Główne metody oczyszczania gazów odlotowych

Ze względu na emisję przez transport ogromnej ilości zanieczysz-czeń do atmosfery konieczne jest inwestowanie w ekologiczne środki  transportu  i  modyfikacja  już  istniejących.  W  związku  z  tym  inżynieria  środowiska proponuje coraz nowsze, mniej emisyjne lub niskoemisyj-ne samochody wyposażone w doskonalsze silniki i lepsze katalizatory,  wdrażanie nowych technologii w transporcie lotniczym, modyfikowane  paliwa  (np.  bezołowiowe),  rozbudowę  transportu  elektrycznego  (np.  szynobusy, trolejbusy) czy też inżynieryjne działania w dziedzinie orga-nizacji ruchu.

Propozycje przygotowywane w ramach inżynierii ekologicznej tak-że  przyczyniają  się  do  ochrony  powietrza.  MoPropozycje przygotowywane w ramach inżynierii ekologicznej tak-że  to  być  na  przykład  tworzenie izolacyjnych pasów zieleni wokół zakładów przemysłowych,  ponieważ  zieleń  skutecznie  zatrzymuje  zanieczyszczenia  gazowe,  a szczególnie pyły, choć oczywiście tylko w ograniczonym stopniu.

Kończąc  powyższe  rozważania  na  temat  ochrony  powietrza  w  kontekście  rozwiązań  proponowanych  przez  inżynierię  środowi-ska,  warto  wspomnieć  również  o  monitoringu  zanieczyszczeń  po- wietrza. Wykorzystuje się do tego trzy metody: pasywną, aspiracyj-ną  i  izolacyjną.  Metoda  pasywna  polega  na  miesięcznej  ekspozycji  specjalnie  przygotowanych  próbników  zawieszonych  na  wysokości  około 3 m. W metodzie aspiracyjnej zasadą jest przepuszczanie zna- nej objętości badanego powietrza przez odpowiednio dobrane cie- kłe lub stałe substancje pochłaniające zwane sorbentami. Stosowa-na  jest  w  przypadku  niskiego  stężenia  zanieczyszczeń  w  miejscach  poboru. Natomiast trzecia metoda – izolacyjna – polega na pobraniu  do naczynia określonej objętości powietrza, którą następnie podda-je  się  analizie.  Metoda  ta  jest  stosowana,  gdy  stężenia  zanieczysz-czeń są wysokie. 

7.3. Główne metody oczyszczania gazów odlotowych

Oczyszczanie gazów opiera się na procesach chemicznych i fizyko-chemicznych.  Praktyczna,  przemysłowa  realizacja  metod  oczyszczania  gazów  odbywa  się  w  procesach  ciągłych,  w  których  doprowadzanie  zanieczyszczonych  gazów  i  reagentów,  a  następnie  odbiór  produktów  oczyszczania następują bez zatrzymywania aparatów i urządzeń pomoc- niczych. Wybór metody i technologii oczyszczania zależy od rodzaju za-nieczyszczeń  i  ich  właściwości,  wielkości  strumienia  gazu,  wymaganej  sprawności  oczyszczania  i  warunków  lokalnych.  Najczęściej  stosowane 

metody usuwania zanieczyszczeń gazowych ze strumieni gazów odloto-wych są następujące: 

• absorpcja – proces polegający na dyfuzji cząstek gazu do całej obję-tości cieczy na skutek różnicy stężeń składników;

• adsorpcja  –  proces  pochłaniania  gazów  i  par  na  zewnętrznej  po-wierzchni ciała stałego oraz w jego porach pod wpływem działania  sił powierzchniowych; • spalanie – metoda unieszkodliwiania gazów pochodzących z proce-sów technologicznych i wentylacji pomieszczeń; • kondensacja – metoda polegająca na usuwaniu gazów odlotowych  o wysokich temperaturach wrzenia poprzez chłodzenie wodą lub po-wietrzem; • kompresja, czyli proces, w którym mieszanina par substancji zanie- czyszczającej powietrze jest sprężana, przy równoczesnym odprowa-dzeniu wydzielającego się ciepła. 

Warto  w  tym  miejscu  przybliżyć  metodę  spalania  zanieczyszczeń  w gazach odlotowych, służącą głównie do oczyszczania gazów zawie-rających domieszki palne. Warunki konieczne jej stosowania to wysoka  temperatura gazów i ich zapylenie, ponadto powinny one stanowić mie- szaninę różnych substancji o niewielkim stężeniu (do 0,3% obj.). Spala- nie prowadzi się w palnikach, pochodniach i komorach spalania w tem-peraturach 800–1200ºC. Proces ten odznacza się wysoką skutecznością  (do  99%)  i  w  większości  przypadków  jest  metodą  bezodpadową.  Jest  jednak  energochłonny  i  kosztowny,  wymaga  bowiem  podgrzewania  oczyszczonych gazów przez użycie dodatkowego paliwa gazowego lub  płynnego. Wyróżniamy spalanie płomieniowe (przy wysokiej temperatu- rze), bezpłomieniowe (spalanie o charakterze objętościowym) lub kata-lityczne (w temperaturze ok. 400ºC). Najprostszy dopalacz katalityczny  zbudowany jest z przewodu odprowadzającego gazy odlotowe, w któ-rym umieszczono złoże katalityczne.

Interesującym  rozwiązaniem  inżynieryjnym  w  ochronie  powietrza  jest  kombinowana  metoda  adsorpcji  i  spalania.  Strumień  zanieczysz-czonych  gazów  kieruje  się  do  urządzenia,  w  którym  najpierw  zanie-czyszczenia są wychwytywane, a następnie oczyszczone gazy uchodzą  na  zewnątrz.  Po  zakończeniu  tego  procesu  zaczyna  się  drugi  proces 

7.3. Główne metody oczyszczania gazów odlotowych

polegający  na  przetransportowaniu  zanieczyszczeń  małym  strumie-niem  gazu  do  dopalacza  termicznego,  w  którym  zanieczyszczenia  są  likwidowane.

Skutecznym rodzajem działań inżynieryjnych podejmowanych w za- kresie ochrony powietrza jest poprawa jakości węgla używanego w pro-cesach  energetycznych.  Stosowane  są  dwie  podstawowe  metody:  od-siarczanie  i  odpirytowanie  węgla.  Odod-siarczanie  jest  jednym  z  tańszych  sposobów  ograniczania  emisji  siarki  do  atmosfery.  Ponadto  przyczy-nia  się  do  zmniejszenia  ilości  powstających  w  miejscu  spalania  węgla  odpadów i zmniejszenia kosztów transportu. W procesie tym usuwa się  siarkę występującą w węglu w postaci pirytu (siarczek żelaza) oraz w po- staci siarki organicznej, chemicznie związanej z węglem. Natomiast odpi- rytowanie węgla może się odbywać metodą flotacyjną bądź grawitacyj-ną. Pierwsza powoduje usunięcie około 40% siarczku żelaza zawartego  w węglu, w drugiej usuwa się do 80% siarki pirytowej. Uzyskany w ten  sposób siarczek żelaza może służyć do produkcji kwasu siarkowego i czy-stego żelaza.  Istnieją również inne metody ochrony powietrza, które – choć rza-dziej  stosowane  –  także  zasługują  na  krótką  charakterystykę.  Pierwsza  z nich to dezodoryzacja gazów odlotowych, polegająca na częściowym  utlenieniu, usunięciu grupy funkcyjnej lub na innej modyfikacji budowy  cząsteczki odorantu. Odór można likwidować za pomocą utleniania ozo-nem lub chlorem. Kolejną metodą jest biodegradacja, czyli biologiczny rozkład, za spra- wą którego dochodzi do likwidacji substancji zanieczyszczających podat-nych na ten proces, wykazujących rozpuszczalność w wodzie i wolnych  od  domieszek  trujących  dla  mikroorganizmów.  Do  przeprowadzenia  procesu  biologicznego  oczyszczania  gazów  służą  płuczki  biologiczne  i biofiltry. 

Techniki membranowe znalazły zastosowanie w usuwaniu par roz- puszczalników organicznych zanieczyszczających powietrze i gazy odlo-towe.  Wykorzystuje  się  tu  różnicę  ciśnienia,  stężenia,  temperatury  lub  potencjału elektrycznego po obu stronach membrany. Separacja składni-ków zachodzi wskutek różnicy w prędkości transportu. 

Niezależnie od przyjętej metody w procesach stosowanych do oczysz-czania gazów odlotowych z zanieczyszczeń gazowych następują przede  wszystkim: odsiarczanie, usuwanie tlenków azotu oraz usuwanie innych  gazowych  zanieczyszczeń,  takich  jak  węglowodory,  par  rozpuszczalni-ków, fluoru, chloru i ich organicznych pochodnych.