Technologie i procesy ochrony powietrza

Spis treści

1. Wstęp 11 2. Atmosfera ziemska 15 3. Podstawowe pojęcia i definicje 25 4. Źródła zanieczyszczenia powietrza 33 4.1. Ditlenek siarki (SO2) 34 4.2. Tlenki azotu (NOx) 38 4.3. Pył 42 4.4. Lotne związki organiczne (LZO) 43 4.5. Trwałe zanieczyszczenia organiczne (TZO) 48 4.6. Metale ciężkie 51 4.7. Gazy cieplarniane 53 4.8. Amoniak (NH3) 55 4.9. Podsumowanie 56 5. Skutki zanieczyszczenia powietrza 57 5.1. Smog 57 5.2. Kwaśne deszcze 61 5.3. „Dziura ozonowa” 63 5.4. Globalne ocieplenie 72 6. Regulacje prawne 87 6.1. Wprowadzenie 87 6.2. Standardy emisyjne 91 6.3. Standardy jakości powietrza 106 6.4. Wnioski o wydanie pozwolenia na wprowadzenie gazów i pyłów do powietrza, zgłoszenia emisji 109 6.5. Pomiary emisji 111 6.6. Opłaty za korzystanie ze środowiska 113 6.7. Odpowiedzialność karna 117 7. Powstawanie zanieczyszczeń w procesie spalania 119 7.1. Zmienność składu paliw 119 7.2. Ciepło spalania a wartość opałowa 121 7.3. Nadmiar powietrza 122 7.4. Objętość spalin 124 7.5. Autotermiczność procesu spalania 125 7.6. Chemizm spalania 126 7.7. Spalanie całkowite i niecałkowite 128 7.8. Powstawanie ditlenku siarki (SO2) 130 7.9. Powstawanie tlenków azotu (NOx) 133 7.10. Emisja pyłów 137 7.11. Emisja metali 138 7.12. Emisja chlorowodoru, fluorowodoru i bromowodoru 140 7.13. Produkty niepełnego spalania 142 7.14. Powstawanie PCDD/Fs, PCBs, PCNs oraz PAHs 143 7.15. Pierwotne metody ograniczania emisji 148 8. Procesy ograniczania emisji pyłów 153 8.1. Wstęp 153 8.2. Rozkład granulometryczny cząstek 158 8.3. Opadanie cząstek 163 8.4. Metody mechaniczne suche 165 8.5. Metody mechaniczne mokre 178 8.6. Metody elektrostatyczne 182 8.7. Metody filtracyjne 187 8.8. Wybór odpylacza 190 9. Absorpcja i absorbery 193 9.1. Wprowadzenie 193 9.2. Podstawowe typy absorberów 196 9.3. Równowaga absorpcyjna 200 9.4. Kinetyka procesu absorpcji fizycznej 202 9.5. Bilansowanie absorberów 204 9.5.1. Bilanse masy absorberów o działaniu przeciwprądowym 204 9.5.2. Bilanse masy absorberów współprądowych 207 9.5.3. Bilans masy dla różniczkowej objętości kolumny z przeciwprądowym przepływem faz 209 9.6. Kolumny półkowe – półka teoretyczna 211 9.7. Bilanse masy w aparatach półprzepływowych 212 9.8. Desorpcja (odpędzanie) gazów 214 9.9. Absorpcja z reakcją chemiczną 216 9.9.1 Uwagi ogólne 216 9.9.2. Kinetyka absorpcji z reakcją chemiczną 217 9.9.3. Bilanse masy dla różniczkowej objętości absorbera, w którym zachodzi reakcja chemiczna 222 9.9.4. Absorpcja gazu z równoczesnym rozpuszczaniem się ciała stałego B 224 10. Adsorpcja i adsorbery 227 10.1. Wprowadzenie 227 10.2. Równowaga adsorpcyjna 230 10.3. Kinetyka procesu adsorpcji 236 10.4. Bilansowanie adsorberów 237 10.4.1. Adsorber półprzepływowy (półokresowy) 238 10.4.2. Adsorber przepływowy z przeciwprądowym przepływem faz 243 10.5. Procesy desorpcji 245 11. Procesy membranowe 247 12. Wykraplanie (wymrażanie) par 255 12.1. Wprowadzenie 255 12.2. Równowaga fazowa 256 12.3. Wykraplanie par w procesach odwracalnych 257 12.4. Proces chłodzenia nieodwracalnego 258 13. Procesy z reakcją chemiczną 261 13.1. Wprowadzenie 261 13.2. Podstawy kinetyki reakcji homogenicznych 267 13.2.1. Zapis bilansowy reakcji chemicznych 267 13.2.2. Szybkość homogenicznej reakcji chemicznej 270 13.2.3. Równania kinetyki reakcji homogenicznych 271 13.3. Bilanse podstawowych typów reaktorów homogenicznych 278 13.4. Podstawy kinetyki reakcji heterofazowych 281 13.4.1. Wprowadzenie 281 13.4.2. Reakcje niekatalityczne gaz-ciało stałe 282 13.4.3. Kinetyka procesów kontaktowych 287 13.4.4. Bilanse reaktorów kontaktowych o złożu stałym 294 14. Technologie ograniczania emisji ditlenku siarki oraz innych gazów kwaśnych 297 14.1. Wprowadzenie 297 14.2. Metoda sucha 300 14.3. Metoda półsucha 307 14.4. Metoda mokra 308 14.5. Inne metody 313 14.6. Podsumowanie 317 15. Technologie ograniczania emisji tlenków azotu 321 15.1. Wprowadzenie 321 15.2. Metody pierwotne 322 15.3. Zastosowanie metod SNCR i SCR 324 15.4. Metody absorpcyjne 334 15.5. Podsumowanie 337 16. Technologie ograniczania emisji lotnych związków organicznych 339 16.1. Wprowadzenie 339 16.2. Metody regeneracyjne 340 16.3. Metody nieregeneracyjne 344 16.4. Metody kombinowane 351 16.5. Odory 354 16.6. Dobór technologii 357 17. Technologie ograniczania emisji trwałych zanieczyszczeń organicznych 359 17.1. Wprowadzenie 359 17.2. Metody pierwotne 360 17.3. Metody wtórne 362 18. Ograniczanie emisji rtęci 367 19. Wychwytywanie ditlenku węgla 375 20. Ogólne zasady wyboru technologii 387 21. Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w atmosferze 395 21.1. Czynniki meteorologiczne 397 21.1.1. Turbulencja atmosfery 397 21.1.2. Pionowy gradient temperatury 398 21.1.3. Działanie wiatru 410 21.1.4. Suche pochłanianie zanieczyszczeń przez podłoże 415 21.1.5. Wymywanie zanieczyszczeń przez opady atmosferyczne 417 21.1.6. Przemiany gazowe w powietrzu atmosferycznym 418 21.1.7. Skręt wiatru z wysokością 423 21.1.8. Krzywoliniowy ruch mas powietrza 424 21.1.9. Przenoszenia zanieczyszczeń przez chmury 424 21.2. Topografia terenu 425 21.3. Czynniki technologiczne 430 21.4. Modelowanie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w atmosferze 434 21.5. Równanie dyfuzji atmosferycznej 437 21.6. Współczynniki dyfuzji atmosferycznej 444 21.7. Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń ze źródeł liniowych i powierzchniowych 447 21.8. Rozprzestrzenianie się pyłu w atmosferze 448 22. Monitoring i zarządzanie jakością powietrza 451 Literatura 465 Załączniki 469 Załącznik 1. Wykaz dotychczas opracowanych dokumentów referencyjnych najlepszych dostępnych technik (BREF BAT) w języku polskim i angielskim oraz wykaz wydanych i obowiązujących konkluzji BAT 469 Załącznik 2. Rodzaje instalacji mogących powodować znaczne zanieczyszczenie poszczególnych elementów przyrodniczych albo środowiska jako całości (instalacje wymagające pozwolenia integrowanego) 472 Załącznik 3. Rodzaje instalacji, z których wprowadzanie gazów lub pyłów do powietrza nie wymaga pozwolenia 476 Załącznik 4. Rodzaje instalacji, z których wprowadzanie gazów lub pyłów do powietrza wymaga zgłoszenia 478 Załącznik 5. Rodzaje instalacji, dla których pozwolenie na wprowadzanie gazów i/lub pyłów do powietrza wydaje Marszałek Województwa 479 Załącznik 6. Przydatne akty prawne (stan na lipiec 2017 roku) 483 Skróty używane w tekście 485 Oznaczenia – symbole polskie i greckie, indeksy 487 Źródła rysunków i tabel 491 Skorowidz 493