Hava Kirliliğinin Önlenmesi ve Kontrolü

Çağlar boyunca insan atığı atmosfere atıyor ve bu kirleticiler rüzgarla ortadan kayboldu.

Hava kirliliğinin ana kaynaklarının şunlar olduğunu gördük:

(i) Motorlu taşıtlar,

(ii) Sanayiler, özellikle de baca atıkları,

(iii) Termik santral olarak fosil yakıtlı (kömür) bazlı tesisler.

Kirlenmeyi kaynağında (önleme) ve atmosferdeki kirleticilerin salınmasından sonra kontrol etmek için adımlar atılmalıdır. Yukarıda belirtilen ana hava kirliliği kaynaklarının emisyonlarını önlemeye acil ihtiyaç var.

[Hava kirleticilerin olası emisyonunun kontrolünün beş noktası]

Emisyonların kontrolü çeşitli şekillerde gerçekleştirilebilir.

Kontrol için beş ayrı olasılık, Şekil 2.6'da gösterilmiştir.

Bunlar kısaca burada şöyle değerlendirilir:

1. Kaynak düzeltme:

1 Suçluluk sürecini durdurduğumuz hava kirliliği sorununa en kolay çözüm. Bu nedenle, aynı zamanda önleme denir. Mühendis, süreci değiştirerek emisyonları kontrol etme olasılığını göz önünde bulundurmalıdır. Örneğin, otomobillerin havada yüksek kurşun seviyelerini serbest bıraktıkları tespit edilirse, en makul çözüm basitçe benzindeki kurşunu elimine etmektir. Kaynak düzeltildi ve sorun çözüldü.

Hammadde değişikliğine ek olarak, istenen bir sonucu elde etmek için işlemin bir modifikasyonu da kullanılabilir. Örneğin belediye çöp yakma fırınlarının kokuşmuş olduğu bilinmektedir. Yakma tesisleri, kokuya neden olan organik maddeleri tamamen oksitlemek için yeterince yüksek bir sıcaklıkta çalıştırılırsa, kokular kolaylıkla kolayca kontrol edilebilir. Proses değişikliği, hammadde dönüşümü veya emisyon standartlarını karşılamak için ekipman modifikasyonu gibi önlemler kontroller olarak bilinir.

Buna karşılık, azaltma, tüm cihazlar için kullanılan terimdir ve malzeme kaynağından alındıktan sonra atmosferi geçen kirletici miktarını azaltmak için kullanılan yöntemlerdir. Daha geniş bir anlamda ve basitlik için, tüm prosedürlere kontrol olarak atıfta bulunmak daha iyidir.

2. Kirleticilerin toplanması:

Genellikle hava kirliliği kontrolünde en ciddi sorun kirletici maddelerin arıtılması için toplanmasıdır. Otomobiller çok tehlikelidir, çünkü emisyonlar kolayca toplanamaz. Otomobillerden bazı merkezi tesislere egzoz gazı gönderebilseydik, onların uygulamaları her bir otomobili kontrol etmekten çok daha makul olurdu.

Kirletici maddelerin toplanmasındaki bir başarı, içten yanmalı motordaki yanmış gazların geri dönüşümü olmuştur. Bu gazları yeniden tahsis ederek ve arabanın egzoz sisteminden yayarak, araç için ayrı bir arıtma cihazı kurma ihtiyacı ortadan kaldırılabilir. Hava kirliliği kontrol mühendisleri, bir sektörden gelen kirletici maddeler toplanmadığı, ancak pencerelerden, kapılardan vs. yayıldığı zaman en zorlu zamanları geçirirler

3. Soğutma:

Muamele edilecek egzoz gazları, kontrol ekipmanı için bazen çok sıcaktır ve gazlar önce soğutulmalıdır. Bu üç genel yolla yapılabilir: seyreltme, söndürme veya ısı değişim bobinleri (Şekil 2.7). Seyreltme, yalnızca toplam sıcak egzoz miktarı küçükse kabul edilebilir. Su verme, bu gazların ve partiküllerin bazılarının temizlenmesi için ek bir avantaja sahiptir. Soğutma bobinleri belki de en yaygın şekilde kullanılır ve özellikle ısı korunabildiği zaman uygundur.

4. Tedavi:

Doğru arıtma cihazının seçimi, kirletici özelliklerinin ve kontrol cihazının özelliklerinin eşleştirilmesini gerektirir. Hava kirletici boyutlarının birçok büyüklük sırasına göre değiştiğinin farkına varmak önemlidir ve bu nedenle bir cihazın tüm kirleticiler için etkili olmasını beklemek mantıklı değildir.

Ek olarak, emisyonlardaki kimyasal türleri çoğu zaman bazı cihazların kullanımını da zorunlu kılar. Örneğin, yüksek konsantrasyonda S02 içeren bir gaz su spreyleri ile temizlenebilir, ancak ortaya çıkan H2S04 ciddi korozyon sorunları oluşturabilir.

Piyasada birçok cihaz görünmektedir, en yaygın kullanılanları şunlardır:

(a) Satış odaları, su arıtmasında kullanılan tanklara benzer şekilde, akışkanlardaki büyük yerlerden başka bir şey değildir. Bu odalar sadece büyük parçacıkları temizler.

(b) Siklonlar, büyük parçacıkların giderilmesinde yaygın olarak kullanılır. Kirli hava, konik bir silindire püskürtüldü, ancak merkez hattından fırlatıldı. Bu koni içinde şiddetli bir girdap yaratır ve ağır katılar sürtünme nedeniyle yavaşladığı ve koninin tabanında var olduğu silindir duvarına taşınır. Temiz hava silindirin ortasındadır ve üstten dışarı çıkar. Siklonlar, ileri işlemden önce ağır malzemeyi çıkarmak için ön temizleyiciler olarak yaygın şekilde kullanılır.

(c) Torba filtreler, elektrikli süpürgeler gibi çalışır. Kumaş torbalar, torbalardan periyodik olarak çalkalanması gereken tozu toplamak için kullanılır. Kumaş neredeyse tüm parçacıkları temizler. Torba filtreler birçok sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır; ancak yüksek sıcaklık ve neme karşı hassastır.

(d) Islak toplayıcılar birçok şekil ve tarzda gelir. Basit püskürtme kulesi (Şekil 2.8), büyük parçacıkların giderilmesi için etkili bir yöntemdir. Daha verimli yıkayıcılar, suyun içine sokulduğu dar bir bölümde şiddetli etki yaparak hava ile su arasındaki teması teşvik eder. Genel olarak, karşılaşma ne kadar şiddetli olursa ve bu nedenle gaz kabarcıkları veya su damlacıkları ne kadar küçük olursa, fırçalama o kadar etkili olur.

(e) Elektrostatik çöktürücüler enerji santrallerinde yaygın olarak kullanılır. Parçacıklı madde ilk önce elektronlar tarafından yüklenerek uzaklaştırılır (bir yüksek voltajlı elektrottan diğerine atlama ve sonra pozitif yüklü elektrotlara geçiş. Şekil 2.8'de gösterildiği gibi bir tip, ortada asılı bir tel bulunan bir borudan oluşur Parçacıklar, boru üzerinde toplanacak ve boruları çekiçlerle vurarak çıkarılmalıdır: Elektrostatik çöktürücüler hareketli parçalara sahip değildir, elektrik gerektirir ve alt mikron partiküllerinin çıkarılmasında oldukça etkilidirler.

(g) Adsorpsiyon, kirletici maddeleri yakalamak için aktif karbon gibi bir malzemenin kullanılmasıdır. Bu tür adsorbanların yenilenmesi pahalı olabilir. Bunların çoğu organikler için iyi çalışır ve inorganik kirleticiler için sınırlı kullanımı vardır. Şekil 2.9, bir adsorpsiyon kulesinin basamaklarını göstermektedir.

(h) Yakma, gaz halindeki kirleticilerin C02, H20 ve uçlara yakılarak çıkarılması için bir yöntemdir. Bu sadece yanıcı buharlar için çalışır.

(i) Katalitik yanma, kirleticileri adsorbe etmek veya kimyasal olarak değiştirmek için bir katalizörün kullanılmasını içerir.

Bir tedavi cihazının etkinliğinin partikül boyutuna bağımlılığının vurgulanması yine önemlidir. Şekil 2.10 yukarıda tartışılan çeşitli tedavi yöntemleri için uyarlanabilirliğin yaklaşık aralıklarını göstermektedir.

5. Dağılım:

Meteoroloji biliminin hava kirliliği üzerinde büyük etkisi vardır. Bir hava kirliliği sorunu üç bölümden oluşmaktadır. Kaynak, kirleticinin hareketi ve alıcı (Şekil 2.10). Alıcıdaki kirleticilerin konsantrasyonu, atmosferik dağılımdan veya kirleticinin temiz hava ile nasıl seyreltildiğinden etkilenir. Bu dispersiyon yatay ve dikey olarak gerçekleşir.

Toprak rotasyonu, güneşin parlaması ve sıcak havası için yeni alanlar sunar. Buna göre, dünya çapında, bazı mevsimler (örneğin kasırgalar) ve bazılarının da kalıcı bir rüzgâr şekli oluşmuştur. Hava kirliliği mühendisleri genellikle bir kirleticinin kaynağını belirlemek için bir kirlilik gülü olarak adlandırılan rüzgar gülünün bir değişkenini kullanır (rüzgar gülü rüzgar hızı ve yön verilerinin grafik resimleridir).

Difüzyon, emisyonun geniş bir alana yayılması ve böylece spesifik kirleticilerin konsantrasyonunun azaltılması işlemidir. Erik yayılması veya dağılması dikey olduğu kadar yataydır. Maksimum kirletici madde konsantresi, merkezin merkez çizgisinde, yani hakim rüzgar yönündedir.

Merkez çizgiden daha ileriye doğru hareket ettikçe, konsantrasyon düşer. Bir tüyün her iki yönde yayılmasının bir Gauss olasılık eğrisi ile yaklaştığını varsayarsak, kaynaktan aşağı doğru herhangi bir X mesafesindeki bir kirleticinin konsantrasyonunu hesaplayabiliriz.

Kirlilik tehlikeleri meteorolojik verilere dayanarak tahmin edilebilir ve olası tehlike koşullarına dair erken uyarı ve sanayileri kapatmak için acil durum planları geliştirilebilir.

Kirleticilerin hareketli kaynaklardan kontrolü:

Yukarıda bahsedilen kontrol yöntemlerinin birçoğu, hareketli kaynaklar için de geçerli olsa da, otomobilin özel olarak bahsetmeyi hak ettiği çok özel bir hareketli kaynak. Motorun çalışması emisyonları doğrudan etkiler. CO, HC ve NOx miktarı rölanti, hızlanma, seyir ve yavaşlama sırasında farklılık gösterir.

İçten yanmalı otomobil motoru için emisyon kontrol teknikleri arasında ayarlamalar, katalitik reaktörler ve motor modifikasyonları bulunur. Ayarlama, emisyon bileşenleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Örneğin, yüksek bir hava / yakıt oranı (zayıf bir karışım) hem CO hem de HC'yi azaltacaktır, fakat artmış NOx ile birlikte.

Günümüzde yaygın olarak kullanılan ikinci kontrol stratejisi, CO ve HC'yi C02 ve H2O'ya oksitleyen katalitik reaktördür. İkinci reaktör NOx'i N2'ye düşürür. En popüler katalizör reaktörlerinin iki ciddi sakıncası vardır. İlk olarak, kolayca kurşun tarafından faul yapılır. Kurşunsuz benzine geçişin etkilenmesi, bu sebeple atmosfere kurşun seviyeleri kaygısı ile değil, neden olmuştur. Reaktörlerle ilgili ikinci problem, benzindeki kükürt bileşiklerinin S03 partikülüne oksitlenmesi ve böylece ortamdaki kükürt seviyelerini arttırmasıdır.

Üçüncü kontrol tekniği-motor modifikasyonunda, tabakalı şarj motoru katalitik reaksiyonlar olmadan kullanılır. Bu motorlarda silindirlerin iki bölmesi vardır, bir bölmesi zengin bir karışım alır, tutuşur ve ana silindir bölmesinde etkili bir serseri için geniş bir alev sağlar. Diğer değişiklikler de geliştirilmiştir. Tamamen temiz bir içten yanmalı motor üretmek zordur. Elektrikli arabalar temiz, ancak yalnızca sınırlı güç depolayabiliyor ve bu nedenle menzili sınırlı.

Otomobiller ve endüstriler tarafından hava kirliliğini kontrol etmek için genel yöntemler kısaca yukarıda ele alınmıştır. Havadaki taşıt ve endüstriyel kirleticileri kontrol etmek için bazı özel önlemler aşağıda verilmiştir.

Araç kirliliği:

1. Araç egzozundan kaynaklanan kirletici emisyonunu kontrol etmek için:

Bu şu şekilde başarılabilir:

(i) Yeni oranda benzin ve hava kullanmak,

(ii) Daha doğru yakıt beslemesi zamanlaması,

(iii) Yanmayı iyileştirmek için gaz katkı maddeleri kullanmak,

(iv) Egzoz bileşenlerini daha az toksik maddelere dönüştürmek için egzozun içine hava enjekte edilerek ve

(v) Mevcut motor tasarımıyla yanmayı iyileştirmek için motor tasarımının güncellenmesi ve / veya azaltma ekipmanının (cihaz) kurulması.

Karbon monoksit, yakıt karışımının düşük hava içeriğinden kaynaklanırken, NOx üretimi yüksek yanma sıcaklıkları tarafından desteklenir. Hidrokarbonlar CO paternini aşağı yukarı takip eder.

Bu üç kirleticinin tamamen ortadan kaldırılması, mevcut motor tasarımını güncelleyerek (örneğin dört zamanlı motorlar) veya yanmayı iyileştirmek için cihazlarda uygun değişiklikler yaparak başarılabilir.

2. Yakıt deposundan ve karbüratörden buharlaşmayı kontrol etmek için:

Bu yapılabilir:

(i) Motor durdurulduğunda aktif kömür ile buharların toplanması ve motor çalıştırıldığında ateşlemesi,

(ii) gazın buharlaşmasını önlemek için tanktaki benzinin hafif bir basınca maruz bırakılması ve

(iii) Kolayca buharlaşmayan düşük uçucu benzin geliştirmek.

3. Filtrelerin kullanımı:

Bazı gaz buharları, duvarlar ile kartere giren piston arasında kaçar ve sonra atmosfere deşarj olur. Hidrokarbonlar (yaklaşık% 25) bu şekilde salınır. Bu nedenle, motorda bu sızan gazları yakalayan ve geri dönüştüren filtrelerin kullanılması, bu hidrokarbonların emisyonunu kontrol etmelidir.

4. Kanunla Kontrol:

Bunlar, Motorlu Araçlar Yasası ve motor tasarımı vb. İçin diğer Kanunlar vasıtasıyla bazı standartlar uygulanacaktır.

Endüstriyel kirlilik:

Endüstriyel tesis baca atıklarıyla hava kirliliğini kontrol etmek için, partikül madde ve gaz halindeki kirleticilerin atıklardan uzaklaştırılması için önlemler almalıyız. Parçacıklı maddenin çıkarılması, farklı kuvvetlerin etkisi altında toplanmasını içerir, böylece onları sürekli olarak gaz akışından dışarı çıkarır.

Çıkarılması için kullanılan ekipman:

(i) Siklon koleksiyonerler ve

(ii) Elektrostatik çöktürücüler (ESP'ler). Böylece kontrol teknolojisini üretmeliyiz. Şu anda, gerekli ESP'leri kuran çok az enerji santrali ve endüstrisi var.

1. Siklon koleksiyonerler:

Burada partikülleri içeren atık gaz santrifüjlemeye tabi tutulur. Asılı parçacıklar siklon gövdesinin duvarına doğru ve daha sonra dibine doğru hareket eder ve sonunda boşaltılır. Siklon toplayıcıları parçacıkların yaklaşık% 70'ini temizler.

2. Elektrostatik çöktürücüler (ESP'ler):

Partikülleri gaz akımından çıkarmak için, elektrik kuvvetleri çökeltici içerisindeki odaya uygulanır. Askıda olan parçacıklar yüklenir veya iyonlaşır ve yüklü elektrotlara çekilir ve sonra uzaklaştırılır. ESP'ler partikül kirleticilerin% 99'unu baca egzosundan temizleyebilir

ESP'ler enerji santrallerinde, kağıt değirmenlerinde, çimento değirmenlerinde, karbon blok tesislerinde vs. çok iyi çalışırlar. Yüksek dirençli toz, ESP'de ayrımı zorlaştırabilir. Bunun üstesinden gelmek için, kumaş filtreler veya torba filtreleri kullanılır. Ancak kumaş filtreler ıslak veya yapışkan parçacıklar, aşırı korozif koşullar ve yüksek gaz sıcaklıkları için uygun değildir.

Gaz kirleticiler:

Bunlar, aşağıdaki üç yöntemle kaldırılabilir.

(a) Islak sistemler:

Bunlar alkali sıvının sürekli olarak dolaştığı yıkama kuleleri olarak kullanılır. Bu sıvı bir çökelti oluşturmak için S02 ile reaksiyona girer.

(b) Kuru sistemler:

Burada gaz kirleticilerinin kuru bir faz altında bir emici ile reaksiyona girmesine izin verilir. Dolomit, kireç (CaO) ve kireçtaşı (CaOH), akan gazın (SO2) yoluna yerleştirilir. İşlem çok pahalı değildir ve herhangi bir su spreyi içermemektedir. SO2 ile temasta bulunan su aşındırıcı H2S04 üretir.

(c) Islak kuru sistemler:

Burada emicideki su asit bileşenlerle reaksiyona girer. Bu, kömür yakıtlı kazanlardan gelen yakıt gazlarının kükürtsüzleştirilmesinde kullanılan geleneksel ıslak işlemlere bir alternatif sunar. Emici kalsiyum hidroksit, küçük damlacıklar halinde sıcak gaz akımına yayılır. Kalsiyum S02 ile reaksiyona girer ve sıcak gazlar suyun aynı anda buharlaşmasına neden olur.

Son ürün çoğunlukla uçucu kül ve tuz içeren kuru bir güçtür. Kömür ayrıca emici olarak da kullanılabilir. Alkolleri ve benzenleri toplamak için başka emiciler de kullanılabilir. Bu yöntem kuru temizleme tesislerinde, matbaalarda ve boya fabrikalarında, gıda işleme tesislerinde, bira fabrikalarında ve ilaç endüstrilerinde çok etkilidir. Gazların yanması, petrol endüstrisi vb. İçin de kullanılabilir.

Kanunla kontrol:

Motorlu taşıtlar gibi, standartlar da endüstriler için uygun Kanunlar tarafından uygulanmalıdır. Yasalarla uygulanabilecek başka koşullar da var.