Ochrona środowiska

Ochrona środowiska

Metody zabezpieczania i

Metody zabezpieczania i

oczyszczania przed czynnikami

oczyszczania przed czynnikami

środowiskowymi

środowiskowymi

zanieczyszczającymi aerosferę.

zanieczyszczającymi aerosferę.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Zadania mające na celu poprawę stanu

Zadania mające na celu poprawę stanu

sanitarno – higienicznego powietrza

sanitarno – higienicznego powietrza

w Polsce

w Polsce



Dalsza restrukturyzacja gospodarki;

Dalsza restrukturyzacja gospodarki;



Podjęcie działań prowadzących do

Podjęcie działań prowadzących do

zmniejszenia jej energochłonności i

zmniejszenia jej energochłonności i

materiałochłonności;

materiałochłonności;



Podjęcie programu restrukturyzacji

Podjęcie programu restrukturyzacji

energetyki

w

celu

zmniejszenia

energetyki

w

celu

zmniejszenia

monopolistycznej roli węgla jako paliwa

monopolistycznej roli węgla jako paliwa

(w tym także podjęcie programu

(w tym także podjęcie programu

rozwoju energetyki jądrowej);

rozwoju energetyki jądrowej);



Rozwój zdalnych cieci ciepłowniczych

Rozwój zdalnych cieci ciepłowniczych

(lub zmianę medium grzewczego), w

(lub zmianę medium grzewczego), w

centrach dużych miast;

centrach dużych miast;

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza



Szybka

realizacja

programu

ograniczania emisji gazów (zwłaszcza

SO

2

) z zakładów energetyczno –

ciepłowniczych;



Poprawa

skuteczności

urządzeń

odpylających w zakładach energetyki

zawodowej i przemysłowej;



Rozbudowa zakładów wzbogacania i

odsiarczania paliw;



Wprowadzanie zakazu rejestrowania

pojazdów bez katalizatorów i stopniowe

wycofywania benzyn ołowiowych;

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza



Wprowadzanie w przemyśle nowych

technologii

o

znacznie

niższych

wskaźnikach emisji zanieczyszczeń;



Realizacja

programu

znacznego

wzrostu lesistości obszaru Polski;



Doskonalenie mechanizmów prawnych i

ekonomicznych wymuszających dbałość

o stan środowiska;



Zapewnienie

spójności

pomiędzy

długotrwałą

polityką

ekologiczną

państwa

a

bieżącą

polityką

gospodarczą.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Rozwiązania w zakresie techniki i

Rozwiązania w zakresie techniki i

technologii dla zakładów już

technologii dla zakładów już

istniejących

istniejących



W

asortymencie

produkcji

(wyeliminowanie

produkcji

najsilniej

degradującej środowisko);



W stosowanych surowcach

(np. zmiana

paliw na mniej zasiarczone);



W

technologii

wytwarzania

W

technologii

wytwarzania

(np.

(np.

zmiana technologii produkcji cementu);

zmiana technologii produkcji cementu);

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza



W

urządzeniach

służących

W

urządzeniach

służących

do

do

wytwarzania

(np.

zmiana

kotłów

wytwarzania

(np.

zmiana

kotłów

energetycznych tradycyjnych na fluidalne),

energetycznych tradycyjnych na fluidalne),

a także hermetyzacji procesów (likwidacji

a także hermetyzacji procesów (likwidacji

emisji niezorganizowanej, jej skorelowanie

emisji niezorganizowanej, jej skorelowanie

i

utylizacji),

racjonalizacji

zużycia

i

utylizacji),

racjonalizacji

zużycia

surowców produkcyjnych i czynników

surowców produkcyjnych i czynników

energetycznych (w całym zakładzie) oraz

energetycznych (w całym zakładzie) oraz

instalacji

urządzeń

do

redukcji

instalacji

urządzeń

do

redukcji

wytworzonych

zanieczyszczeń

(oraz

wytworzonych

zanieczyszczeń

(oraz

ewentualne zmiany w konstrukcji emitora).

ewentualne zmiany w konstrukcji emitora).

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Możliwości ograniczania emisji

dwutlenku siarki



Stosowanie

paliw

o

niewielkiej

zawartości siarki;



Zastępowanie paliwa węglowego gazem

ziemnym;



Budowa instalacji wzbogacania węgla;



Instalowanie

kotłów

fluidalnych

(pyłowych), umożliwiających związanie 80

– 90% siarki oraz ograniczających emisję

azotu do atmosfery (z powodu niższej

temperatury spalania).

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza



Odsiarczanie spalin przez przepuszczanie

ich przez płyny alkaliczne (mokra metoda

wapienna i amoniakalna).



Stosowanie suchej metody wapiennej,

polegającej na wprowadzeniu do komory

paleniskowej

kotła

minerałów

zawierających węglany wapnia i magnezu.



Stosowanie

metody

radiacyjnej,

polegającej na równoczesnym odsiarczaniu

i odazotowaniu spalin. Metoda ta jest

bardzo obiecująca, polega na przepływie

spalin przez reaktory radiacyjne, gdzie w

wyniku aktywizacji wiązką elektronów

uzyskuje się nawozy azotowe – siarczan

amonowy (NH

4

)

2

SO

4

i azotan amonowy

(NH

4

NO

3

).

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Działania w zakresie redukcji

zanieczyszczeń przez poprawę jakości

węgla używanego w procesach

energetycznych.



Odsiarczanie węgla



Odpirytowanie węgla

Siarka w węglu może występować w

dwóch postaciach: jako tzw. piryt, czyli

siarczek żelaza oraz w postaci siarki

organicznej,

chemicznie

związanej

z

węglem.

Proporcje pomiędzy tymi dwoma

rodzajami decydują z założenia o celowości

i skuteczności odsiarczania.

Znacznie

trudniejsze

(i

kosztowniejsze) jest oddzielenie siarki

organicznej, ale w węglu kamiennym jest

jej na ogół mniej niż siarki w postaci

siarczku żelaza.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Nieopłacalne jest odsiarczanie węgla

brunatnego przede wszystkim, dlatego, że

zawarte w tym paliwie związki mineralne

w postaci popiołu mogą wiązać w procesie

energetycznego spalania nawet do 50%

siarki organicznej.

Najlepszą

metodą

zmniejszenia

zanieczyszczenia powodowanego przez

spalanie węgla brunatnego jest jego

gazyfikacja

.

Uzyskiwany w jej wyniku gaz może

być używany w elektrowni, w której do

wytwarzania

energii

elektrycznej

stosowana

jest

kombinacja

turbin

gazowych i parowych.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Odsiarczanie węgla

Jest jednym z tańszych sposobów

ograniczania emisji tego pierwiastka

do atmosfery.

Ogranicza

ilość

odpadów

powstających w miejscu spalania tego

paliwa.

Zmniejsza koszty transportu.

Zmniejsza koszty transportu.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Odpirytowanie węgla.

Może odbywać się dwiema metodami:

flotacyjną i grawitacyjną.

Flotacja

polega na wykorzystaniu

właściwości

przylepiania

się

drobno

zmielonych cząstek węgla do pęcherzyków

powietrza i wypływania wraz z nimi w

postaci piany na powierzchnię wody.

Proces ten powoduje usunięcie około

40% siarczku żelaza zawartego w węglu.

Metoda grawitacyjna

polega na

rozdzieleniu węgla i pirytu w specjalnych

młynach węglowych i separatorach. W ten

sposób usuwa się do 80% siarki pirytowej.

Uzyskany siarczek żelaza może służyć do

produkcji kwasu siarkowego i czystego

żelaza.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Technologie „końca rury”.

Ze

względu

na

stan

skupienia

Ze

względu

na

stan

skupienia

oddzielanych zanieczyszczeń

oddzielanych zanieczyszczeń

urządzenia

urządzenia

oczyszczające

oczyszczające

dzieli się na:

dzieli się na:



Urządzenia do oddzielania z gazu

rozdrobnionych zanieczyszczeń stałych
(pyłu), zwane odpylaczami;



Urządzenia do oddzielania kropelek

cieczy (mgieł);



Urządzenia do redukcji zanieczyszczeń

gazowych.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Urządzenia odpylające:



Cyklony,

niekiedy łączone w całe baterie

niekiedy łączone w całe baterie

cyklonów i multicyklonów;

cyklonów i multicyklonów;



Odpylacze filtrujące

Odpylacze filtrujące

– działające na

– działające na

zasadzie oddzielania pyłów od gazu

zasadzie oddzielania pyłów od gazu

podczas

przepływu

przez

materiał

podczas

przepływu

przez

materiał

porowaty np. tkaniny, włókniny, flice,

porowaty np. tkaniny, włókniny, flice,

bibuły;

bibuły;



Odpylacze mokre

Odpylacze mokre

– działające na

– działające na

zasadzie wymywania pyłów za pomocą

zasadzie wymywania pyłów za pomocą

cieczy;

cieczy;

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza



Elektrofiltry

–

wykorzystujące

oddziaływanie pola elektrostatycznego

na zanieczyszczenie zawieszone w

gazach. Stosowane są na ogół dla

oczyszczania bardzo dużych ilości

gazów;



Komory osadnicze

– stosowane do

oczyszczania zgrubnego przy bardzo

dużych

ilościach

pyłu,

np.

cementowego, metalurgicznego.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Urządzenia do redukcji

zanieczyszczeń

gazowych

Klasyfikacja

w

zależności

od

stosowanych metod oczyszczania:



Urządzenia absorpcyjne;



Urządzenia adsorpcyjne;



Urządzenia do katalicznego utleniania i

redukcji;



Urządzenia do spalania płomieniem;



Urządzenia skraplające;



Urządzenia kompresyjne.

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

–

metody

usuwania

zanieczyszczeń gazowych z powietrza

Metody absorpcyjne

polegają na

przenoszeniu masy z fazy gazowej do

ciekłej przez warstwę graniczną. Stosuje

się przy tym absorbery powierzchniowe,

rozpryskowe,

absorbery

mechaniczne,

absorbery

barbotażowe

i

kolumny

wypełnione. Metody te stosuje się do

usuwania gazów zarówno dobrze, jak i źle

rozpuszczonych.

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

–

metody

usuwania

zanieczyszczeń gazowych z powietrza

Metody adsorpcyjne

polegają na

koncentracji

zanieczyszczeń

na

powierzchni ciała stałego. Najczęściej jako

adsorbent stosuje się węgiel aktywny oraz

silikażel. Proces przebiega w zbiornikach

cylindrycznych ustawionych poziomo lub

pionowo. Metody te służą do usuwania

różnych zanieczyszczeń organicznych i

nieorganicznych

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

–

metody

usuwania

zanieczyszczeń gazowych z powietrza

Metody katalitycznego utleniania i

redukcji

Wykorzystują zjawisko katalitycznego

przyspieszania reakcji chemicznych.

Jako

katalizatory

stosowane

są

niektóre metale, półprzewodniki oraz

niektóre sole.
Metody te stosuje się do usuwania tlenków

węgla i azotu, formaldehydu i siarki w

związkach organicznych.

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

–

metody

usuwania

zanieczyszczeń gazowych z powietrza

Metody

spalania

płomieniem

bezpośrednim

prowadzą

do

przekształcenia

palnych

składników

zawartych w odrazach, a stosowane są

głównie do usuwania par węglowodorów.

Metoda

kompresyjna

polega

na

zmniejszeniu objętości odgazów przez

sprężanie,

aż

do

przekroczenia

koncentracji nasycenia, co umożliwia

kondensację.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Technologie niezagrażające

środowisku.

W

ostatnim

okresie

coraz

popularniejsze stają się takie źródła

energii, jak:



promieniowanie słoneczne,



siła wiatru,



energia wnętrza Ziemi (tzw. energia

geotermalna),



energia przypływów i odpływów mórz.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Energetyka słoneczna.

Najmniej znana forma energii.
Ze względu na charakter rozkładu

gęstości

strumienia

energii

promieniowania, jego strukturę istnieją

pewne ograniczenia w możliwościach jego

wykorzystania,

zwłaszcza

w

okresie

zimowym.
W kilku regionach kraju stosowane są

kolektory

słoneczne

(cieczowe

i

powietrzne).

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Kolektory

powietrzne

mają

najczęściej zastosowanie w rolnictwie do

suszenia płodów rolnych. Ogólną ich ilość

ocenia się na 50 – 60 szt. a ich

powierzchnię na 6000 m

2

. Są one

wykorzystywane średnio przez 300 – 600

godzin rocznie.

Kolektory

cieczowe

Kolektory

cieczowe

znajdują

znajdują

zastosowanie

przede

wszystkim

do

zastosowanie

przede

wszystkim

do

podgrzewania wody w mieszkaniach,

podgrzewania wody w mieszkaniach,

domkach kempingowych, letniskowych

domkach kempingowych, letniskowych

obiektach sportowych i rekreacyjnych, w

obiektach sportowych i rekreacyjnych, w

budynkach inwentarskich, paszarniach, a

budynkach inwentarskich, paszarniach, a

także

do

podgrzewania

wody

w

także

do

podgrzewania

wody

w

zbiornikach,

basenach

oraz

wody

zbiornikach,

basenach

oraz

wody

technologicznej

w

małych

zakładach

technologicznej

w

małych

zakładach

przemysłowych.

przemysłowych.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Energetyka wiatrowa

Za wybitnie korzystny dla rozwoju

energetyki wiatrowej można uznać obszar

wybrzeża Bałtyku.

Podobne warunki występują na terenie

województwa suwalskiego, nieco gorsze w

środkowej Polsce.

Energetyka wodna.

Energetyczne zasoby wodne Polski są

niewielkie ze względu na niezbyt obfite i

niekorzystnie

rozłożone

opady,

dużą

przepuszczalność gruntów i niewielkie

spadki terenów.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Moc aktualnie istniejących elektrowni

wodnych może być zwiększona o 20-30%

poprzez

modernizację

agregatów

prądotwórczych.

Wobec obecnie niewielkiego stopnia

wykorzystania

istniejącego

potencjału

technicznego ma szansę w przyszłości na

dalszy rozwój.

Praktycznie

jedynymi

obiektami

hydroenergetycznymi, których ilość stale

wzrasta, są

małe elektrownie wodne,

budowane przeważnie na istniejących

(często

zdewastowanych)

stopniach

wodnych.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Do grupy małych elektrowni

wodnych zalicza się obiekty o mocy

zainstalowanej poniżej 500 kW.

Niewielkie zasoby wodne Polski

powodują, iż znaczna część małych

elektrowni

wodnych

dysponuje

mocami zainstalowanymi poniżej 100

kW.

Są one szansą poprawy fatalnego

współczynnika

regulacji

odpływu,

zwłaszcza na mniejszych rzekach.

Istotne znaczenie ma również lokalna

retencja wód.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Biomasa.

Jej udział w bilansie paliwowym

energetyki odnawialnej w Polsce rośnie z

roku na rok.

Biomasa może być używana na cele

energetyczne w procesach bezpośredniego

spalania biopaliw stałych (drewna, słomy),

gazowych

w

postaci

biogazu

lub

przetwarzana na paliwa ciekłe (olej,

alkohol).

Energetyczne wykorzystanie biopaliw

stałych jest najszybciej rozwijającym się

rodzajem energetyki odnawialnej w Polsce

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Wody geotermalne

Na obszarze Polski wykorzystywane

były od dawna do celów leczniczych.

W ostatnich latach w kraju zostały

przeprowadzone badania mające na celu

określenie możliwości wykorzystania wód

geotermalnych do celów grzewczych.

Zasoby

wód

geotermalnych

koncentrują się głównie na obszarze

niżowym (w pasie od Szczecina do Łodzi),

w rejonie grudziądzko-warszawskim oraz

w rejonie Przedkarpackim.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

W Polsce działają obecnie dwie

instalacje geotermalne w Bańskiej na

Podhalu (4,5 MW, docelowo 70 MW), w

Pyrzycach koło Szczecina (15 MW,

docelowo 50MW), a także planowane jest

uruchomienie

trzeciej

instalacji

w

Mszczonowie koło Warszawy (7,3 MW).

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Energetyka jądrowa.

Dyskusyjny sposób zmniejszania emisji

zanieczyszczeń do atmosfery

Metoda

oparta

na

rozpadzie

pierwiastków promieniotwórczych.

Metoda ta ma wielu zwolenników i

przeciwników

.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Zwolennicy energetyki jądrowej

Wskazują na brak emisji dwutlenku

siarki i tlenków azotu w procesie

pozyskiwania energii.

Dowodzą,

że

wstrzymanie

globalnych

zmian

klimatycznych,

spowodowane m.in. emisją do atmosfery

ogromnych ilości CO

2

, będzie możliwe

jedynie dzięki wykorzystaniu tego typy

elektrowni.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Przeciwnicy energetyki jądrowej

Twierdzą, że nie jest to bezpieczna

technologia, powołując się na przykład

awarii w Czarnobylu i wielu innych

elektrowniach jądrowych na świecie.

Przekonują, że nie ma bezpiecznych

i jednoznacznie pewnych metod utylizacji

odpadów

promieniotwórczych

powstających podczas pracy elektrowni

jądrowych.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Zagospodarowanie przestrzenne



Właściwa

lokalizacja

obiektów

przemysłowych i nowych miast

Budując obiekty, które potencjalnie

mogą być źródłami emisji zanieczyszczeń

do atmosfery, konieczne jest uwzględnienie

możliwości zmniejszenia lub zwiększenia

stężeń substancji szkodliwych niektórych

zależności od lokalizacji źródeł emisji.

Lokalizując emitory prostopadle do

kierunku najczęściej wiejących wiatrów,

uzyskuje

się

dobre

warunki

do

rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń.

Jednakże przy zmianie kierunków

wiatrów o 90

0

może to doprowadzić do

pokrywania się smug spalin, co grozi

przekroczeniem dopuszczalnych stężeń

zanieczyszczeń na tym obszarze.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Niebezpieczeństwo

przekroczenia

dopuszczalnych stężeń zachodzi również

wtedy, gdy źródło emisji zlokalizowane

jest na dnie doliny.

Przy pewnych warunkach rozkładu

temperatury w atmosferze może dojść do

wytworzenia się warstwy inwersyjnej,

uniemożliwiającej rozprzestrzenianie się

zanieczyszczeń.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

W niektórych wypadkach istotne jest

stworzenie

strefy izolacji przestrzennej

pomiędzy źródłem emisji a miejscem

podlegającym szczególnej ochronie.

Celem tego typu stref jest nie tylko

zmniejszenie stężeń zanieczyszczeń w

powietrzu do granic określonych normami

(gdyż to zgodnie z obowiązującym w Polsce

prawem

musi

nastąpić

na

granicy

zakładu),

lecz

również

optyczne

oddzielenie chronionego obszaru od źródła

emisji.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Tego typu bariery znajdują szczególne

zastosowanie w obszarach turystycznych w

oddzielaniu szkół, szpitali czy domów

opieki od obiektów odprowadzających

zanieczyszczenia do powietrza.

Właściwe

ustalenie

konturu

i

lokalizacji strefy izolacyjnej oraz właściwy

skład gatunkowy roślin tworzących pas

zieleni może dodatkowo zmniejszyć poziom

zanieczyszczenia.

Jest to związane ze zdolnością

roślinności

do

pochłaniania

zanieczyszczeń. Zdolność pochłaniania

zmienia się w czasie i zimą jest znacznie

mniejsza.

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Metody fizyczne i środki chemiczne

stosowane w odkażaniu powietrza



Działanie

wysokiej

temperatury

(umieszczenie

płomieni

palników

gazowych w strumieniu przepływającego

powietrza);



Sprężanie

powietrza

(zaistnienie

adiabatycznych

warunków

powoduje

podwyższenie temperatury);



Jonizacja powietrza (wytworzenie pola

elektromagnetycznego,

powoduje

elektrostatyczną

sedymentację

rozproszonych cząstek na elektrodzie);



Naświetlanie promieniami jonizującymi i

nadfioletowymi (promienie UV o zakresie

długości fal 200 – 280 nm).

Techniki i technologie w ochronie

Techniki i technologie w ochronie

powietrza

powietrza

Środki chemiczne

Są nimi gazy, których działanie

sprowadza się do przenikania do wnętrza

mikroorganizmów i doprowadzenia do

powstania w nich zmian nieodwracalnych.

Mogą to być też pary lub rozpylane

aerozole, które kondensując się na

powierzchni bakterii uszkadzają błonę

komórkową, a przenikając do wnętrza –

również i jego cytoplazmę.

Do najczęściej używanych preparatów

stosowanych w celu odkażania powietrza

należą te, które zawierają glikole (np.

etylenowy i butylenowy) oraz tlenek

etylenu. Ozonowanie powietrza działa

również odkażająco, lecz w praktyce

rzadko bywa stosowane.