بایگانی دسته بندی ها: آلاینده ها

[gview file=”http://newskytechnologies.com/wp-content/uploads/2018/04/آلاینده-ها.pptx”]

—در زمینه کنترل آلاینده های ناشی از فرآیند های صنعتی روشهای کلی ذیل مد نظر می باشند :

—تغییر در مراحل عملیات کارخانه

—تغییر در سوخت

—نصب وسایل کنترل ذرات و گازها

—

کنترل ذرات

1) جدا کننده های سیکلونی

2) جمع آوری کننده های تر

3) فیلتر های پارچه ای

4) رسوب دهنده های الکترواستاتیک

کنترل گازها و بخارات

1) میعان

2) جذب سطحی

3) جذب

4) سوزاندن

—1) جداکننده های سیکلونی

—جمع آورنده های سیکلونی دستگاههایی برای پاکسازی گازها از ذرات معلق هستند با به کار گیری نیروی سانتریفوژی توسط به چرخش در آوردن جریان گاز ، ذرات معلق ( اعم از جامد یا مایع ) از جریان گاز جدا می شود .

—این جداکننده ها میتوانند یک دستگاه حجیم و بزرگ یا تعدادی محفظه های لوله ای شکل کوچک باشند که به صورت سری یا موازی قرار می گیرند .

—وقتی واحد های جدا کننده به صورت سری قرار میگیرند بازدهی حذف ذرات افزایش می یابد و اگر به صورت موازی قرار گیرند حجم گاز عبوری بیشتر خواهد شد .

—سیکلونها برای حذف ذرات 10 میکرومتری یا بالاتر بکار میروند و در مجموع سیکلونها به ندرت بازدهی بیش از 90 درصد دارند مگر اینکه اندازه ذرات بیش از 25 میکرومتر یا بیشتر باشند .

—سیکلونهایی با بازدهی بالا برای گرفتن ذرات تا 5 میکرومتر هم وجود دارد .

—2) جمع آورنده های تر ( Wet collectors )

—این نوع سیتم های کنترل هم برای حذف ذرات و هم برای گازهای آلاینده بکار میروند .

—در این سیتم ها یک مایع که معمولاً آب است برای به دام انداختن ذرات گرد و غبار و یا افزایش اندازه آئروسل ها بکار می رود .

—ذرات مایع و جامد در محدوده 0/1 تا 20 میکرومتر به طور مو ثری جدا می شوند .

—در این روش باید تماس مایع با ذرات به طور مناسبی انجام شود بر این اساس سه نوع از این جمع آورنده ها وجود دارند :

—شوینده با اتاقک اسپری

—شوینده سیکلونی

—شوینده ونتوری

—2) جمع آورنده های تر ( Wet collectors )

—جمع آورنده های تر دارای اشکالات و نواقصی هستند که در جمع آورنده های خشک نیست .

—یکی از مشکلات عمده این دستگاهها دفع لجن است . (گاهی اوقات دفع لجن آسانتر از دفع غبار خشک است . )

—در صورتیکه دستگاه در محیط آزاد نصب گردد ، مسئله یخزدگی در فصول سرد سال هم باید مورد توجه قرار گیرد .

—وجود آب در سیستم می تواند موجب افزایش فرآیند خوردگی شود .

—از طرفی جهت جمع آوری مطلوب ذرات ریز به پخش کامل ذرات مایع نیاز است و این کار توان ورودی و انرژی بالایی نیاز دارد .

— شوینده های اسپری

—یکی از ساده ترین وسایل جمع آوری ذرات به صورت مرطوب برجهای اسپری با مقاطع دایره ای یا چهار گوش هستند .

—گاز آلوده از پایین به بالا حرکت کرده و قطرات مایع توسط نازلهایی به درون گاز پاشیده می شود و با ذرات ایجاد کلوئید می نماید .

—نوع افقی این دستگاهها هم وجو دارد که برای افزایش بازدهی از بافلهایی در مسیر جریان گاز استفاده می گردد البته در نوع عمودی نیز میتوان از بافلها استفاده نمود در این نوع شوینده ها به ازای هر 1000 فوت مکعب در دقیقه 2 الی 10 گالن در دقیقه آب نیاز است و آب به صورت گردشی مورد استفاده قرار می گیرد بنابراین نیاز به یک حوضچه ته نشینی نیز برای پاکسازی آب می باشد .

—

—شوینده های سیکلونی

— در نوع ساده این دستگاهها تعداد زیادی نازل در داخل یک سیکلون خشک تعبیه می گردد .

—گاز آلوده از قسمت پایین سیلندر وارد می شود آب از میان یک میله محوری که نازلها بر روی آن طراحی شده اند پاشیده می شود چرخش آب در سیکلونهای تر 1تا 8 گالن به ازای هرفوت مکعب گاز تصفیه شده می باشد .

—بازدهی سیکلونهای مرطوب 100 درصد برای قطرات 100 میکرومتری و بالاتر ، بازدهی 99 درصد برای 50 تا 100 میکرومتری و 90 تا 98 درصدی برای قطرات 5 تا 50 میکرومتری می باشد .

—

—شوینده های ونتوری

—ونتوری یک کانال دایره ای یا چها گوش است که به یک گلوگاه باریک منتهی می شود . سپس اندازه مقطع به وضعیت اصلی بازمی گردد.

—در ناحیه تبدیل سطح مقطع سرعت اضافه شده و فشار کاهش می یابد .

—نسبت سطح ورودی به گلوگاه 4 به 1 است زاویه تبدیل نیز 5 تا 7 درجه می باشد .

—سرعت در گلوگاه به 18 تا 50 متر بر ثانیه می رسد .

—سرعت بالای گاز ، مایع تزریق شده در ناحیه گلوگاه را به صورت اتمیزه در می آورد .

—در مقایسه با سایر جمع آورنده های تر وخشک افت فشار قابل توجه است .

—مزیت عمده این روش بازدهی حذف برای ذرات ریز است .

—در جاهایی که هزینه انرژی بالاست معمولاً استفاده از آنها بدلیل نیاز به انرژی زیاد به صرفه نمی باشد .

—

— مزایا و معایب شوینده های تر

—مزایا

—فضای کوچک مورد نیاز

—توانایی حذف گازها به خوبی ذرات

—توان استفاده از گاز با دما و رطوبت بالا

—هزینه اولیه پایین

—

—معایب

—مشکلات دفع فاضلاب تولیدی

—احتمال خوردگی

—تیرگی حاصل از بخار

—افت فشار

—خطر یخزدگی در فصول سرد

—

—فیلتر های پارچه ای 

—مانند :

—HEPA

—ULPA

—فیلتر های پارچه ای کیسه ای

—افت فشار و اندازه بزرگ از معایب فیلتر های پارچه هستند .

—

—4) رسوب دهنده های الکترواستاتیک

—اولین با توسط F.G . Cottrell  در سال 1910 ابداع شد .

—در این دستگاهها ذرات باردار شده و توسط قطب مخالف خود جذب می شوند .

—این روش یکی از مهمترین روشهای پاکسازی صنعتی بشمار می رود .

—قابلیتهای این روش؛ پذیرش حجم وسیعی از گاز ، بازدهی بالای جداسازی ذرات برای ذرات زیر میکرون ، مصرف انرژی پایین ، و امکان جداسازی ذرات از گازهایی با دمای بالامی باشد .

—افت فشار در این دستگاهها کم حدود 0/1 تا 0/5 اینچ آب است .

—بازدهی آنها 90 تا 99 درصد است .

 برای حذف یک نوع آلاینده میتوان از روشهای مختلف کاهش استفاده نمود :

— برای کنترل SO2

—استفاده از سوختهای کم گوگرد

—استفاده از گاز طبیعی

—تزریق سنگ آهک به دو صورت خشک و مرطوب

—اکسیداسیون کاتالیزوری با کمک پنتا اکسید وانادیوم

—شستشو با سدیم قلیایی

—

—

—

—برای کنترل NOX

—احتراق با هوای اضافی کم برای کاهش تولید اکسید های ازت

—احتراق دو مرحله ای

—گردش مجدد گاز دودکش

—تغییر طرح مشعل

—استفاده از شستشو دهنده های تر میتواند علاوه بر SO2 میزان 20 درصد NOX را نیز کاهش دهد

—استفاده از کاتالیزور

—

 دسته دیگری از آلاینده ها، آلاینده های خطرناکی هستند که تعداد آنها بسیار بیشتر از آلاینده های اصلی است، ولی معمولاً وسعت انتشار آنها کم و در موارد و مکان های خاص یافت می شوندش و غالباً محدوده ی کمی را آلوده می سازند. طبق اصلاحات به عمل آمده در قانون هوای پاک  سال 1990 در ایالات متحده آمریکا، 188 ماده سمی در این گروه قرار گرفته اند که خود تحت عناوینی مانند مواد سرطان زا، مواد جهش زا یا سموم مؤثر در سیستم تولید مثلی طبقه بندی شده اند.

—گازی است بی رنگ، بی بو و بی مزه که البته از فراوان ترین آلاینده های اصلی در اتمسفر می باشد. عملاً CO حاصل احتراق ناقص سوخت های فسیلی است که به جای CO2   تشکیل می شود و در اثر یکی از کاستی های زیر است :

—الف) اکسیژن ناکافی

—ب) دمای پایین شعله

—ج) زمان ماند گاز مخلوط هوا و سوخت (جبهه ی شعله) در دمای بالا

—د) اغتشاش درون اتاقک احتراق

نیروگاه ها معمولاً 5% کل CO موجود در هوا را علیرغم مصرف حدود 30% سوخت های فسیلی (در جهان) تولید می کنند

گاز CO توانایی خون را برای انتقال اکسیژن کاهش داده، به هموگلوبین خون می چسبد و تولید کربوکسی هموگلوبین (COHb) می نماید.

وسايط نقليه موتوري بزرگترين سهم را در توليد اين آلاينده به خود اختصاص مي‌دهند.

مقدار توليد منواكسيدكربن در جهان توسط سازمان بهداشت جهاني (WHO ) به طور تقريبي معادل 2600 ميليون تن در سال برآورد گرديده است كه 60% از اين مقدار توسط فعاليت‌هاي انساني توليد مي‌شود.

مواد موجود در خاک مي تواند مقداري از اين CO را جذب نموده و مقداري نيز در اثر فعل و انفعالات به CO2 تبديل مي شود. در صورتيکه ميزان CO از ppm 750 تجاوز نمايد سبب مرگ خواهد شد.

—

—حد طبیعی آن در هوا 0/01-0/2ppm ( حجمی ) است.

—در مناطق شهری معمولا زیرppm  17 است .

—در شهر تهران در ساعات ترافیک و در بعضی مناطق برای کوتاه مدت تاppm  50 و حتی بیشتر هم گزارش شده است.

—در محیط های بسته و کارگاه ها غالبا از ppm 100  هم تجاوز می نماید.

—دي اکسيد نيتروژن گازي است مرئي با رنگ قهوه اي مايل به زرد يا قهوه اي مايل به قرمز که طي فرايندهاي پيچيده اتمسفر به ذرات معلق نيترات (NO3) تبديل مي شود.

—دي اکسيد نيتروژن نيز همچون اکسيد نيتريک يکي از آلاينده هاي اصلي مه دود است.

—اين گاز در شهرها به علت فعاليتهاي انساني از غلظت بالايي برخوردار است.

—احتراق سوختها در دماي بالا سبب توليد اين آلاينده مي شود.

—منابع اکسیدهای نیتروژن، دو دسته عمده را در بر می گیرد :

—اکسیدهای نیتروژن حرارتی: به واسطهء وجود ازت در هوا هنگام احتراق تشکیل می گردند.

—اکسیدهای نیتروژن سوختی: به واسطهء وجود ازت در  ترکیبات  سوخت، هنگام  احتراق  شکل می گیرند.

—

—اکسیدهای ازت شامل N2O5،N2O4 ، N2O3، N2O ، NO3، NO2 وNO می باشد که معمولاً NO2 وNO برای مطالعه ی آلودگی هوا مورد سنجش قرار می گیرند.

—اين دو گاز اثر مستقيم بر آلودگي هوا ندارند، بلکه درصورتيکه با هوای مرطوب ترکيب شوند ، اين گازها با هواي مرطوب توليد اسيد سيتريک مي نمايند ، که در اين حالت موجب پوسيدگي شديد فلزات مي شوند.

—چنانچه غلظت NO2 و حدود ppm 0/25 برسد قابليت ديد را به ميزان قابل توجهي کاهش خواهد داد.

—اگر گياهان به مدت 10 الي 12 روز در معرض هواي محتوي ppm NO2 0/5 قرار بگيرند رشد آنها بسيار کاهش مي يابد.

—بر اساس تخمين سازمان بهداشت جهاني، كل اكسيدهاي نيتروژن توليدي در سطح جهان، سالانه 150 ميليون تن اعلام گرديده كه حدود نيمي از آن ناشي از فعاليت‌هاي طبيعي و نيم ديگر ناشي از فعاليت‌هاي انساني است.

—

—اکسيد گوگردگاز بي رنگ، غيرآتش زا و بي بو است که در سطح کره زمين در تراکمهاي پايين وجود دارد.

—هنگامي که غلظت آن بين ppm  1 – 0/3در اتمسفر باشد بر حس چشايي اثر خواهد گذاشت

—در مقادير بالاتر از ppm   3 بوي بدي به همراه خواهد داشت.

—وقتي SO2در اتسفر منتشر شود در جريان واکنش هاي پيچيده به صورت ذرات معلق سولفات( SO4) درمي آيد.

—دي اکسيد گوگرد معمولا در اتمسفر تبديل به تري اکسيد گوگرد و تري اکسيد گوگرد تبديل به اسيد سولفوريک مي شود.

—اکسيدهاي گوگرد در صورتيکه در هوايي قرار نگيرند که ذرات معلق در آن وجود داشته باشند و رطوبت نسبي نيز نسبتا بالا باشد، شديدترين اثر نامطلوب را بر آلوده نمودن محيط زيست خواهند داشت.

—طبق برآورد سازمان بهداشت جهاني به طور تقريبي 294 ميليون تن از اين گاز در سطح جهان توليد مي شود که حدود نيمي از اين مقدار از منابع طبيعي (فعاليت آتش فشان) توليد مي شود و نيم ديگر آن توسط فعاليتهاي انساني به وجود مي آيد که اساسا در اثر احتراق سوختهاي فسيلي است.

—به هر ماده‌اي بجز آب خالص كه به صورت مايع يا جامد در اتمسفر تحت شرايط نرمال در اندازه ميكروسكوپي يا زير ميكروسكوپي اما بزرگتر از ابعاد مولكولي (حدود 2 آنگسترم) موجود باشد، ذره معلق (PM) گويند.

—يك توصيف كامل از ذرات موجود در جو نيازمند تعيين موارد ذيل مي‌باشد:

—الف ) غلظت

—ب ) اندازه

—ج ) تركيب شيميايي

—د ) فاز (مايع يا جامد)

—

—تقسيم بندي از اندازه ذرات معلق جوي :

—ذرات مایع

—هیدروکربن های حلقوی معطر

—ذرات حاوی کربن ناشی از احتراق ناقص

—آئروسل : ذرهء ریز جامد یا مایع پراکنده در جو را گویند.

—گرد و غبار : ذرات جامد در اثر سایش موجود در جو می باشد.

—ذرات جامد که در اثر سرد شدن بخارات حاصل می گردد.

—

—از لحاظ اندازه به دو دسته تقسيم مي‌شوند:

—الف ) كوچكتر از μm 2/5 كه ذرات ریز (Fine) ناميده مي‌شوند.

—ب ) بزرگتر از μm 2/5 كه ذرات درشت (Coarse) ناميده مي‌شوند.

—منابع ذرات به دو دسته تقسيم مي‌شوند:

—الف ) اوليه : به ذراتي كه مستقيماً از منابعي همچون غبار بوجود آمده در اثر باد توسط هوا در هنگام حمل و نقل و دودكش ها پخش مي‌شوند،گفته مي شود.

—ب ) ثانويه : به ذراتي كه در اتمسفر توليد مي‌گردند، اطلاق مي‌شود. براي مثال مي‌توان از واكنش‌هاي شيميايي فاز گاز كه اجزا قابل ميعان توليد مي‌كنند، نام برد.

—منابع اوليه، ذراتي در همة اندازه‌ها توليد مي‌كنند ولي منابع ثانويه بيشتر ذراتي با اندازة كوچكتر از ميكرون توليد مي‌نمايند.

—سرب از جمله فلزاتی است که موارد استعمال بسيار دارد.

—سرب چه به صورت غبار و چه به صورت نمک های مختلف ، از طريق دودکش کارخانه های مختلف وارد هوا می گردد.

—خطرناکترين و وسيعترين مرکز پخش اين ماده سمی از محيط زيست ، اتومبيل است.

—در بنزين با ترکيبات تترااتيل سرب C2H5)4 Pb) (که توان ضد کوبش را در هنگام احتراق بنزین افزایش دهد) و تترامتيل سرب (CH3)Pb يافت می شود.

—در اثر سوختن بنزين از اتومبيل، سرب تبديل به اکسيد سرب می شود.

 

—امروزه از ETBE و  MTBE   به جای تترا اتیل سرب در بنزین استفاده می کنند.

—عمدتاً سرب به صورت ذرات به هوا منتشر می شود.

—خوشبختانه در ایران، استفاده از تترا اتیل سرب در بنزین از سال 1379 متوقف شده است.

—در آلمان سالانه بين 7000 تا 8000 تن سرب وارد هوا می گردد.

—در جهان مقدار سرب توليد شده بوسيله اتومبيل ها و کارخانه های صنعتی به سالانه حدود 500000 تن می رسد.

—ازون (O3 ) آلوتروپ سه اتمي اکسيژن يا اکسيژن فعال يا اکسيژن سه ظرفيتي، يکي از اجزاي طبيعي هوايي است که ما هر روزه تنفس مي کنيم.

—ازون زماني تشکيل مي گردد که ملکولهاي اکسيژن (O2 ) توسط پرتودهي فرابنفش خورشيد ، رعد و برق و قوس الکتريکي به دواتم تفکيک مي شود .

—ازن در اثر واكنش‌هاي فتوشيميايي فی مابین هيدروكربن هاي خروجي از اگزوز ماشين ها و اكسيدهاي نيتروژن در اتمسفر بوجود مي‌آيد و محرک چشم، گلو و ريه است.

—آلاينده‌هاي اوليه‌اي كه در شكل‌گيري ازن شركت دارند، ‌اكسيدهاي نيتروژن (NOx) و مجموع هيدروكربن‌ها (THC) مي‌باشند.

—غلظت هاي متوسط ازن بيرون از ساختمان در يک منطقه يبن ppm 0/05- 0/03ميباشد.

—هواي تازه و نيرو بخش پس از يک طوفان به همراه رعد و برق بهاري بخاطر توليد طبيعي ازون مي باشد.

—بوي خشک کن لباسشويي بهمين دليل است .

—ازون با سرچشمه بوها و مواد شيميايي نامطبوع و خطرناک واکنش مي دهد .

—منابع آلاينده هاي شيميايي که حدود ٩٩ درصد آنها از ملکولهاي سير نشده تشکيل شده اند ، مي توانند با ملکولهاي اضافي مانند ازون واکنش دهند.

— ( دود سيگار با بيش از ٣٦٠٠ ترکيب شيميايي ، يک نمونه از آلاينده ها می باشد .)

—

—ملکول ازن با دادن اتم اکسيژن سوم غير مزدوج خود در روند شيميايي ، خود به اکسيژن معمولي تبديل ميشود:

—براي مثال فرمالدئيد ، که در تخته سه لا ، کابينتها ، مبلمان ، دود سيگار ، پتوهاي نو ، پرده هاي نو ، کاغذهاي ديواري ، قابها و ذرات چوب يافت مي شود بصورت زير با ازون واکنش ميدهد :

—فرماهيد + ازن > دي اکسيد کربن + آب + اکسيژن

—HCHO + 2O3> CO2 + 2O2

—چنانچه در معرض مقادير زياد ازون براي مدت زمان زيادي قراربگيريد ميتواند خطرناک باشد.

—اداره غذا و دارويي آمريکا (FDA)تنفس ppm 0/05، ٢٤ ساعته در روز را ايمن و بي خطر مي داند.اين يک استاندارد محتاطانه است زيرا غلظت هاي طبيعي ازون اغلب به ppm  0/065،يعني ٢٥ درصد از محدوده عنوان شده توسط اداره غذا و دارو ، مي رسد.