі төмен қарай ағып тұрады. Өзімен бірге тозаң да төмен бункерге алып түседі.

Инерциялы – соқтығу типтес қондырғылар. Ластанған газ, сағатына 25-50м жылдамдықпен қондырғыға келген соң 180º-қа бұрылып шаң-тозаң су бетіне түседі. Соплодан шыққаннан кейін ірі шаң газдың жылдамдығына ере алмай су бетіне тұнуға мәжбүр болады. Мөлшері 20мм-ден ірі шаң жақсы ұсталады. 1м³ газды тазалауға не бәрі 0,03 литр су жұмсалады. Барботажды – көбікті тозаң ұстағыштар. Ластанған газ тор көздерімен жоғары көтеріліп су мен көбік қабаттарынан өтіп шаң-тозаңнан тазарады. Тозаң ұстағыштың жұмысы ластанған газдың тордың астына қандай жылдамдықпен келуіне байланысты. Егер сағатына 1 метрге дейін жылдамдықпен келсе, онда барботажды жұмыс тәртібі пайда болады. Жылдамдықты 2-2,5 м-ге дейін көбейтсе судың бетінде көбік пайда болып тазарту сапасы жақсара түседі. Ұсақ шаң-тозаң 95-96 процентін ұтауға болады.

3. Электр сүзгімен тазарту. Ластанған және тұманданған газды электр сүзгімен тазарту ең қолайлы жол. Бұл қондырғылардың жұмыс принципі коронды электродтар шаң-тозаң электр иондарын таратып, оларды тұндырма және коронды электродтар камераларында ұстау. Электрсүзгілердің түрі тазартылатын газдың құрамы мен қасиетіне, ондағы тозаң түрлері мен мөлшеріне және қандай тазалық қажеттігіне байланысты таңдап алынды. Өнеркәсіп салаларында құрғақ және ылғалды электрсүзгілер қолданылып жүр.

Құрғақ электрсүзгі ластанған ауаны жақсы тазаратын болғандықтан оны өте зиянды және желдеткіш жүйесінен өткен газдарды санитарлық нормаға сәйкес ету үшін пайдаланады. Бұл қондырғының жұмыс істеу принципі ластанған ауаны көп көзді кедергілерден өткізіп шаңды ұстау.

Құрғақ электрсүзгі (Уг) көп көзді кедергілерден және шаң-тозаң ұстайтын электрсүзгіден тұрады. Тазалауға түскен газдағы шаң-тозаң әуелі көп көзді кедергілерге келіп ілгері сонда қалады да, ұсақтары электросүзгімен ұсталады. Келесі тазалауға түскен газ үшін көп көзді кедергілердің өзі қосымша сүзгі саналады. Себебі бұл көздерге шаң ластанған газдарды сүзіп өткізеді.Көп көзді кедергілерді қиыршық тастардан, ірі құмнан, матадан, мақтадан, жұқа резеңкелерден т.б. газ өткізетін заттардан жасауға болады. Торлы сымдар, ағаш және металл ұнтақтары да кедергі ретінде пайдалануға келеді. Құрамында май, сілті сияяқты сұйық заттар бар ластанған газды тазалау үшін матадан, мақтадан кедергілер жасау пайдалы. Ылғалды электросүзгілер (С) кокс және генератор газдарын тазалауға ыңғайлы.

4. Химиялық тазалау әдісі. Бұл әдіс газдардың басқа сұйық заттармен араласқанда еритін қасиетіне негізделген.

Ластанған газдың құрамында бағалы заттар қалдықтары болса, оларды айырып алу үшін химиялық әдіспен тазалау өте пайдалы. Мысалы, осы әдіспен лас газдан күкіртті көміртекті, азот қышқылдарын бөліп алуға болады.

Физикалық-химиялық процестердің өтуіне қарай химиялық әдіс 4 топқа

бөлінеді:

- қалдықтарды ерітетін заттармен жуу (абсорбция әдісі);

- қалдықтардың ерітінділерін химия жолымен біріктіретін реактивтермен

жуу;

- газ түріндегі қалдықтарды қатты заттардың бойына сіңіруі;

- қалдықтарды каталикалық түрмен сіңіру.

Абсорбция әдісімен ластанған газдың бір немесе бірнеше бөлегін химиялық абсорбент бойына сіңіріп ерітіндіге айналдырады. Мұндай абсорбент жұқа қабық, түтік немесе құбыр түрінде болуы мүмкін. Көп тараған қондырғы ретінде құбырлы скрубберді алуға болады. Құбырлы скруббер тік қойылған абсорбберді ішіне орнатылған. Ластанған газды жоғарғыдан бүркілетін (шашырайтын) ұйық абсорбентпен көбірек ылғалдау үшін Рашиг шығыршықтары немесе көп көзді сақина тәрізді

шығыршықтар қойылады. Сұйық абсорбенттер шашқыштар арқылы төбеден бүркіп (шашырап) тұрады. Сөйтіп газдағы пайдалы қалдықтар ерітіндіге айналған соң оларды бөліп алуға болады. Ластанған газбен буды қатты немесе сұйық заттар бойына сіңіріп, ұшып кетпейтін және тез ерімейтін жаңа химиялық қосындыларға айналдыру хемосорбция әдісі болып табылады. Мысалы, мышьяк сілтісін, этаноламинды және басқа ерітінділері қолданып ластанған газдан күкіртті сутекті бөліп алуға болады. Мышьяк тілтісі ерітіндісін қолданғанда газдағы күкіртті сутек судағы мышьяк тұздары тотығымен қосылады да, ауадағы оттек қышқылымен араласқанда күкірт бөлініп шығады.

Адсорбция және хемосорбция әдістері ылғалды ортада қолданылады.

Адсорбция әдісі кейбір ұсақ көзді торлардан құралған қатты заттардың газды ортадан белгілі бір зат қалдықтарын таңдап алып, бойына жинайтын қасиетіне негізделген. Қалдықтарды каталикалық өңдеуден өткізіп зиянсыз немесе зияны аз қалыпқа келтіруге болады. Мысалы автомәшине қозғағышынан бөлінетін уытты газдарды катализаторлар қойып зиянын азайтуға болады. Катализаторлар көбіне металдан немесе олардың қосындыларынан (платинамен қатардағы металдар, мыс тотығы мен марганец т.б.) дөңгелек, сақина, сым,спираль түрінде жасалады. Мәселе ластанған газдың катализаторға тимей өтуін болдырмауда. Катализаторды жәй темірден де жасауға болады, бірақ оның бетін бағалы металмен (платина палладий т.б.) жұқалап жабу қажет.

5. Термиялық (күйдіру) әдісі уытты қалдықтарды өте жоғары температурада өртеу, күйдіру арқылы бейтарап қалыпқа келтіру болып табылады. Ластанған газды тазарту әдістерін анықтау үшін ондағы шаң-тозаңның мөлшерін өлшеу, қалдықтың түрін және қасиетін білу керек.

Қазіргі қолданылып жүрген өлшеудің бір түрі 1 литр немесе 1 м³ газда қанша шаң-тозаң барын білу. Ол үшін әуелі сүзгіні өлшеп, оның таза салмағын біліп, сонан кейін сүзгіден 1 см² лас ауаны өткізіп, сүзгіні қайтадан өлшейді. Осы екі өлшеудің айырмасы ластың салмағын көрсетеді.

Екінші түрі – тікелей есептеу әдісі. Мысалы, микроскоп арқылы 1 мм ауадағы шаң-тозаңды қолдан санап сонан кейін 1 м³ көбейтеді.

Фотоэлектрлі әдіс – фосфор немесе силикатель ұнтағын иникатор (химия реакциясын көрсететін газ) мен араласып шыны түтікке толтырады да ластанған газдың белгілі бір мөлшерін осы түтіктен өткізеді. Сонда түтіктегі ұнтақтың түрі неше сантиметрге өзгерсе, оны арнаулы шкаламен салыстырып шаң мен тозаңның мөлшерін біледі. Электрлі әдіс – ластанған газ бөлінетін көзге шаң өлшейтін арнаулы аспаптар

қойып өлшейді. Өлшеудің дұрыстығына газдың ылғалдығы, шаңның түрі көп әсер етеді. Сондықтан бұл әдіс көп қолданылмайды.Ластанған газдың құрамын білу үшін газоанализаторлар (талдап жіктейтін) қолданылады. Олар бір рет немесе үнемі бақылау жасауға мүмкіндіктері бар құралдар.

Мұржаның биіктігі 100 м болса – ластанған ауа 20 км-ге дейін, 250 м болса -

км-ге, 400 болса -120км-ге дейін тарайды. (Мұндай биік мұржа Канаданың Сардбери қ. бар.)

Атмосфераны және қоршаған ортаны қорғау үшін ең тиімдісіжәне дұрысы атмосфераға уытты қалдықтарды жібермейтін қондырғылар орнату, олардың үздіксіз жұмыс істеуін қамтамасыз ету. Сонымен қатар қалдықты аз беретін немесе қалдықсыз жұмыс жасайтын жаңа технологияға көшу жолдарын іздестіру қажет.

Лекция № 12