5 méthodes efficaces pour contrôler la pollution de l'air (expliquées avec le diagramme)

Certaines des méthodes efficaces pour contrôler la pollution de l'air sont les suivantes: (a) Méthodes de correction à la source (b) Équipement de contrôle de la pollution (c) Diffusion de polluant dans l'air (d) Végétation (e) Zonage.

(a) Méthodes de correction de la source:

Les industries apportent une contribution majeure à la pollution de l'air. La formation de polluants peut être prévenue et leur émission peut être minimisée à la source même.

En examinant attentivement les premières étapes de la conception et du développement de processus industriels, par exemple, les méthodes présentant un potentiel de pollution atmosphérique minimal peuvent être sélectionnées pour réaliser un contrôle de la pollution atmosphérique à la source.

Ces méthodes de correction de source sont:

i) Substitution de matières premières:

Si l'utilisation d'une matière première particulière entraîne une pollution de l'air, celle-ci doit être remplacée par une autre matière première de qualité plus pure qui réduit la formation de polluants. Ainsi,

(a) Un carburant à faible teneur en soufre qui présente un potentiel de pollution moindre peut être utilisé comme alternative aux carburants à haute teneur en soufre, et

(b) On peut utiliser du gaz de pétrole liquéfié (GPL) ou du gaz naturel liquéfié (GNL) plus raffiné que les combustibles traditionnels hautement polluants tels que le charbon.

(ii) Modification du processus:

Le processus existant peut être modifié en utilisant des techniques modifiées pour contrôler les émissions à la source. Par exemple,

(a) Si le charbon est lavé avant la pulvérisation, les émissions de cendres volantes sont considérablement réduites.

(b) Si la prise d'air de la chaudière est ajustée, les émissions en excès de cendres volantes dans les centrales électriques peuvent être réduites.

(iii) Modification de l'équipement existant:

La pollution de l'air peut être considérablement réduite en apportant les modifications appropriées à l'équipement existant:

(a) Par exemple, la fumée, le monoxyde de carbone et les émanations peuvent être réduits si les fours à sole ouverts sont remplacés par des fours à oxygène de base contrôlés ou des fours électriques.

(b) Dans les raffineries de pétrole, il est possible de réduire les pertes de vapeurs d'hydrocarbures des réservoirs de stockage dues à l'évaporation, aux variations de température ou au déplacement lors du remplissage, etc. en concevant les réservoirs de stockage avec des toits flottants.

(c) La mise sous pression des réservoirs de stockage dans le cas ci-dessus peut également donner des résultats similaires.

(iv) Maintenance de l'équipement:

Une mauvaise maintenance est causée par un entretien insuffisant des équipements, notamment des fuites autour des conduits, des tuyaux, des vannes, des pompes, etc. L'émission de polluants par négligence peut être réduite au minimum par un contrôle régulier des joints et garnitures.

b) Équipement de contrôle de la pollution:

Parfois, le contrôle de la pollution à la source n’est pas possible en empêchant l’émission de polluants. Il devient alors nécessaire d'installer un équipement de contrôle de la pollution pour éliminer les polluants gazeux du flux de gaz principal.

Les polluants sont présents en forte concentration à la source et, à mesure qu’ils s’éloignent de la source, ils se diluent en se diffusant avec l’air ambiant.

Les équipements de contrôle de la pollution sont généralement classés en deux types:

a) Dispositifs de contrôle des contaminants en particules.

b) Dispositifs de contrôle des contaminants gazeux.

Dans le présent livre, seuls les dispositifs de contrôle des particules contaminantes sont traités.

Dispositifs de contrôle des contaminants particulaires:

(1) chambre de règlement gravitationnelle:

Pour éliminer les particules de plus de 50 µm des flux de gaz pollués, des chambres de décantation gravitationnelles (Fig. 5.1) sont utilisées.

Cet appareil est constitué d’énormes chambres rectangulaires. Le flux de gaz pollué par des particules est autorisé à entrer par une extrémité. La vitesse horizontale du flux de gaz est maintenue faible (inférieure à 0, 3 m / s) afin de laisser suffisamment de temps aux particules pour se déposer par gravité.

Les particules ayant une densité plus élevée obéissent à la loi de Stoke et se déposent au fond de la chambre d'où elles sont finalement extraites. Les différentes étagères ou plateaux horizontaux améliorent l'efficacité de la collecte en raccourcissant le chemin de sédimentation des particules.

(2) Séparateurs de cyclones (cyclones à flux inversé):

Au lieu de la force de gravitation, les séparateurs à cyclone utilisent la force centrifuge pour séparer les particules du gaz pollué. La force centrifuge, plusieurs fois supérieure à la force gravitationnelle, peut être générée par un flux de gaz en rotation et cette qualité rend les séparateurs cyclones plus efficaces pour éliminer les particules beaucoup plus petites que celles pouvant éventuellement être éliminées par des chambres de décantation gravitationnelles.

Un séparateur cyclone simple (Fig. 5.2) consiste en un cylindre à base conique. Une entrée tangentielle se déchargeant près du sommet et une sortie pour décharger les particules sont présentes à la base du cône.

Mécanisme d'action:

Le gaz chargé de poussière entre de manière tangentielle, reçoit un mouvement de rotation et génère une force centrifuge, grâce à laquelle les particules sont projetées sur les parois du cyclone lorsque le gaz se spirale vers le haut à l'intérieur du cône (le flux s'inverse pour former un tourbillon interne ). Les particules glissent le long des parois du cône et sont évacuées par la sortie.

(3) Filtres en tissu (filtres à filtre à manches):

Dans un système de filtre en tissu, un flux de gaz pollué est amené à passer à travers un tissu qui filtre le polluant particulaire et laisse passer le gaz clair. Les particules sont laissées sous la forme d'un mince tapis de poussière à l'intérieur du sac. Ce tapis anti-poussière sert de moyen de filtrage pour éliminer davantage les particules, ce qui augmente l'efficacité du sac filtrant pour tamiser davantage de particules de moins d'un micron (0, 5 µm).

Un filtre typique (Fig. 5.3) est un sac tubulaire qui est fermé à l'extrémité supérieure et auquel une trémie est fixée à l'extrémité inférieure afin de collecter les particules lorsqu'elles sont délogées du tissu. Beaucoup de ces sacs sont suspendus dans un dépotoir. Pour une filtration efficace et une durée de vie prolongée, les sacs filtrants doivent être nettoyés occasionnellement à l'aide d'un agitateur mécanique afin d'éviter que trop de couches de particules ne s'accumulent sur les surfaces internes du sac.

(4) précipitateurs électrostatiques:

Le précipitateur électrostatique (Fig. 5.4) fonctionne sur le principe de la précipitation électrostatique, c'est-à-dire que les particules chargées électriquement présentes dans le gaz pollué sont séparées du flux de gaz sous l'influence du champ électrique.

Un dépoussiéreur de fil et de tuyau typique comprend:

(a) Une surface de collecte chargée positivement (mise à la terre).

(b) Un fil d'électrode de décharge haute tension (50 KV).

(c) Isolateur pour suspendre le fil électrode par le haut.

(d) Un poids au bas du fil d'électrode pour maintenir le fil en position.

Mécanisme d'action:

Le gaz pollué entre par le bas et circule vers le haut (c'est-à-dire entre le fil haute tension et la surface collectrice mise à la terre). La haute tension dans le fil ionise le gaz. Les ions négatifs migrent vers la surface mise à la terre et transmettent également leur charge négative aux particules de poussière. Ensuite, ces particules de poussière chargées négativement sont aspirées électrostatiquement vers la surface du collecteur chargé positivement, où elles se déposent finalement.

La surface collectrice est frappée ou soumise à des vibrations afin d'éliminer périodiquement les particules de poussière collectées, de sorte que l'épaisseur de la couche de poussière déposée ne dépasse pas 6 mm. Sinon, l'attraction électrique devient faible et l'efficacité du précipitateur électrostatique est réduite.

Étant donné que la précipitation électrostatique a un rendement de 99% et peut être utilisée à des températures élevées (600 ° C) et à une pression avec un besoin de puissance inférieur, elle est donc économique et simple à utiliser par rapport aux autres appareils.

(5) Collecteurs humides (épurateurs):

Dans les collecteurs humides ou les épurateurs, les contaminants particulaires sont éliminés du flux de gaz pollué en incorporant les particules dans des gouttelettes liquides.

Les laveurs humides courants sont:

(i) Tour de pulvérisation

ii) Laveur à Venturi

(iii) Épurateur à cyclone

(i) Tour de pulvérisation:

L'eau est introduite dans une tour de pulvérisation (Fig. 5.5.) À l'aide d'une buse de pulvérisation (c'est-à-dire que l'eau coule vers le bas). Lorsque les gaz pollués remontent, les particules (d’une taille supérieure à 10 µm) entrent en collision avec les gouttelettes d’eau pulvérisées vers le bas à partir des buses de pulvérisation. Sous l’effet de la force de gravitation, les gouttelettes de liquide contenant les particules se déposent au fond de la tour de pulvérisation.

ii) Laveur à Venturi:

Les particules submicroniques (taille 0, 5 à 5 µn) associées à la fumée et aux émanations sont très efficacement éliminées par les laveurs Venturi très efficaces. Comme le montre la figure 5.6, un laveur à venturi a une section de gorge en forme de venturi. Le gaz pollué descend dans la gorge à une vitesse de 60 à 180 m / s.

Un courant d'eau grossière est injecté de haut en bas dans la gorge, où il est atomisé (c'est-à-dire que l'eau se transforme en gouttelettes) en raison de l'impact de la grande vitesse du gaz. Les gouttelettes liquides entrent en collision avec les particules dans le flux de gaz pollué.

Les particules sont entraînées dans les gouttelettes et tombent pour être ensuite éliminées. Les laveurs à Venturi peuvent également éliminer les contaminants gazeux solubles. En raison de la pulvérisation de l'eau, le contact entre le liquide et le gaz est adéquat, ce qui augmente l'efficacité de l'épurateur-laveur Venturi (leur coût en énergie est élevé en raison de la vitesse élevée du gaz entrant).

Pour séparer les gouttelettes portant les particules du flux gazeux, ce mélange gaz-liquide dans l'épurateur à venturi est ensuite dirigé dans un dispositif de séparation tel qu'un séparateur à cyclone.

(iii) Épurateur à cyclone:

La chambre sèche du cyclone peut être convertie en un laveur cyclone humide en insérant des buses de pulvérisation haute pression à différents endroits de la chambre sèche (Fig. 5.7).

Les buses de pulvérisation haute pression génèrent une pulvérisation fine qui intercepte les petites particules dans le gaz pollué. La force centrifuge jette ces particules vers le mur, d'où elles sont drainées vers le bas de l'épurateur.

c) Diffusion de polluants dans l'air:

La dilution des contaminants dans l'atmosphère est une autre approche du contrôle de la pollution atmosphérique. Si la source de pollution libère seulement une petite quantité de contaminants, la pollution n'est pas perceptible car ces polluants se diffusent facilement dans l'atmosphère. Cependant, si la quantité de contaminants de l'air dépasse la capacité limitée de l'environnement à absorber les contaminants, une pollution est alors causée.

Cependant, la dilution des contaminants dans l’atmosphère peut être obtenue par l’utilisation de colonnes de grande hauteur qui pénètrent dans les couches supérieures de l’atmosphère et dispersent les contaminants de manière à réduire considérablement la pollution au sol. La hauteur des piles est généralement maintenue 2 à 2 _1/2 fois la hauteur des structures avoisinantes.

La dilution des polluants dans l'air dépend de la température atmosphérique, de la vitesse et de la direction du vent. L’inconvénient de cette méthode est qu’il s’agit d’une mesure de contact à court terme qui entraîne en réalité des effets à long terme extrêmement indésirables.

En effet, la dilution ne dilue les contaminants qu’à des niveaux où leurs effets nocifs sont moins perceptibles près de leur source d’origine, alors qu’à une distance considérable de la source, ces mêmes contaminants finissent par tomber sous une forme ou une autre.

d) Végétation:

Les plantes contribuent à contrôler la pollution de l'air en utilisant du dioxyde de carbone et en libérant de l'oxygène lors de la photosynthèse. Ceci purifie l'air (élimination du polluant gazeux - CO ₂ ) pour la respiration des hommes et des animaux.

Les polluants gazeux tels que le monoxyde de carbone sont fixés par certaines plantes, à savoir Coleus Blumeri, Ficus variegata et Phascolus Vulgaris. Les espèces de Pinus, Quercus, Pyrus, Juniperus et Vitis dépolluent l'air en métabolisant les oxydes d'azote. De nombreux arbres devraient être plantés, en particulier autour des zones déclarées zones de pollution à haut risque.

e) Zonage:

Cette méthode de contrôle de la pollution atmosphérique peut être adoptée aux étapes de la planification de la ville. Le zonage plaide en faveur de la mise en place de zones séparées pour les industries afin qu'elles soient éloignées des zones résidentielles. Les industries lourdes ne doivent pas être situées trop près les unes des autres.

Dans la mesure du possible, les nouvelles industries devraient être implantées loin des grandes villes (cela permettra également de contrôler la concentration croissante de la population urbaine dans quelques grandes villes uniquement) et les décisions d'implantation des grandes industries devraient être guidées par la planification régionale. La zone industrielle de Bangalore est divisée en trois zones, à savoir les industries légères, moyennes et grandes. À Bangalore et à Delhi, les très grandes industries ne sont pas autorisées.