Экология. Атмосферный воздух и его охрана

Трудно переоценить воспитательное значение нового закона. Как и другие действующие у нас законы, он вырабатывает в каждом гражданине уважительное, бережное отношение к окружающей среде, учит всех нас соответствующему поведению.

Очистка выбросов в атмосферу. Техника газоочистки располагает  разнообразными методами и аппаратами удаления пыли и вредных газов. Выбор  метода для очистки газообразных примесей определяется в первую очередь  химическими и физико-химическими  свойствами этой примеси. Большое влияние  на выбор метода оказывает характер производства: свойства имеющихся в  производстве веществ, их пригодность  в качестве поглотителей для газа, возможность рекуперации (улавливание  и использование продуктов отходов) или утилизации уловленных продуктов. 
Для очистки газов от сернистого ангидрида, сероводорода и метилмеркаптана используется нейтрализация их раствором щелочи. В результате получают соль и воду. 
Для очистки газов от незначительных концентраций примесей (не более 1 % по объему) применяют прямоточные компактные абсорбционные аппараты.

Наряду с жидкими поглотителями—абсорбентами—для очистки, а также для сушки (обезвоживания) газов могут быть применены твердые поглотители. К ним относятся различные марки активных углей, силикагель, алюмогель, цеолиты.

В последнее время для  удаления из газового потока газов  с полярными молекулами стали  применять иониты. Процессы очистки  газов адсорбентами осуществляют в  адсорберах периодического или непрерывного действия.

Для очистки газового потока могут быть использованы сухие и  мокрые окислительные процессы, а  также процессы каталитического  превращения, частности, для обезвреживания серосодержащих газов сульфатно-целлюлозного производства (газов варочного и  выпарного цехов и др.) используют каталитическое окисление. Этот процесс  осуществляется при температуре 
500—600 °С на катализаторе, в состав которого входят оксиды алюминия, меди, ванадия и других металлов. Сероорганические вещества и сероводород окисляются до менее вредного соединения—сернистого ангидрида (ПДК для сернистого ангидрида 0,5 мг/м3, а для сероводорода 0,078 мг/м3).

На киевском комбинате  «Химволокно» действует уникальная комплексная система очистки  вентиляционных выбросов вискозного производства. Это сложный комплекс механизмов, компрессорных агрегатов, трубопроводов, огромных абсорбционных емкостей. Каждые сутки через машинные «легкие» проходит 6 млн. м3 отработанного воздуха, причем производится не только очистка, но и  регенерация.

До сих пор на вискозном  производстве комбината значительная часть сероуглерода уходила в  атмосферу. Система очистки позволяет  не только уберечь от загрязнения  окружающую среду, но и сэкономить ценный материал.

Для удаления пыли из выбросов тепловых электростанций широко применяют  электрофильтры..' Это сооружения высотой с 10—15-этажный дом. Они улавливают летучую золу, образующуюся при сжигании твердого топлива. 
Специалисты работают над усовершенствованием конструкций этих аппаратов, повышением их эффективности и надежности. Последний образец рассчитан на производительность более миллиона кубометров газа в час, который используется в качестве сырья для производства строительных материалов.

Безотходное производство. Малоотходные и безотходные технологические  процессы позволяют сократить или  полностью исключить загрязнение  окружающей среды, полнее использовать запасы минеральных ресурсов, обеспечить комплексную переработку первичного сырья и отвалов промышленных предприятий, получать дополнительно  продукцию и тем самым повысить эффективность народного хозяйства.

На охрану атмосферного воздуха  тратятся колоссальные средства. Стоимость  очистных сооружений многих предприятий  достигает трети основных производственных фондов, а в ряде случаев—40—50%. В  будущем эти затраты еще более  возрастут

Какой же выход? Он есть. Надо искать такие пути развития промышленности и достижения чистоты атмосферы, которые не исключали бы друг друга  и не вызывали роста расходов на очистные сооружения.

Один из таких путей—переход к принципиально новой безотходной технологии производства, к комплексному использованию сырья.

Технология безотходного производства — новая ступень  развития научно- технической революции. Современные наука и техника  дают возможности для преодоления  тех противоречий, которые возникают  между устаревшими методами производства и стремлением освободить от вредного влияния природную среду. 
Заводы и фабрики, основанные на технологии без отходов,— в общем индустрия будущего. Но уже и сейчас такие предприятия существуют, например, в легкой и пищевой промышленности. Есть целый ряд предприятий и малоотходного производства. Оренбургское газовое месторождение стало давать попутную продукцию—сотни тысяч тонн серы. На Кировоканском химическом заводе имени Мясника прекращен выброс в атмосферу ртутных газов. Они вторично введены в технологический цикл как дешевое сырье для производства аммиака и карбамида. Вместе с ними в воздушный бассейн уже не попадает вреднейшее вещество—двуокись углерода, составляющая 60% всех выбросов завода. 
Предприятия комплексного использования сырья дают обществу огромную выгоду: резко повышается эффективность капитальных вложений и столь же резко снижаются затраты на строительство дорогостоящих очистных сооружений. 
Ведь полная переработка сырья на одном предприятии всегда дешевле, чем получение тех же продуктов на разных. А безотходная технология устраняет опасность загрязнения окружающей среды. Использование природных ресурсов становится рациональным, разумным.

История древнего мира рассказывает нам об огнепоклонниках, которые  молились пламени. «Огнепоклонниками» можно назвать и металлургов. 
Пирометаллургия (от древнегреческого «пир»—огонь), в основе которой лежит воздействие высоких температур на руды и концентраты, приводит к загрязнению атмосферы и часто не позволяет комплексно использовать сырье.

В нашей стране немало делается для уменьшения опасности загрязнения  среды отходами традиционных металлургических производств, и здесь будущее  за принципиально новыми решениями.

На железных .рудах Курской магнитной аномалии строится Оскольсний электрометаллургический комбинат—первое отечественное предприятие бескоксовой металлургии. При таком способе производства резко снижаются вредные выбросы в атмосферу, открываются новые перспективы получения высококачественных сталей. На Оскольском электрометаллургическом комбинате будет использована новая для отечественной черной металлургии технологическая схема: металлизация—электроплавка. Полученные из богатых железорудных концентратов обожженные окатыши металлизируются в двенадцати шахтных печах (рис. 18), в которых оксиды железа восстанавливаются нагретым до 850 °С газом — смесью СО и Н2.

Поскольку для выплавки высококачественной стали можно обойтись без чугуна, то, значит, становится ненужным доменный процесс с его дорогим и  громоздким оборудованием, которое  загрязняет атмосферный воздух.

У новой технологии еще  одно важное достоинство: прямое восстановление железа в потоке позволяет обойтись без кокса. А это означает, что  развитию металлургии, не будет помехи из-за сокращения запасов коксующихся  углей.

Проблема отходов не только в том, что при этом загрязняется биосфера, но и в том, что некомплексно используется сырье.

Только на уральских предприятиях цветной металлургии при выплавке меди из медно-цинковых концентратов с  отвальным шлаком и пылью ежегодно теряется 70 тыс. т цинка. Кроме цинка, руда содержит серу, железо. Кстати, 50—60% стоимости многих медных руд приходится на серу и еще 10—12% на железо.

На Иртышском полиметаллическом  комбинате имени 50-летия Казахской  ССР действует агрегат КИВЦЭТ. За этим названием принципиально  новый процесс получения цветных  металлов— кислородно-взвешенная циклонно- электротермическая плавка. Цель процесса—объединить в одном агрегате все операции от подготовки руды, выходом готового металла, использовав в качестве топлива серу, ранее выбрасываемую в атмосферу.

Самое трудное-—это отойти от традиции, преодолеть инерцию мышления. 
Восемь тысяч лет существует цветная металлургия. Из глубины веков пришли к нам апробированные, ставшие уже каноническими технологические процессы. 
Немыслимо было представить завод без мрачных «зонтиков» ядовитого дыма.

Главные «участники» нового процесса — кислород и электричество. 
Соответственно и сам агрегат состоит из двух зон. В первой идет подготовка руды и плавка. Топливом здесь вместо кокса служит сера, содержащаяся в самой руде. Она полностью сгорает в кислороде, выделяя большое количество тепла. А затем расплав поступает во вторую зону и течет между электродами, распадаясь на составные части. Некоторые металлы, цинк например, испаряются и конденсируются потом в чистом виде, другие выпускаются сразу в ковш. 
КИВЦЭТ позволяет извлекать из руды буквально все, что в ней есть. Так, из сырья на заводе получают не только такие традиционные металлы, как медь, свинец, цинк, но и кадмий и редкие металлы.

Пока что с помощью  КИВЦЭТ получают такую же медь, как  и в шахтных печах. 
Металл нуждается в дополнительной обработке. В будущем намечается «обучить» агрегат выплавлять чистую медь.

КИВЦЭТ запатентован в США, ФРГ, Франции и др.— в 18 странах. Металлургов привлекает в нем не только простота в обращении и обслуживании, не только возможность автоматизировать сложный и трудоемкий процесс выплавки металла, не только отсутствие вредных выбросов, но и в первую очередь его неприхотливость: ведь он способен перерабатывать сырье, которое раньше считалось бросовым — с содержанием металла в 6—7 раз ниже нормы. Никакая другая технология такое сырье не возьмет. Более того, и отходов металла в шлаке у него гораздо меньше, чем при обычном процессе.

В ноябре 1979 г. в Женеве состоялось общеевропейское совещание на высоком  уровне по сотрудничеству в области  охраны окружающей среды. На нем представлены практически все европейские  государства, а также США и  Канады. 
Совещание приняло Декларацию о малоотходной и безотходной технологии и использовании отходов.

В Декларации подчеркнута  необходимость защитить человека и  окружающую его среду и рационально  использовать ресурсы путем поощрения  развития малоотходной и безотходной  технологии и использования отходов. Сокращение отходов и выброса  загрязняющих веществ и в различных  циклах производства намечается путем  использования усовершенствованных  промышленных процессов при создании новых или реконструкции существующих производственных объектов, создания продукции с особым учетом требований увеличения ее долговечности, облегчения ремонта и повторного использования, когда это возможно. Большое значение имеют регенерация и использование  отходов, превращение их в полезный продукт, в частности, путем извлечения ценных веществ и материалов из отходных газов, лучшего использования энергии, содержащейся в отходах н остаточных продуктах. Важно повторное использование большего количества отходов в качестве вторичных сырьевых материалов в других производственных процессах. Рекомендуется рациональное использование сырьевых материалов в производственных процессах и в течение всего жизненного цикла продуктов, замены истощающихся видов сырья другими доступными видами. Необходимо рациональное использование энергетических ресурсов в процессе производства и потребления энергии и в случае практической осуществимости—использования сбросного тепла.

Большое внимание уделяется  оценке промышленного применения в  производственных масштабах малоотходной и безотходной технологии в целях  оптимального использования сырья  и энергии, включая возможности регенерации, рециркуляции и экономическую эффективность, с учетом экологических и социальных последствий.

Для создания безотходного промышленного  производства а масштабах всей страны необходимо разработать научно-технические  основы планирования и проектирования региональных территориально-промышленных комплексов, в которых отходы одних предприятий могли бы служить сырьем для других. 
Внедрение таких комплексов неизбежно потребует перестройки связей между предприятиями и отраслями народного хозяйства, больших затрат. Однако все это со временем окупится сторицей, поскольку промышленность получит огромный приток ранее не используемых сырья и материалов, не говоря уже о том, насколько чище и безвреднее станет окружающая нас среда.

Санитарно-защитные зоны. Предприятия, их отдельные здания и сооружения с технологическими процессами, являющимися  источниками выделения в атмосферный  воздух вредных и неприятно пахнущих веществ, отделяют от жилой застройки  санитарно-защитными зонами. 
Размер санитарно-защитной зоны до границы жилой застройки устанавливается: а) для предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными и неприятно пахнущими веществами,— непосредственно от источников загрязнения атмосферы сосредоточенными (через трубы, шахты) или рассредоточенными выбросами (через фонари зданий и др.), а также от мест загрузки сырья или открытых складов; б) для тепловых электрических станций, производственных и отопительных котельных—от дымовых труб. 
В соответствии с санитарной классификацией предприятий, производств и объектов устанавливаются следующие размеры санитарно-защитных зон для предприятий: 
Таблица 3 
|Класс предприятия |Расстояние, м | 
|I |1000 | 
|11 |500 | 
|111 |300 | 
|IV |100 | 
|V |50 |

Перевод отопительных систем на газ. Большое значение для оздоровления воздушного бассейна имеет перевод  городских отопительных систем на газовое  топливо. В 1980 г. 185 млн. советских людей  использовали в быту газ. С его  помощью производят 87% стали, свыше 60% цемента. Каждая третья ГРЭС или ТЭЦ  работает на газе. Он же дает до 90% удобрений, вырабатываемых в стране.

Советский Союз в короткие сроки превратился в одну из крупных  газодобывающих стран мира. Если в 1955 г. в СССР добывалось всего лишь 9 млрд. м3 газа. В 1980 г. уже было добыто свыше 435 млрд. м3 газа. На 1985 г. поставлена задача довести уровень его добычи до 600—640 млрд. м3.