< Предыдущая		Оглавление		Следующая >

2.4. Вредные газы и пары

Многие технологические процессы на предприятиях металлургической, химической, нефтехимической промышленности, в ряде цехов машиностроительных заводов, на многих других производствах сопровождаются поступлением вредных газов и паров в атмосферный воздух. Изготовление и использование полимерных материалов и смол сопровождается выделением токсичных веществ. По этой причине ограничено применение в строительстве фенолформальдегидных полиэфирных смол. Выделяют вредные для живых организмов газы дифенилпропан, эпоксидные смолы и др. Полистирольные и поливинилхлоридные пленки загрязняют атмосферу стиролом, дибутилфталатом. Активным загрязнителем атмосферного воздуха является транспорт, в первую очередь автомобильный.

Примерный состав продуктов, находящихся в промышленных газообразных выбросах, приведен в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Состав отходящих газов по отраслям промышленности

Вид производства	Химический состав газообразных отходов
Переработка нефти	Меркаптаны, сероводород, аммиак, органинческие соединения азота, оксид углерода
Производство газа из каменного угля	Соединения серы (сероводород, сероугленрод, тиофен, тиолы, серооксид углерода)
Переработка природного газа	Сероводород, меркаптаны
Производство кислот и щелочей	Кислородные соединения азота и серы
Производство минеральных и орнганических удобрений	Аммиак, соединения серы, фтористый вондород, меркаптаны, триметиламин и др.
Химические заводы (производстнво смол, лаков, пластмасс, жиров, масел и т.д.)	Формальдегид, амины, амиды, растворитенли, соединения серы, ацетилен, фенол и др.
Фармацевтические заводы, пивонваренные заводы, процессы сбражинвания	Амины, восстановленные соединения серы, фурфурол, метанол
Текстильные и бумажные фабринки	Мочевина, продукты распада крахмала, динметил сульфид

Основными газовыми загрязнителями атмосферного воздуха являются следующие вещества.

Оксид углерода (угарный газ СО) - бесцветный газ, без запаха. Высокотоксичное вещество. Плотность по отношению к воздуху 0,967. Образуется в результате неполного сгорания углерода (сгорание углерода в условиях недостатка кислорода). Выделения СО происходят в литейных, термических, кузнечных цехах, в котельных, особенно работающих на угольном топливе; СО содержится в выхлопных газах автомашин, тракторов и т.д.

Сероводород (H₂S) - бесцветный газе запахом тухлых яиц. Температура кипения 60,9

Диоксид серы (сернистый газ SO₂) - бесцветный газ с острым запахом. Плотность по отношению к воздуху 2,213. Встречается при сжигании топлива, содержащего серу, в котельных, кузницах, литейном производстве, при производстве серной кислоты, на медеплавильных заводах, в кожевенном производстве и ряде других. Весьма распространенное вредное вещество.

Окислы азота являются смесью соединений азота при их различном соотношении. Весьма распространенные вредные вещества, выделяются при производстве азотной кислоты, удобрений, при взрывных работах и др.

Газовые загрязнения, как и аэрозольные, значительно ухудшают качество атмосферного воздуха, а в ряде случаев делают его непригодным для нахождения в нем людей.

Для того чтобы избежать этих тяжелых последствий и поддерживать качество воздуха на уровне, соответствующем санитарным требованиям, выбросы в атмосферу должны очищаться не только от аэрозольных загрязнений, но также от вредных паров и газов проведением технологических мероприятий.

Газообразные загрязнители атмосферного воздуха (вредные газы и пары) по существу представляют собой газовые растворы (смеси газов). Наиболее важной характеристикой любого раствора является его состав. Он отражает и качественную (из каких компонентов раствор состоит), и количественную (в каких концентрациях компонент содержится в растворе) стороны раствора. Имеется несколько способов выражения концентраций раствора.

Гомогенную газовую смесь представляют в виде смеси идеальных газов, считая возможным применять к ней и к каждому ее компоненту законы идеальных газов. Существует несколько общепринятых способов выражения состава такой смеси.

Для расчетов процессов, связанных с изменением давления в системе, состав смеси обычно задают в единицах давления. Согласно закону Дальтона, давление газовой смеси Р можно подсчитать, складывая парциальные давления р_i ее компонентов:

(2.5)

Задание состава идеальной газовой смеси набором парциальных давлений ее компонентов равносильно заданию количества (числа молей) каждого компонента в долях от общего количества (числа молей) смеси.

По закону Амага, аналогичному закону Дальтона, предполагается аддитивность парциальных объемов V_i:

(2.6)

Исходя из этого, состав смеси может задаваться парциальными объемами компонентов в единицах измерения объема.

Часто составы смесей задают относительными величинами, используя для этого объемные, молярные и массовые доли или проценты.

Объемная доля i-го компонента v_i, выражается отношением его парциального объема к объему смеси, молярная доля n_i - количеством вещества (молей) i-го компонента, отнесенным к количеству вещества (молей) смеси, массовая доля g_i - отношением массы i-го компонента к массе смеси:

(2.7)

Численные значения объемных и молярных долей компонентов идеальной газовой смеси одинаковы (v_i = n_i), так как в равных объемах идеальных газов при равенстве температур и давлений содержится одинаковое количество вещества (молей). Массовые доли связаны с объемными и молярными долями соотношением

(2.8)

где М - средняя (кажущаяся) молярная масса смеси, которую подсчитывают по правилу аддитивности:

(2.9)

Очевидно, что

(2.10)

Наряду с долями содержание компонентов смеси выражают в объемных, молярных и массовых процентах, а также в относительных мольных или массовых концентрациях.

< Предыдущая		Оглавление		Следующая >