Загрязнение и охрана атмосферы

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  физикохимическими 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 утилиза-ции 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) га-зов 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 сульфатноцеллюлозного  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 вентиляцион-ных 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 со-оружения высотой с 10—15-этажный  дом. Они улавливают летучую золу, образующуюся при сжигании твер-дого топлива. Специалисты работают над  усовершенствованием конструкций  этих аппаратов, повышением их эффективности  и надежности. Последний образец  рассчитан на производительность более  миллиона кубомет-ров 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 буду-щем эти затраты еще более возрастут. Какой же выход? Он есть. Надо искать такие пути развития промышленности и достижения чистоты атмо-сферы, 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 ком-плексному 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 эф-фективность 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 кото-рой лежит воздействие высоких температур на руды и концентраты, приводит к загрязнению атмосферы и час-то 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  комби-нат—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 не-нужным доменный процесс с его  дорогим и громоздким оборудованием, которое загрязняет атмосферный  воз-дух. 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 медноцинковых концен-тратов с отвальным шлаком и пылью  ежегодно теряется 70 тыс. т цинка. Кроме  цинка, руда содержит серу, же-лезо. 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 техноло-гические 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 на-пример, испаряются и конденсируются потом в чистом виде, другие выпускаются сразу в ковш. КИВЦЭТ по-зволяет извлекать из руды буквально все, что в ней есть. Так, из сырья на заводе получают не только такие тра-диционные 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 до-полнительной 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 толь-ко 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 неприхотли-вость: 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  ис-пользовать 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 име-ют 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  научнотехнические 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. Санитарнозащитные 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 санитарнозащитными зонами. Размер санитарно-защитной зоны до границы жилой застройки устанавливается: а) для предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными и непри-ятно 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:

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. Общеизвестна роль газовой промышленности в оздоровлении атмосферы городов при замене угля и нефте-продуктов на природный газ. Установлено, что если уровень загрязненности атмосферного воздуха при исполь-зовании угля принять за единицу, то сжигание мазута даст 0,6, а использование природного газа снижает эту величину до 0,2. Создание в СССР Единой системы газоснабжения страны позволило решить проблему защиты атмосферы городов. В настоящее время в СССР природный газ получают свыше 140 тыс. городов и населенных пунктов. И недаром, по признанию специалистов многих зарубежных стран, воздушный бассейн городов пашей страны является самым чистым.