|
POLUAREA CU OXIZI DE SULF
1. GENERALIT??I
1.1. DEZVOLTAREA INDUSTRIAL? ?I SURSELE DE POLUARE A MEDIULUI
Dezvoltarea accentuat? a industriei din ultimele decenii a demonstrat rela?ia strâns? existent? între cre?terea economic? ?i modific?rile ce se petrec în mediu.
Orice politic? de dezvoltare care nu este ancorat? într-un context ecologic este sortit? e?ecului. La începutul dezvolt?rii umane, mediul era protejat natural datorit? pe de o parte posibilit??ilor reduse ale omului de a transforma natura, iar pe de alt? parte capacit??ii mediului de a se autoregla. Pe m?sura industrializ?rii societ??ii umane activit??ile generatoare de poluare au dep??it capacitatea de autocur??are ?i autoreglare a factorilor de mediu, ajungându-se s? se pun? în pericol existen?a vie?ii pe Terra.
Progresul tehnico-?tiin?ific a afectat echilibrul om-natur? prin accentuarea riscului real de epuizare a unor resurse naturale, modificarea calit??ii aerului, solului, apei, sporirea volumului de de?euri ?i a diversit??ii lor, realizarea unor tehnologii generatoare de materiale reziduale ?i toxice ce au constituit originea accidentelor tot mai frecvente, creând noi riscuri pentru s?n?tatea oamenilor ?i a mediului.
Compozi?ia atmosferei s-a schimbat ca urmare a activit??ii omului, emisiile de noxe gazoase, pulberi ?i aerosoli conducând la grave probleme de mediu ca: poluarea urban?, ploile acide, modificarea climei.
În acest context este nevoie ca problemele privind poluarea atmosferei s? se trateze pe cât posibil în mod global.
Organismele din cadrul Organiza?iei Na?iunilor Unite studiaz? poluarea atmosferic? a ora?elor, a zonelor industriale ?i rurale. Dup? mai multe statistici f?cute, concentra?ia dioxidului de sulf în atmosfer?, în mai multe state dezvoltate, a sc?zut ca urmare a aplic?rii diferitelor reglement?ri, dar exist? zone unde emisiile au crescut.
S-au încheiat acorduri regionale sau mondiale referitoare la:
• supravegherea ?i evaluarea polu?rii atmosferic? în ora?e, l?rgirea re?elei de supraveghere în ??rile în curs de dezvoltare;
• formularea unor strategii de supraveghere integrat? a poluan?ilor pe termen lung;
• elaborarea de noi metode de descriere a propag?rii la mari distan?e a poluan?ilor, metode de supraveghere a depozitelor uscate ?i a oxidan?ilor fotochimici.
Pentru alegerea m?surilor de combatere a polu?rii atmosferei cu gaze nocive industriale (Tabel 1.1) trebuiesc cunoscute principalele procese generatoare de poluan?i [1].
Tabel 1.1. Procese generatoare de poluan?i.
Nr. crt. Agentul nociv Procesele tehnologice generatoare
1 Dioxidul de sulf Arderea combustibililor, topitorii, turn?torii, industria chimic?.
2 Oxid de carbon Arderea incomplet?, motoare de explozie.
3 Amoniac Instala?ii frigorifice, explozivi, lacuri, vopsele, îngr???minte.
4 Oxizi de azot Explozivi, îngr???minte, cur??are metale, combustii la temperaturi ridicate.
5 Acid fluorhidric Gravare pe sticl?, fabricarea îngr???mintelor.
6 Dioxid de carbon Arderea combustibililor, procese de descompunere, activitate vulcanic?.
7 Fosgen Descompunerea termic? a hidrocarburilor clorurate, produse farmaceutice.
8 Acid cianhidric Furnale, coloran?i.
9 Hidrocarburi Gaze de e?apament, prelucrarea combustibililor.
10 Aldehide Descompunerea termic? a gr?similor ?i a glicerinei.
Principalele surse de poluare industrial? sunt:
- Industria siderurgic? ?i metalurgic?.
Industria de prelucrare a minereurilor în vederea extragerii componen?ilor fero?i sau nefero?i se bazeaz? în special pe procedee de topire ?i înnobilare la temperaturi înalte în urma c?rora rezult? cantit??i extrem de mari de gaze nocive ?i pulberi.
- Industria petrochimic?.
În rafin?riile din industria petrochimic? apar emisii de hidrocarburi, dioxid de sulf, hidrogen sulfurat, oxizi de carbon al?turi de al?i componen?i nocivi mai pu?in importan?i. Pe perioada depozit?rii produselor, în special a celor rafinate, datorit? tensiunii de vapori ridicate sunt posibile emisii, cel mai frecvent de propan ?i butan.
- Industria materialelor de construc?ii.
Industria materialelor de construc?ii elimin? mari cantit??i de praf ?i mai pu?in gaze nocive.
- Industria chimic?.
Procesele tehnologice ce se desf??oar? în industria chimic? conduc la poluarea atmosferei cu diverse substan?e: oxizi de sulf, hidrogen sulfurat, oxizi de azot, clor, etc.
- Industria minier?.
Ritmul ridicat de exploatare la minele deschise înseamn? dislocarea unor cantit??i mari de p?mânt ?i eliminarea de pulberi solide.
- Industria energetic? ?i transporturile.
Industria energetic? ?i transporturile, sub aspect cantitativ, se situeaz? pe primul loc al surselor de emisii de gaze nocive datorit? faptului c? toate industriile necesit? cantit??i mari de energie, iar ob?inerea ei prin combustie este legat? de generarea de cantit??i imense de gaze reziduale (dioxid de sulf, oxizi de azot, oxizi de carbon), praf ?i fum.
1.2. EFECTELE POLU?RII CU OXIZI DE SULF
Oxizii de sulf au ac?iune d?un?toare atât asupra organismului uman ?i a regnului vegetal cât ?i asupra construc?iilor din metal ?i piatr?.
La om, ace?ti oxizi provoac? irita?ii ale mucoaselor c?ilor respiratorii. Acestea apar la concentra?ii de 5 ppm [2].
Pagubele cele mai importante provocate de SO2 plantelor se petrec ziua, când activitatea fotosintetic? este maxim?, ac?iunea fitotoxic? a SO2 constând în distrugerea clorofilei [3]. Prin expunerea unor plante la o atmosfer? artificial? de SO2 s-a constatat c? în urma absorb?iei unui gaz se elimin? H2S, proces ce se desf??oar? numai în prezen?a luminii [4].
1.3. LEGISLA?IA PRIVIND NORMELE DE EMISII DE NOXE
În România, Legea Protec?iei Mediului nr. 137/1995 are ca obiectiv reglementarea protec?iei mediului pe baza principiilor ?i elementelor strategice care conduc la dezvoltarea durabil? a societ??ii [5].
Sec?iunea a doua a acestei legi prive?te protec?ia atmosferei.
Articolul 40 – Prin protec?ia atmosferei se urm?re?te prevenirea, limitarea deterior?rii ?i ameliorarea calit??ii acesteia pentru a evita manifestarea unor efecte negative asupra mediului, s?n?t??ii umane ?i a bunurilor materiale.
Articolul 41 – Autoritatea central? pentru protec?ia mediului promoveaz? politicile regionale ?i globale, fundamentând principiile ?i ac?iunile specifice, atât la nivel na?ional cât ?i local, privind protec?ia atmosferei.
Politica na?ional? de protec?ie a atmosferei const? în principal în urm?toarele:
a) introducerea de tehnici ?i tehnologii adecvate pentru re?inerea poluan?ilor la surs?;
b) gestionarea resursei de aer, în sensul reducerii emisiilor de poluan?i pân? la realizarea celor mai sc?zute niveluri ?i care s? nu dep??easc? capacitatea de regenerare a atmosferei;
c) gestionarea resursei de aer, în sensul asigur?rii calit??ii corespunz?toare securit??ii s?n?t??ii umane;
d) modernizarea ?i perfec?ionarea sistemului na?ional de monitorizare integrat? a calit??ii aerului.
Articolul 42 – Autoritatea central? pentru protec?ia mediului, cu consultarea ministerelor competente, elaboreaz? normele tehnice, standardele ?i regulamentele de aplicare privind:
a) calitatea aerului în func?ie de factorii poluan?i din atmosfer?;
b) emisiile de poluan?i atmosferici pentru surse fixe ?i mobile, precum ?i condi?iile de restric?ie sau de interdic?ie pentru utilizare, inclusiv pentru substan?ele ce afecteaz? stratul de ozon;
c) calitatea combustibililor ?i carburan?ilor precum ?i reglement?rile privind vânzarea – cump?rarea ?i transportul acestora;
d) supravegherea calit??ii aerului, proceduri de prelevare ?i analiz?, amplasarea punctelor ?i instrumentelor pentru probare ?i analiz?, frecven?a m?sur?torilor ?i altele.
2. ARDEREA COMBUSTIBILLILOR FOSILI. FORMAREA SO2 ?I SO3
Combustibilii solizi care se mai numesc ?i “c?rbuni” con?in ca elemente principale: carbon, oxigen, azot, sulf, elemente ce formeaz? masa organic?, al?turi de substan?e minerale ?i ap? ce alc?tuiesc masa anorganic?.
Sulful total con?inut de c?rbuni este alc?tuit din sulf organic, sulf piritic ?i sulf sulfatic. În timpul procesului de combustie se transform? în dioxid de sulf ?i în mai mic? m?sur? în trioxid de sulf.
Un mecanism simplificat pentru formarea acestor doi oxizi poate fi reprezentat prin ecua?iile:
S + O2 ? SO2 (2.1)
2SO2 + O2 ? SO3 (2.2)
Cantitatea relativ? a fiec?ruia din compu?i nu depinde într-o m?sur? apreciabil? de cantitatea de oxigen prezent?. Chiar în exces mare de aer, SO2 se formeaz? într-o cantitate mai mare. Cantitatea de SO3 format în procesele de ardere depinde de condi?iile de reac?ie, în special de temperatur?. Cel mai periculos din punct de vedere ecologic este SO3 responsabil de formare ploilor acide.
Con?inutul total de sulf din c?rbune variaz? în limite largi pentru diferite z?c?minte în func?ie de condi?iile de formare ale acestora.
C?rbunii române?ti au un con?inut mediu de sulf de 2-3%, variind de la 0,3 pentru antracitul de la Schila pân? la 8% pentru huila de Cozia.
3. PROCEDEE DE REDUCERE A EMISIILOR DE SO2
Reducerea emisiilor de SO2 se realizeaz? prin:
a) Prelucrarea materiilor prime ce con?in sulf înainte de a fi introduse în procesul tehnologic;
b) Desulfizarea gazelor de ardere.
3.1. PRELUCRAREA COMBUSTIBILILOR PENTRU REDUCEREA CON?INUTLUI DE SULF
Procedeele de desulfurare a c?rbunilor se clasific? în:
1. Pretratarea chimic? urmat? de îndep?rtarea mecanic? a sulfului con?inut ca impuritate în pirit? (sulful organic nu poate fi îndep?rtat). Reducerea sulfului piritic se face în propor?ie de 90%.
2. Transformarea chimic? a sulfului din c?rbune în compu?i solubili sau volatili.
3. Desulfurarea prin desulfurare – lichefiere, urmat? de solidificarea produsului ?i diferite procedee de gazeificare a c?rbunelui.
Pentru p?curile cu con?inut ridicat de sulf s-au utilizat diverse metode de îndep?rtare a sulfului în vederea ob?inerii emisiilor reduse de oxizi de sulf. Printre acestea se num?r?:
1. Aditivitatea p?curii, prin folosirea aditivilor de combustie care au rolul de a reac?iona cu dioxidul de sulf din gazele de ardere ?i de a forma produse slab active sub raport coroziv.
Metoda petrochimic? de a îndep?rta compu?ii cu sulf prin rafinare.
|