Prevenirea si combaterea poluarii atmosferice

Prevenirea si combaterea poluarii atmosferice

Pentru prevenirea si combaterea poluarii atmosferice se folosesc o serie de metode care tin cont de in primul rand de starea de starea de agregare a poluantului,ca si de natura chimica,concentratie,prezenta mai multor poluanti in acelasi efluent gazos.

In general,se folosesc metode fizico-mecanice pentru indepartarea poluantilor solizi si lichizi antrenati de gaze si metode fizico-chimice pentru indepartarea poluantilor gazosi din diversi efluenti.

Pentru a se asigura o epurare avansata a efluentilor,inaintea evacuarii in atmosfera,se practica o purificare in trepte ,in functie de concentratia substantelor nocive si dimensiunea particulelor antenate.

Cu cat dimensiunea particulelor este mai redusa(<1µ),cu atat ele sunt mai stabile in aer si metodele de epurare devin mai dificile si mai costisitoare.

1. Metodele fizico-mecanice

Sunt utilizate in practica se bazeaza fie pe separarea gravitationala si centrifugala a pulberilor antrenate de gaze fie pe filtrarea particulelor solide foarte fine sau a picaturilor lichide antrenate de gaze. Pentru indepartarea poluantilor gazosi se utilizeaza metode speciale.

Separarea gravitationala si centrifugala are in vedere sedimentarea particulelor solide prin actiunea diferentiala a fortelor garvitationale asupra particulelor de dimensiuni si densitati diferite.

In acest scop,se utilizeaza aparate ce diferentiaza prin principiul de functionare si arie de aplicatie.

Astfel,pentru particulele mari(10-1.000 µm)se folosesc turnuri de spalare,filtre electrostatice,epuratoare sonice.

S-a constatat ca fiabilitatea utilajelor folosite scade cu cresterea temperaturii de evacuare a gazelor,limita maxima la care pot functiona fiind 600⁰ C. In plus,chiar cele mai bune filtre separa doar 96-99% din pulberi,restul ajungand in atmosfera,ceea ce,in functie de capacitatile de productie existente,reprezinta cantitati importante.

In prezent,cea mai completa metoda de epurare avansata a gazelor consta in utilizarea electrofiltrelor. Functionarea lor se bazeaza pe ionizarea gazelor sub actiunea unui camp electric de inalta tensiune. Particulele solide se incarca cu electricitate si sunt atrase de un electrod semn contrar,pe care se depun,pirzand sarcina electrica.

Aceste utilaje au aplicatii multiple,de exemplu:

industria extractiva si industria cimentului,la instalatiile de macinare fina;

elaborarea fontei si otelului(separarea de pulberi metalice);

purificarea gazelor de cocserie(separarea prafului de carbune si a picaturilor de gudroane);

fabricarea acidului sulfuric(recuperarea acidului antrenat sub forma de ceata)etc.

si prezinta o serie de avantaje certe:

sunt insensibile la temperature inalte,pot fii folosite chiar la 1.000 ⁰ C;

au eficacitate de retinere mare(98-99,9% pentru particule cu diametru < 2 µm);

necesita un consum redus de energie,de 0,1-0,4 k Wh/1.000 m³ gaz.

Totusi,prezinta dezavantajul unor investitii mari,datorita,mai ales,necesitatii controlului riguros al conditiilor de lucru(tensiunea curentului,viteza gazelor),prin automatizare.

2. Metodele fizico-chimice

Sunt folosite in special la eliminarea unor poluanti gazosi:SO₂,H₂S,CO,Cl₂,NH₃,HCl etc.In acest scop se folosesc:

absortia in solventi selectivi;

adsortia pe substantele solide cu capacitate de adsortie mare;

procedee catalitice.

Avand in vedere pericolul pe care il prezinta evacuarea in atmosfera a unor efluenti gazosi cu continut variabil de compusi cu sulf si alti poluanti, cum ar fi CO,NO_X etc.,in continuare vom prezenta procedeele de desuflare a gazelor industriale si purificarea gazelor de esapament.

Desuflarea gazelor de combustie

Gazele de combustie,rezultate la arderea combustibililor fosili,in special in special in termocentrale,au un continut mai ridicat de SO₂.

Astfel,intr-o termocentrala cu putere instalata 2000 MW,daca se ard 460 t pacura/h (cu3,5% S)rezulta gaze cu 3,2 t SO₂,iar daca se ard 770 t carbine/h (cu 9% S)rezulta gaze cu 15 t SO_2.

Unii specialist considera SO₂ ca fiind principal noxa atmosferica,luand in considerare faptul ca anual se elimina in atmosfera o cantitate de SO₂ mai mare decat cea necesara fabricarii H₂SO₄.

Metodele de desuflarea a gazelor au in vedere atat diminuarea poluarii cat si recuperarea sulfului(cu atat mai mult cu cat s-a accentuat criza de minereuri piritice pentru fabricarea H₂SO₄ si s-a trcut la prelucrarea unor minereuri sarace,cu continut redus de sulf).

Gazele de cocserie si rafinarie contin in special H₂S,dar si alti compusi cu sulf,in functie de calitatea,respectiv continutul in sulf al materiei prime prelucrate.Metodele de purificare aplicate tin cont de concentratia H₂S din gaze.

Pentru purificarea gazelor de cocserie au continut redus de H₂S se aplica adsortia oxidative,folosind ca adsorbant cenusa de pirita,cu continut ridicat de Fe₂O₃ .

Pentru purificarea gazelor cu continut strict de H₂S se aplica absortia selectiva.

Procedeul de absortie se aplica atat la purificarea gazelor de cocserie,cat si a gazelor de rafinarie.

Recuperarea sulfului din H₂S regenerat se face prin ardere in volum limitat de aer(procedeul Clasuss). Randamentul de recuperare a sulfului este deosebit de ridicat.

Recent,in Japonia s-a pus la punct un procedeu de tratare a gazelor sulfuroase din industria chimica si rafinarii de petrol,cu ajutorul unor bacterii specializate(procedeul BOI-SR).

Purificarea catalitica a gazelor de esapament

Circa 60% din poluarea atmosferica a marilor centre urbane se datoreaza gazelor de esapament.

Poluantii emisi de autovehicule difera din punct de vedere calitativ si cantitativ,in functie de:

-tipul motorului;

-starea de intretinere;

-conditiile de circulatie;

-regimul de viteza;

-calitatea carburantului folosit.

In general,autovehiculele evacueaza in atmosfera CO,NO_X,hidrocarburi nearse,compusi cu sulf,Pb,Zn,Mo,aldehide si cetone precum si compusi rezultati prin reactii fotochimice.

Valorile concentratiilor admisibile difera de la o tara la alta. Cercetarea efectului poluant al motoarelor cu ardere interna se realizeaza cu ajutorul unor cicluri de functionare pe banc,care tin cont de trafic,conditii meteorologice etc. Exista cicluri in SUA,CEE,Japonia care difera prin valorile normale recomandate.

Diminuarea gradului de poluare atmosferica datorita gazelor de esapament se poate realiza in prezent prin purificarea catalitica a acestora. Metoda consta in montarea in sistemul de evacuare a gazelor de esapament a unui cartus catalitic antipoluant,avand forma unui suport ceramic de tip fagure,impregnate cu metale nobile Pt,Pd,Rh.

Rolul cartusului catalytic consta in eliminarea simultana a trei tipuri de poluanti.

Cartusul trebuie sa prezinte stabilitate mecanica,la socuri si termica,la variatii de temperatura intre 200-1000⁰ C. Este considerat a fi cel mai perfectionat reactor catalitic existent.

Realizarea conditiilor de lucru implica costuri deosebit de ridicate.

S-a calculate ca pretul suplimentar pe care trbuie sa-l plateasca cumparatorul unui autoturism echipat cu cartus antipoluant se poate amortiza in 1-2 ani,prin reducerea cu 12% a costului combustibilului,datorita arderii lui complete.

Datorita masurilor impuse de Agentia pentru Protectia Mediului,SUA a fost primul stat care a adoptat cartusul antipoluant inca din 1975,incurajand producatorii proprii printr-o serie de masuri protectioniste(taxe vamale pentru importuri).

Din 1991,echiparea cu cartus antipoluant a devenit obligatoru si in CEE,incepand cu Germania.

Transporturile auto genereaza si riscul poluarii cu plumb,prezent in benzina sub forma de aditiv antidetonant,pentru cresterea cifrei octanice a acesteia.

Scaderea gradului de poluare atmosferica cu plumb este posibila prin utilizarea unor filtre special,adsorbante pentru aerosolii cu plumb,dar mai ales prin utilizarea unor carburanti automeliorati(aditivati cu metal-tertbitil-eter,cand scade si concentratia de CO in gazele de esapament cu 25-35%)sau prin folosirea unor carburanti de substitutie.

Nu intotdeauna,insa, "substitutia" rezolva problema poluarii. De exemplu,prin folosirea metanolului drept carburant,scade nivelul O₃ in aer,creste concentratia de aldehide(CH₂O) si concentratia de CO_2; in plus,metanolul este toxic si foarte solubil in apa,putand contamina cu usurinta panza freatica.

O solutie ar consta in reducerea traficului auto prin restrictii de circulatie in anumite zone si zile,taxe suplimentare pentru parcari etc.

In Romania,prin Hotararea Guvernului nr.489/1998 s-a aprobat Planulde actiune privind reducerea continutului de plumb in benzina,conform caruia atingerea acestui obiectiv la indicatorul de 0,15 g/l este programata pentru perioada 1998-2001,nolul sortiment fiind introdus prin SR 176-98.