Плата за загрязнение окружающей среды и за пользование природными ресурсами

Экологические платежи  относятся к числу основных элементов  российского экономического механизма  охраны окружающей среды. В 1993 году были подготовлены действующие и в настоящее время «Инструктивно методические указания по взиманию платы за загрязнение окружающей природной среды», утвержденные Минприроды РФ по согласованию с Минфином и Минэкономики России и зарегистрированные Минюстом России (peг. №190 от 24.03.93г.), где закреплены принципы и порядок определения платы за загрязнение окружающей cpеды, порядок расчета массы загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду, а также корректировки размеров платежей природопользователей с учетом освоения ими средств на выполнение природоохранных мероприятий.

Применительно к сбросам  загрязняющих веществ в водные объекты  и выбросам в атмосферный воздух в Инструктивно-методических указаниях  предусмотрена трехзвенная система платежей по дифференцированным (в соотношении 1:5:25) ставкам за предельно допустимый сброс или выброс (ПДС, ПДВ), за временно согласованный (т.е. в пределах установленного лимита) сброс или выброс (ВСС, ВСВ) и за сверхлимитный сброс (выброс).

Современная система  экологических платежей построена на основе отечественных методических разработок по вопросам оценки экономического ущерба от загрязнения окружающей природной среды 80-х годов и определяется условиями ее внедрения в последнее десятилетие.

 

 

 

2. Аппараты  для очистки газовых выбросов, содержащих пыль

Все порошковые технологии сопровождаются интенсивным выделением газопылевых отходов. Пылеобразование  происходит в процессах измельчения, классификации, смешения, сушки и  транспортирования порошковых и  гранулированных сыпучих материалов. Для очистки газопылевых выбросов применяют различное пылеулавливающее оборудование.

Классификация  пылеулавливающего  оборудования основана  на  принципиальных  особенностях  механизма  отделения  твердых  частиц  от  газовой  фазы.  Пылеулавливающее  оборудование  разнообразно  и  может  быть  разделено на  4  типа  (рис.  1).

 

 

Рис. 1. Классификация пылеулавливающего оборудования

 

 

2.1. Простыми  и  широко  распространенными  являются  аппараты  сухой  очистки  воздуха  и газов от  крупной неслипающейся  пыли.  К  их  числу  относятся  разнообразные по  конструкции  циклоны,  принцип действия  которых основан на  использовании центробежной  силы,  воздействующей на  частицы пыли  во  вращающемся потоке  воздуха (рис.  2).

Газы,  подвергаемые  очистке,  вводятся  через патрубок по  касательной к внутренней  поверхности корпуса.  За  счет тангенциального подвода происходит  закрутка  газопылевого  потока.  Частицы пыли  отбрасываются к стенке  корпуса и по  ней ссыпаются  в  бункер.  Газ,  освободившись  от  пыли, поворачивает  на  180°  и  выходит  из  циклона  через  трубу. Циклон  рекомендуется  использовать  для  предварительной очистки  газов  и  устанавливать  перед  фильтрами  или  электрофильтрами.

Рис. 2. Схема работы циклона: 1 – корпус; 2 – патрубок; 3 – труба; 4 – бункер.

 

К «сухим» механическим пылеуловителям также относятся пылеосадительные камеры, принцип работы которых основан на действии силы тяжести (гравитационной силы). Пылеосадительная камера представляет собой пустотелый или с горизонтальными полками во внутренней полости прямоугольный короб, в нижней части которого имеется отверстие или бункер для сбора пыли (рис. 3). Скорость газа в камерах составляет 0,2 – 1,5 м/с, гидравлическое сопротивление 50 – 150 Па. Пылеосадительные камеры пригодны для улавливания крупных частиц (размером не менее 50 мкм). Степень очистки в камерах не превышает 40 – 50 %.

Рис. 3. Пылеосадительные камеры: а  – полая; б – с горизонтальными  полками; в, г – с вертикальными перегородками; I – запыленный газ; II – очищенный газ; III – пыль; 1 – корпус; 2 – бункер; 3 – штуцер для удаления; 4 – полки; 5 – перегородки.

 

Для разделения газового потока на очищенный  и обогащенный пылью газ используют жалюзийные пылеотделители (рис. 4). Отделение  частиц  пыли  от  основного газового  потока  на  жалюзийной  решетке  происходит  под действием  инерционных  сил,  которые  заставляют  частицы пыли  двигаться  вдоль  жалюзийной  решетки,  а  также  за счет  отражения  частиц  от  поверхности  решетки  при  соударении.  Очищенный  от  пыли  поток  воздуха  проходит  через отверстия  жалюзийной  решетки.  Обогащенный  пылью  газовый  поток  направляется  в  циклон,  где  очищается  от  пыли, и  подводится  в  очищенный  поток  газа  за  жалюзийной  решеткой.  Жалюзийные  пылеотделители  отличаются  простотой  конструкции.  Они  применяются  для  очистки  дымовых газов  от  крупнодисперсной  пыли  при  температуре  до  450— 600°С.

Рис. 4. Жалюзийные пылеотделитель: 1 –  решетка.

Ротационные  пылеуловители  предназначены для очистки воздуха от  частиц  размером  более 5  мкм и относятся к аппаратам центробежного действия,  которые одновременно  с перемещением  воздуха очищают его от  пыли.  Принципиальная  конструкция простейшего ротационного  пылеотделителя  представлена  на  рис.  5.  Вентиляторное колесо обеспечивает  подачу  содержащего пыль  воздуха или газа, причем  частицы пыли,  обладающие  большей массой,  под действием центробежных  сил отбрасываются к стенке  спиралеобразного  кожуха  и  движутся  вдоль  нее  в  направлении  пылеприемного  отверстия,  через  которое  они  отводятся  в  пылевой  бункер,  а  очищенный  газ  поступает  в  отводящий  патрубок.  Аппараты  ротационного  типа  отличаются компактной  конструкцией,  так  как  вентилятор  и  пылеуловитель  совмещены  в  одном  корпусе  и  обеспечивают  достаточно  высокую  эффективность  очистки  воздуха  или  газа, содержащих  сравнительно  крупные  частицы  пыли  размером  более  20—40  мкм.

Рис. 5. Пылеотделитель ротационного типа: 1 – вентиляторное колесо; 2 – спиральный кожух; 3 – пылеприемное отверстие; 4 – отводящий патрубок.

 

2.2. Аппараты  мокрой  очистки  газов,  или скрубберы,  широко  распространены,  так как отличаются  высокой эффективностью  очистки  от  частиц  мелкодисперсной  пыли  с  размером  более  0,3— 1,0  мкм,  а  также возможностью  очистки  от  пыли  горячих  и  взрывоопасных газов.  Принцип действия  основан  на  осаждении частиц пыли на  поверхности  капель  или  пленки  жидкости,  в  качестве которой  используется  либо  вода  (при  очистке  от  пыли), либо  химический  раствор  (при  улавливании  одновременно с  пылью  вредных  газообразных  компонентов).  Комплексная очистка  газов  —  это  достоинство  аппаратов  мокрой  очистки —  полых  форсуночных  скрубберов  (рис.  6).

Рис. 6. Полый форсуночный скруббер: 1 – корпус; 2 – форсуночные пояса; 3 – патрубок.

 

Простыми  по  конструкции  являются  полые  или  форсуночные  скрубберы,  в  которых  запыленный  газовый  поток по  патрубку  направляется  на  зеркало  жидкости,  на  котором  осаждаются  наиболее  крупные  частицы  пыли.  Затем запыленный  газ,  равномерно  распределенный  по  сечению корпуса,  поднимается  навстречу  потоку  капель  жидкости, подаваемой  в  скруббер  через  форсуночные  пояса,  которые образуют  несколько  завес  из  распыленной  на  капли  орошающей  жидкости.  Аппараты  этого  типа работают  по  принципу  противотока. Очищаемый газ  движется  навстречу  распыляемой  жидкости. Эффективность  очистки,  достигаемая  в  форсуночных скрубберах, невысока и составляет 0,6 – 0,7 для частиц с размером более 10 мкм. Одновременно с очисткой газ, проходящий через полый форсуночный скруббер, охлаждается и увлажняется до состояния насыщения.

Наряду с полыми скрубберами  широко используются насадочные скрубберы (рис. 7), представляющее собой колонны, заполненные специальными насадками в виде колец или шариков, изготовленных из пластмассовых или керамических элементов или крупный шлак и щебень. Насадка может распределяться в виде отдельных регулярных слоев или беспорядочно.

Рис. 7. Насадочный скруббер: 1 – орошающее устройство; 2 – насадка.

 

 

За счет насадки скруббер обладает хорошо развитой поверхностью контакта между газом и орошающей жидкостью. Насадочные скрубберы используются в основном для предварительного охлаждения газа, улавливания тумана или хорошо растворимой пыли, например сульфата натрия, присутствующего в некоторых дымовых газах.

Для  мокрой  очистки  нетоксичных  или  невзрывоопасных  газов  от  пыли применяют центробежные  скрубберы  (рис.  8), в которых частицы пыли  отбрасываются на  пленку  жидкости  центробежными силами,  возникающими  при  вращении газового  потока  в  аппарате  за  счет  тангенциального  расположения  входного  патрубка  в  корпусе.  Пленка  жидкости толщиной  не  менее  0,3  мм  создается  подачей  воды  через распределительное  устройство  и  непрерывно  стекает  вниз, увлекая  в  бункер  частицы  пыли.  Эффективность  очистки газа  от  пыли  в  аппаратах  такого  типа  зависит  главным  образом от  диаметра  корпуса  аппарата,  скорости газа  во  входном  патрубке  и  дисперсности  пыли.

Рис. 8. Центробежный скруббер: 1 – распределительное устройство; 2 – пленка жидкости; 3 – корпус; 4 – бункер; 5 – входной патрубок.

 

Наиболее  распространенными  аппаратами  мокрой  очистки  газов  являются  скрубберы  Вентури  (рис.  9),  которые состоят из  орошающей форсунки,  трубы  Вентури  и  каплеуловителя центробежного типа.  Труба Вентури состоит из  сужающегося участка (конфузора),  в который подается  очищаемый газ и жидкость  из  расширяющегося  участка (диффузора).  Орошающая жидкость  подается  при  помощи  форсунок,  распыляющих  ее  на  капли,  движущиеся  со  скоростью  30—40  м/с. Этот  поток  капель  увлекает  очищаемые  газы.  В  трубе  Вентури  происходит  осаждение  частиц  пыли  на  каплях  жидкости,  которое  зависит  от  поверхности  капель  и  скорости  частиц  жидкости и пыли  в  диффузорной  части.  Степень  очистки  в  значительной  мере  зависит  от  равномерности  распределения  капель  жидкости  по  сечению  конфузорной  части трубы  Вентури.  В  диффузорной  части  скорость  потока  снижается  до  15—20  м/с  и  подается  в  каплеуловитель.  Каплеуловитель  представляет  собой  прямоточный  циклон.  Скрубберы  Вентури  обеспечивают  высокую эффективность очистки аэрозолей (до 99%) со средним размером частиц 1 – 2 мкм при начальной концентрации примесей до 100 г/м³.

Рис. 9. Скруббер Вентури: 1 – каплеуловитель; 2 – диффузор; 3 – горловина; 4 –  конфузор; 5 – устройство для подачи воды (орошающая форсунка).

К  мокрым  пылеуловителям  относятся  барботажно-пенные  пылеуловители  с провальной  и  переливной  решетками (рис.  10).  В таких аппаратах очищаемый газ подается  под решетку и проходит  через слой  жидкости,  очищаясь  от  частиц  пыли.  При скоростях очищаемого  воздуха или газа, не превышающих  1  м/с,  последний  пробулькивает  через слой  орошающей  жидкости  в  виде  отдельных  пузырьков. Такой  режим  работы  аппарата  называется  барботажным. Увеличение  скорости  очищаемого  газа  в  корпусе  аппарата до  2—2,5  м/с  приводит  к  возникновению  пенного  слоя  над слоем жидкости,  что  повышает  эффективность  очистки  газа за  счет  более  интенсивного  перемешивания  газовой  и  жидкой  фаз.  Современные  барботажно-пенные  пылеуловители обеспечивают  эффективность  очистки  газа  от  мелкодисперсной  пыли  до  0,95—0,96. Недостатком  таких  аппаратов  является  засорение  решеток,  что  приводит  к  снижению  эффективности  очистки газов  при  их  неравномерной  подаче  под  решетку,  приводящей  к  местному  сдуву  с  нее  слоя  жидкости.

Рис. 10. Барботажно-пенный пылеуловитель с переливной решеткой: 1 – корпус; 2 – слой пены; 3 – переливная решетка.

Существуют аппараты ударно-инерционного типа. Они очищают газы от пылевых частиц размером 20 мкм и более. Такой скруббер с мокрыми вентиляционными пылеуловителями простейшей конструкции, в котором направляемый сверху (рис. 11, а) запыленный  газ с большой (20-30 м/с) скоростью ударяется об поверхность воды,  освобождается от пыли и удаляется из аппарата, а шлам выводится из данной части резервуара через специальный гидрозатвор. Особенностью аппаратов ударного действия является полное отсутствие средств перемещения жидкости, и поэтому вся энергия, необходимая для создания поверхности контакта, подводится с газовым потоком. Производительность таких скрубберов (3…40) ·10³ м³/ч. Запыленность газов 10 г/м³, гидравлическое сопротивление аппарата 0,8 – 2 кПа, расход воды 10 – 40 г на 1 м³ очищаемого воздуха.

Рис. 11. Скрубберы ударно–инерционного действия: а – ударно–инерционный пылеуловитель; б – скруббер Дойля: 1 – резервуар с жидкостью; 2 – шламоотвод; 3 – слив; 4 – рассекающий конус; 5 – входной патрубок; 6 – брызгоуловитель; 7 – ввод жидкости.

 

К аппаратам такого же типа относится  скруббер Дойля (рис. 11, б). В этом аппарате высокоскоростной (30–50 м/с) поток газа ударяется о поверхность жидкости и очищается от пыли за счет инерционных сил и смачивания более мелких частиц водяным туманом, образующимся при ударе газа о поверхность воды. Брызгоунос предотвращается специальными перегородками 6. Скруббер Дойля эффективен для фракций пыли крупностью более  10 мкм.

Скоростные  газопромыватели – это эффективные высоконапорные мокрые пылеуловители капельного действия. Их применяют главным образом для очистки газов от микронной и субмикронной пыли. Принцип действия этих аппаратов основан на интенсивном дроблении орошающей жидкости запыленным газовым потоком, движущимся с большой скоростью (от 60 до 150 м/с). Осаждению частиц пыли на каплях орошающей жидкости способствуют турбулентность газового потока, и высокие относительные скорости улавливаемых частиц пыли и капель.

К скоростным газопромывателям относятся: скрубберы Вентури, диафрагменные (дроссельные) скрубберы, скрубберы с подвижным дисковым шибером. Конструкции их геометрически различны, но все они имеют трубы-распылители (рис. 12), где загрязненный поток газа движется со скоростью до 150 м/с, распыляя при этом поток жидкости. Труба-распылитель обязательно имеет сужение, куда подают жидкость и где она наиболее интенсивно распыляется и взаимодействует с потоком газа.