Istorija i epizode zagaďenja (1)

Transcript

1 ZAGAĐIVANJE VAZDUHA ZagaĎivanje prirodnim izvorima staro koliko i planeta Samoprečišćavanje atmosfere: oksidacija, taloženje, ispiranje, apsorpcija u vodi, adsorpcija u poroznom tlu Sagorevanje najvažniji vid zagaďenja koje stvara čovek Zbog koncentracije na mala geografska područja često se prevazilazi brzina samoprečišćavanja; SAD ispuštaju 200 mil. tona otpada

2 Istorija i epizode zagaďenja (1) London, 852: Prvi pisani dokument o velikom zagaďenju izazvanom velikim brojem otvorenih ložišta London, 1661: Prvi predlog kako da se smanji zagadjenje u Londonu (učitelj John Evelyn) SAD, 1926: Prva merenja ukupnih taložnih materija u 7 najvećih gradova; utvrďeno μg/m 3 ; današnji propis 75 μg/m 3

3 Istorija i epizode zagaďenja (2) London, 1939: smrtnih slučajeva tokom 4 dana teškog smoga Donora (PA, SAD), 1948, 4 dana: 20 mrtvih, ljudi zatražilo pomoć lekara London, 1952, 7 dana: zagaďenje 7 puta veće od normalnog, uvećanje smrtnosti 3 puta Bor

4 SO 2 (µg/m 3 ) dani Smrtnost SO

5 Definisanje zagaďenog vazduha Čist vazduh: 78% N, 21% O i 1% plemenitih gasova i CO 2 Čist vazduh u prirodi ne postoji pogodnije je definisati štetne supstancije i njihove dozvoljene koncentracije Koncentracija se izražava u SI sistemu, ali i u zapreminskim udelima (ppm, ppb) g / m 3 M ppm *10 24,5 3

6 Gasovite zagaďujuće supstancije SO 2, SO 3, H 2 S NO, NO 2 CO, CO 2 O 3 C m H n pare organskih rastvarača mirisi

7 Čestične zagaďujuće supstancije Prašina (dust): krupne čestice (100 µm), iz raznih mehaničkih operacija Dim (fume): čestice oksida metala, submikronske (0,03 0,3 µm), kondenzacija i sublimacija u raznim procesima Izmaglica (mist): tečne čestice (0,5 3 µm), nastale kondenzacijom i hemijskim reakcijama ČaĎavi dim (smoke): čaď (0,05 1 µm), nastaje pri nepotpunom sagorevanju ugljenika Sprej (aerosol): fino raspršivanje tečnosti

8 Izvori aerozagaďenja Prirodni: polen, spore gljiva, slani aerosol, šumski požari, vulkanske erupcije Veštački: stacionarno sagorevanje SO x, NO x, leteći pepeo, čaď saobraćaj CO, NO x, C m H n, čaď, olovo industrijski procesi deponije otpada gasovite supstance i čestice (uglavnom organske)

9 PROCESNA INDUSTIJA KAO IZVOR EMISIJA Najčešće zatvoreni i kontrolisani procesi, zbog ekonomskih a ne ekoloških razloga PredviĎena je odreďena emisija štetnih supstanci Često moguće povećanje emisija zbog neodgovarajućih režima i grešaka u radu Pri havarijama mogu biti ispuštene vrlo štetne supstance

10 Proizvodnja gvožďa i čelika Crna metalurgija: proizvodnja gvožďa i čelika, valjanje čelika i finalizacija GvožĎe se proizvodi u visokim pećima iz rude, koksa, kreča i vrućeg vazduha Topionički gas sadrži CO i prašinu (3550% Fe, 414%C, 813%SiO, okside Al, Mn, Ca,..) Čelik se proizvodi u pećima ili konvertorima

11 Proces Čestice CO C m H n Ostalo Topionička peć 55,0 875,0 Aglomeracija 75,0 875,0 Proizvodnja čelika, otvorene peći 4,1 0,050 0,015 Bazična oksidacija 25,5 69,5 0,100 Sa električnim lukom 4,6 9,0 0,005 0,120

12 Proizvodnja bakra Proizvodi se iz koncentrata bakarne rude: prženjem Cusulfida, topljenjem i rafinacijom Uz prašinu i okside sumpora, emituju se ugljovodonici i NO x Deo procesa Prženje Topljenje Rafinacija Čestice 42,5 20,0 5,0 Oksidi S 490,0 14,0

13 Proizvodnja amonijaka Katalitička reakcija H (iz prir. gasa i vodene pare) i N na visokim temperaturama Sadržaj gasa: N, H, tragovi CH 4, CO, Ar, NH 3 ; gas se vraća u proizvodnju ali ima i curenja Gubici NH 3 pri transpotu i skladištenju Ukupna emisija i do nekoliko kilograma na tonu proizvedenog NH 3

14 Proizvodnja eksploziva Nitriranje toluena ili celuloze najčešće mešavinom azotne i sumporne kiseline; zatim operacije mehaničkog odvajanja Emituju se NO x, kapljice kiselina, čestice, organska nitrojedinjenja Ukupna emisija i preko 10 kg na tonu proizvoda, veoma zavisi od primenjene tehnologije

15 Veštačka fosfatna Ďubriva Konverzija prirodnih fosfata fosfatnom kiselinom ili termičkim putem Emituju se: silcijumtetrafluorid, SO x, čestice, nekada amonijak Ukupna emisija nekoliko kg po toni

16 Veštačka azotna Ďubriva Amonijum nitratna Ďubriva se dobijaju reakcijom amonijaka sa azotnom kiselinom u 4 faze (neutralizacija, koncentracija, prevoďenje u čvrsto stanje, finalizacija) Emituju se: NO x, NH 3, čestice krečnjaka i čvrstog amonijum nitrata Ukupna emisija: nekoliko kg čvrstih čestica i oko 15 kg gasova po toni prozvoda

17 Iz boksita se dobija Aloksid (glinica), hidroluženjem ili sinterovanjem, a iz glinice elektrolitičkom redukcijom Al Dejstvom NaOH na boksit dobijaju se NaAlO 2 (iz njega Al(OH) 3 pa Al 2 O 3 ) i crveni mulj (smeša oksida Fe, Si, Ti) Glinica se redukuje u ćelijama (pećima) sa ugljenim elektrodama, rastopljena u kriolitu (NaF AlF 3 ) Emisije : Proizvodnja aluminijuma pri proizvodnji glinice čestice i fluoridi pri redukciji fluoridi, ugljovodonici, čestice (Aloksid, C, Alfluorid, Cafluorid, Feoksid)

18 Deo procesa Čestice, Gasoviti fluoridi Čvrsti fluoridi Drobljenje boksita 3,0 Kalcinacija 100,0 Anodne peći za prženje 1,5 0,4 0,4 Redukciona ćelija 40,6 12,4 12,4 Horizontalna Sederberg ćelija 49,2 13,3 13,3 Vertikalna Sederberg ćelija 39,2 15,0 15,0 Manipulacija materijalom 5,0

19 Proizvodnja koksa Termička obrada uglja 1820 h na C; organska jedinjenja se razlažu na koksni gas, tečne produkte i koks Deo procesa Čestice CO C m H n Ostalo Punjenje baterije 0,75 0,30 1,25 0,04 Koksovanje 0,05 0,30 0,75 0,04 Pražnjenje baterije 0,35 0,04 0,10 0,05 Gašenje koksa 0,45

20 Rafinacija nafte Rafinerije su izuzetno kompleksni sistemi Osnovne faze: separacija, destilacija, tretiranje i prerada frakcija Emisija je moguća kod kondenzacije, vakuum destilacije i krekinga; zavisi od ulazne sirovine, tehnologije i proizvoda OslobaĎa se H 2 S, koji se prevodi u elementarni S Klausovim postupkom

21 Proces Čestice kg/10 3 l SO x CO C m H n NO x, NH 3 Aldehidi Katalitički kreking (fluid. jedinica) 0,70 1,41 39,2 0,63 0,36 0,05 Katalitički kreking (pokretni ureďaj) 0,05 0,17 10,8 0,25 0,03 0,03 Tornjevi za hlaďenje 0,72

22 Proizvodnja celuloze Drvna pulpa se dobija ekstrakcijom celuloze iz drveta rastvaranjem lignina, kuvanjem drveta u prisustvu Na 2 S i NaOH, ispiranjem, presovanjem i sušenjem Iako se ostatak sagoreva, u procesu se troši dosta energije Emisija čvrstih čestica i toksičnih gasova

23 Proces Čestice SO 2 CO H 2 S Merkaptani Kuvanje drveta 0,01 0,05 0,75 Ispirači 0,01 0,01 0,10 Isparivači 0,05 0,20 Rezervoari za otapanje soli 2,5 0,05 0,02 0,20 Krečne peći 22,5 0,15 5,0 0,25 0,12