SO
2
+ MqO +6H
2
O = MqSO
3
.6H
2
O
SO
2
+ (NH
4
)
2
SO
3
+ H
2
O = 2NH
4
HSO
3
Azot oksidlərini neytrallaşdırmaq üçün isə əhəngdən, coda-
dan, ammonyak və digər maddələrdən istifadə olunur:
2NO
2
+ Na
2
CO
3
= NaNO
3
+ NaNO
2
+ CO
2
4NO
2
+ 2NH
4
OH = NH
4
NO
3
+ NH
4
NO
2
+ H
2
O
4NO
2
+ 2Ca(OH)
2
= Ca(NO
3
)
2
+ Ca(NO
2
)
2
+ 2H
2
O
Azot oksidlərini katalitik reduksiya etməklə də zərərsizləş-
dirirlər:
4NO + CH
4
= 2N
2
+ CO
2
+ 2H
2
O
2NO
2
+ CH
4
= N
2
+ CO
2
+ 2H
2
O
Kükürdün oksidlərini və dəm qazını kotalitik oksidləşdir-
mək olar:
SO
2
+ 1/2O
2
= SO
3
SO
3
+ H
2
O = H
3
SO
4
CO + 1/2H
2
O = CO
2
Yanma məhsullarının və metallurji zavodların tullantılrının
zərərsizləşdirilməsı baha başa gələn proseslərdir va hava hövzə-
sinin qorunması üçün yeni metodların işlənilməsi gündəlikdə
duran ən mühüm məsələlərdən biridir.
Hazirda alimlər yanacağın istifadəsinin enerjikimyəvi
metodlarının işlənməsi üzərində tədqiqat işləri aparırlar. Bu
metodların əsasında yanacağın əvvəlcədən kimyəvi işlənməsi,
589
tərkibindəki kükürddən təmizlənməsi və fraksiyalara ayrılması
durur. Bu fraksiyaların bəziləri kimya sənayesində qiymətli
xammal kimi, digərləri isə elektrik stansiyalarında yanacaq kimi
istifadə oluna bilər. Təmizlənmiş yanacaq aydındır ki, daha az
zərərli tullantılar əmələ gətirəcəkdir.
Hava hövzəsini əsaslı şəkildə qorumaq üçün elektrik enerji-
sinin alınmasının daha effektiv üsullarından istifadə, ziyansız
tulantılara malik olacaq enerjinin çevrilməsinin yeni metodları-
nın və qurğularının işlənilməsi, az ziyanlı maddələrin tətbıqi tə-
ləb olunur. Əgər yanacaq kimi hidrogendən istifadə geniş miq-
yasda tətbiq edilərsə hava hövzəsinin çirklənməsinin qarşısı
kifayət qədər alınmış olar.
Hidrogen energetikası
. Enerjinin kimyəvi formada (qaz
şəkilində) ötürülməsi elektrik enerjisinin ötürülməsindən kifayət
qədər ucuz başa gəlir. Hazırda gələcəkdə enerjinin ötürülməsi və
paylanmasında hidrogendən istifadə etmək üçün geniş tədqiqat
işləri aparılır. Hidrogenin yanma məhsulu su olduğundan hidro-
gendən yanacaq kimi istifadə edilməsi atmosferin çirklənmə
dərəcəsini kifayət qədər azaltmış olar.
Təbiətdə hidrogen birləşmələrinin zəngin yataqları vardır.
Hidrogen oksigendə yandıqda çoxlu miqdarda istilik ayrılır.
Odur ki, hidrogen sənayedə və məişətdə, müxtəlif birləşmələrin
sintezində və elektrokimyəvi generatorların köməyi ilə elektrik
enerjisinin alınmasında geniş istifadə oluna bilər.
Hidrogen
energetik
sistemi
hidrogenin
alınması
qurğusundan, onun ötürülməsini, paylanmasını və istifadəsini
təmin edən yarım sistemlərdən və qurğulardan ibarət olmalıdır.
Hidrogenin alınmasının çoxlu üsulları vardır. Bunlardan ən
geniş tətbiq olunan üsullara su-buxar konversiyası və elektroliz
üsulları daxildir. Son illər hidrogenin fotokimyəvi üsulla
alınmasına böyük diqqət yetirilir. Termonüvə reaktorlarının
işlənməsi perspektivində hidrogenin suyun termiki parça-
lanmasından alınması iqtisadi cəhətdən daha əlverişli ola bilər.
590
Hidrogeni metanın və kömürün su buxarı ilə konversiya-
sından aşağıdakı tənliklər üzrə almaq olar:
CH
4
+ H
2
O = CO + 3H
2
C + H
2
O = CO + H
2
CO + H
2
O = CO
2
+ H
2
Bu zaman əmələ gələn karbon qazını və digər konversiya
məhsullarını hidrogendən ayırmaq lazım gəlir. Bu problem
hələlik tam həll edilməmişdir. Hidrogenin gələcəkdə alınmasının
nəzərdə tutulan üsullarından biri də atom elektrik stansiyalarında
suyun elektrolizindən alınması üsuludur. Bu zaman hidrogenlə
yanaşı alınan oksigen sənayedə və məişətdə tətbiq oluna bilər.
Eyni zamanda hidrogenin fotokimyəvi üsulla alınması üzərində
də işlər aparılır. Termonüvə energetikasının işlənməsində hid-
rogenin termokimyəvi üsulla alınması daha əlverişli hesab edilir.
Bu metodun tətbiq edilməsi üçün hidrogenlə oksigenin bir-
birindən ayırmaq problemini həll etmək lazım gəlir. Bioloji ka-
talizatorların iştirakı ilə hidrogenin fotokimyəvi üsulla alınması
da böyük maraq kəsb edir.
Elektrokimyəvi energetika.
Energetika sistemində yeni
istiqamət kimi elektrokimyəvi energetika enerjinin alınması və
toplanması mərhələlərini özündə cəmləşdirir. Elektrik
enerjisinin alınması yanacaq elementlərində həyata keçirilir. Bu
elementlərin işləmə prinsipi §9.7-də verilmişdir. Əksər yanacaq
elementlərində cərəyan əmələgətirici reaksiya hidrogenin oksid-
ləşmə reaksiyasından ibarətdir:
2H
2
+ O
2
= 2H
2
O
Hidrogeni isə metanın və ya kömürün su buxarı ilə
konversiyasından alırlar.
591
Qələvi elektrolitli yanacaq elementlərində yalnız təmiz hid-
rogen və oksigendən istifadə etmək olar. Odur ki, belə element-
lər ancaq kosmosda tətbiq sahəsinə malikdirlər. Qalan yanacaq
elementlərində həm təmiz, həm də texniki hidrogendən və ha-
belə H
2
, CO
2
və H
2
O qarışığından istifadə olunur. Bütün yana-
caq elementlərində katalizatorları zəhərləyən zərərli qarışıqlar
kükürd birləşmələrindən, aşağı və orta temperaturlu yanacaq
elementlərində isə CO-dan ibarətdir. Son illər metanolun oksid-
ləşməsi əsasında işləyən yanacaq elementlərinin işlənib hazır-
lanması sahəsində də tədqiqatlar aparılır.
Yanacaq elementində oksidləşdirici və yanacaq fəza cəhət-
dən bir-birindən ayrı olduqlarından, hətta yüksək temperaturda
belə istilik maşınlarına nisbətən kifyət qədər az CO və azot ok-
sidləri əmələ gəlir.
Elektrokimyəvi enerji qurğularının zərərli tullantiları istilik
maşınları ilə müqayisədə 1,5-2 tərtib az olur. Digər tərəfdən
elektrokimyəvi enerji qurğularının faydalı iş əmsalları da istilik
maşınları ilə müqayisədə 1,5-2 dəfə çoxdur.
Hal-hazırda gücü 10 kBt-dan 11kVt-a ədər olan elektro-
kimyəvi enerji qurğuları işlənib hazırlanmışdır. Bunlardan bəzi-
ləri artiq bu və ya digər sahələrdə müvəffəqiyyətlə istifadə
olunur. Đlkin mərhələdə belə qurğular uzaq rayonların, qəsəbə-
lərin, ayrı-ayrı yaşayış və sənaye binalarının, ticarət və idman
mərkəzlərinin və s. avtonom enerji təchizatında tətbiq
ediləcəkdir. Daha sonra isə belə qurğuların ucuz başa gəlməsini
və xidmət müddətlərinin artırılmasını təmin etdikcə onlar
elektrik enerjisinin mərkəzləşmiş generasiyasında istifadə
olunacaqdır.
Elektromobil problemi.
Nəqliyyat qurğularının zərərli
tullantılarının azaldilması probleminin həll edilməsinin ən əsaslı
yollarından biri daxiliyanma mühərriklərinin ekoloji təmiz
qurğularla və ilk növbədə akkumlyator batareyaları və ya elek-
trokimyəvi enerji qurğuları ilə əvəz edilməsidir. Belə akkum-
lyatorlar yüksək xüsusi enerji və vahid kütləyə düşən güclə,
592
ekoloji təmizliklə, xidmət sadəliyi və ucuz başa gəlməsi ilə xa-
rakterizə olunmalıdır. Ənənəvi akkumlyatorlar göstərilən tələ-
batların heç də hamısına cavab vermir. Belə ki, qurğuşun ak-
kumlyatorlar həddən artıq ağır olur və birdəfəlik yüklənmədə
elektromobilin 60 km/saat sürətlə 70-90 km məsafəni qət etməyə
imkan verir. Odur ki, belə elektromobillər şəhər daxili sənaye
yüklərinin, məhsulların və s. daşınmasında istifadə oluna bilər.
Nikel-kadmium akkumlyatorları baha başa gəlir və zəhərli
kadmiuma malikdir. Kadmiumu intermetalloidlə əvəz etməklə
nikel-metalhidrid (Ni-MH) akkumlyatoru əldə edirlər. Belə
akkumlyator birdəfəlik yüklənmədə elektromobilin 120-140 km
məsafəni qət etməyə imkan verir.
Yeni akkumlyatorlar – qələvi elektrolitli hava-sink və qeyri-
su elektrolitli litium akkumlyatorları elektromobilin 150-300km
məsafə qət etməsini təmin edir.
Hazırlanan elektromobillərin digər istiqaməti hidrogen və
metanolla işləyən yanacaq elementləri əsasında elektrokimyəvi
enerji qurğularından istifadə etməkdir. Hazırda bərk polimer
elektrolitli yanacaq elementlərı əsasında hazırlanmış bir heçə
elektrobus və elektromobil sınaqdan keçirilir.
Beləliklə, istilik elektrostansiyaları, daxiliyanma mühər-rik-
ləri, metallurji və digər zavodlar tərəfindən atmosferə küllü miq-
darda zərərli qazlar, ilk növbədə azot və kükürd oksidlərı və
dəm qazı daxil olur. Bu tullantıların azaldılması və onların
neytrallaşdırılması üçün müxtəlif tədbirlər həyata keçirilir.
Lakin bu tədbirlər kifayət qədər effektli deyildir. Yeni daha
səmərəli texnologiyaların və qurğuların yaradılmsı, hidrogen və
elektrokimyəvi energetikanın inkişafı və elektromobillərin
yaradılması olduqca böyük əhəmiyyət kəsb edir.
593
16.3.SU HÖVZƏSĐNĐN QORUNMASI
Çirkab sularının xarakteristikası.
Đstehsalat və məişətdə
istifadə olunmuş və bununla əlaqədar müxtəlif çirklənmələrə
məruz qalan sular çirkab sular adlanır. Đstehsalatın növündən
asılı olaraq çirkab suların tərkibi olduqca müxtəlif olur. Çirkab
sularının tərkibində sianidlər, arsen birləşmələri, selen, civə,
qurğuşun və s. kimi müxtəlif zəhərli maddələr ola bilər.
Ən çox qarışıqlar kimya, dağ-mədən, sellüloza-kağız , neft
sənayesində və kömürün işlənilmə sahələrində tətbiq olunmuş
suların tərkibində olur. Belə suların tərkibində turşular və ya
qələvilər, duzlar, neftin və kömürün işlənmə məhsulları və s.
vardır.
1 kVt saat elektrik enerjisi hasil etmək üçün 200-400 l su
tələb olunur. 1000 MVt gücünə malik istilik elektrik
stansiyasının ildə 1,2-1,6 m
3
su, həmin gücdə atom elektrik
stansiyasının işləməsində isə ildə 3 m
3
sudan istifadə olunur.
Böyük gücə malik stansiyalarda sutka ərzində 1000 ton və daha
çox çirklənmiş su kənara buraxılır.
Đlkin suyun tətbiq edildiyi sahələrdən asılı olaraq çirkab
sular bir neçə növə ayrılır:
1. Reaksiya nəticəsində alınan sular (reaksiya suları ).
2. Xammalın (məsələn, kömürün) tərkibinə daxil olan sular
(ilkin sular )
3. Sulu mühitlərdə gedən reaksiyalar nəticəsində alınan sular
(ana məhlullar).
4. Cihazların və məhsulların soyudulmasında istifadə
olunmuş sular (soyuducu sular).
Göstərilən növ sular çirklənmə dərəcəsinə görə bir-birindən
əsaslı fərqlənir. Məsələn, coyuducu sular ən az çirklənmə dərə-
cəsinə malik olurlar. Odur ki, hər növ suyun özünəməxsus tə-
mizlənmə metodu vardır.
Cirkab suların tərkibcə bir-birindən əsaslı fərqlənməsinə
baxmayaraq onlardakı qarışıqları qruplara ayırmaq olar. Qarışıq
hissəciklərin ölçüsünə görə çirkab suları dispersli, kolloid və
594
həqiqi sistemlərə təsnif etmək olar. Sonuncunu isə ion və
molekulyar tərkibli həqiqi məhlullara ayırırlar.
Mühitin pH-dan asılı olaraq çirkab sular qələvili, turş və
neytral sulara təsnif olunur.
Çirkab sular bir sıra texniki göstəricilərlə xarakterizə
olunurlar. Bunlara codluq, pH, oksidləmə qabiliyyəti, oksigenə
biokimyəvi tələbat (bax 12.3), həll olmayan qarışıqların miqdarı,
duzların ümumi miqdarı və s. daxildir.
Çirkab suların təmizlənmə üsulları
. Çirkab sular müxtəlif
olduqlarından onların təmizlənmə metodları da müxtəlifdir.
Qarışıqlara təsiri baximdan bütün metodlar iki qrupa ayrılır:
1. Destruktiv metodlar. Bu metodlarda qarışıqları parçalaya-
raq qaz şəklində ayırırlar və ya onları ziyansız hala salırlar.
2. Regenerativ metodlar. Bu üsullarla qarşıqları ayiraraq is-
tifadəyə verirlər. Bu və ya digər metodun seçilməsi iqtisadi əlve-
rişlilik baxımından həyata keçirilir.
Texnoloji əlamətlərinə görə çirkab sularun zərərsizləşdiril-
məsi metodlarını üç qrupa ayırırlar: suspenziyalaşmış və emul-
qalanmış qarışıqlardan təmizlənmə, həll olmuş qarışıqlardan
təmizlənmə, çirkab suların aradan çıxarılması və məhv edilməsi.
Çirkab suların suspenziyalaşmış və emulqalanmış qarı-
şıqlardan təmizlənməsi.
Çirkab suların kobud dispersli qarşıq-
lardan təmizlənməsi suyun saxlanılması, süzmə və flotasiya yoli
ilə həyata keçirilir. Çirkab suyun saxlanılması dövri və fasiləsiz
təsirdə olan iri həcmli sistemlərdə həyata keçirilir. Qarışıqlardan
təmizlənmə suyu asılqan çöküntü təbəqəsindən keçirməklə sü-
rətləndirilir. Flotasiya yolu ilə qarışıqlardan təmizlənmənin əsa-
sında asılqan hissəciklərin qaz qabarcıqları ilə əmələ gətirdiklərı
hissəciklər qruplaşmasının suyun səthinə qalxmasından sonra
ayırmaq prosesləri durur. Süzmə adətən digər təmızlənmə üsul-
larını həyata keçirdikdən sonra yekun mərhələ kimi tətbiq
olunur.
Təmizlənən çirkab suyun tərkibindən və turşuluğundan asılı
olaraq süzülən materiallar qum, kvars, dolomit, mərmər, maqne-
595
zit, polimerlər və s. ola bilər. Kolloid hissəciklərdən təmizlənmə
koaqulyasiya metodu (bax 8.10) ilə yerinə yetirilir.
Çirkab suların qeyri-üzvi qarışıqlardan təmizlənməsi.
Qarışığın növündən və qatılığından asılı olaraq reagent, ionmü-
badilə, elektrokimyəvi və digər təmizləmə metodlarından istifa-
də olunur.
Reagent metodlarına suyun neytrallaşdırılması, çökdürmə,
oksidləşdirmə və reduksiyaetmə daxildir. Əgər çirkab su turşu
xarakterli olarsa onu əsasi reagentlərlə: Ca(OH)
2
, NaOH, CaCO
3
,
Na
2
CO
3
, MqO və ya MqCO
3
, NH
3
-lə və s. neytrallaşdırırlar.
Sənayedə turş və əsasi çirkab suların qarşılıqlı neytrallaşma-
sından da istifadə olunur.
Bəzi ionları (Pb
2+
, Hg
2+
, Cd
2+
və s.) çətin həll olan duzlar
şəklində çökdürüb ayırmaq mümkündür. Məsələn, qurğuşunu
PbSO
4
şəklində çökdürməklə ayırmaq olar.
Oksidləşmə-reduksiya reaksiyalarının köməyi ilə zərərli qa-
rışıqları zərərsiz və ya məhluldan asan ayrila bilən birləşmələrə
çevirmək olar. Məsələn, sianidionlarını hipoxloridlə oksidləşdir-
məklə onun zəhərli təsirini aradan qaldırırlar:
2CN
-
+ 5OCl
-
+ 2H
+
= 2CO
2
+ N
2
+ 5Cl
-
+H
2
O
Hidrazini hava oksigeni ilə azota qədər oksidləşdirmək olar:
N
2
H
4
+ O
2
= N
2
+ 2H
2
O
Çirkab suların qarışıqlardan təmizlənməsində iondəyişmə
metodundan geniş istifadə olunur (bax 8.9). Bunun üçün həm
kationlaşdırma, həm də anionlaşdırmadan istifadə olunur.
Kationlaşdırma zamanı çirkab suyun kationları kationitin
zərərsiz kationları ilə mübadilə olunur. Məsələn, şirkab sudan
Cd
2+
-ionlarını ayırmaq üçün Na-kationlaşdırmadan istifadə
edilir:
596
2RNa
+
(kationit) + Cd
2+
(məh.) = R
2
Cd
2+
(kationit) + 2Na
+
(məh.)
Đondəyişmə qətranlarının köməyi ilə çirkab suları radioaktiv
kationlardan, məsələn, Sr
2+
-dan təmizləmək mümkündür:
2RH
+
(kationit) + Sr
2+
(məh.) = R
2
Sr
2+
(kationit) + 2H
+
(məh.)
Anionlaşdırma zamanı çirkab suların zərərli anionları
anionitin zərərsiz anionları ilə mübadilə olunur. Məsələn,
anionlaşdirma yolu ilə çirkab sulardan sianid-ionlarını ayırmaq
olar:
CN
-
(məh.) + ROH
-
(anionit) = RCN
-
(anionit) + OH
-
(məh.)
Çirkab suların təmizlənməsində həmçinin elektrokimyəvi:
elektrodializ,
elektrooksidləşmə
və
elektroreduksiya
metodlarından da istifadə olunur. Məsələn, xrom, qurğuşun, mis,
arsen, civə və kadmiumu katodda reduksiya etməklə ayırmaq
mümkündür.
Çirkab suların həll olmuş üzvi maddələrdən təmizlən-
məsi.
Tərkibində üzvi birləşmələr olan çirkab suların zərərsiz-
ləşdirilməsində destruktiv və regenerativ üsullardan istifadə olu-
nur. Destruktiv metodlara elektrooksidləşmə və termooksidləş-
mə daxildir. Elektrooksidləşmədə çirkab su elektoliz qurğusun-
dan keçirilir. Bu zaman üzvi qarışıqların həll olmayan anodda
oksidləşməsi baş verir. Məsələn, fenol anodda karbon qazına və
malein turşusuna qədər oksidləşir:
C
6
H
5
OH + 7H
2
O -16e = 2CO
2
+ (CHCOOH)
2
+ 16H
+
Termooksidləşmə çirkab suyun yanacaqla birgə yandırılma-
sına və ya üzvi qarışıqların hava oksigeni, ozon, xlor və s. ok-
sidləşdiricilərlə oksidləşdirilməsinə əsaslanır.
Regeneqrativ təmizləmədə həm çirkab suları zərərsizləşdir-
mək, həm də qiymətli qarışıqları ayırmaq mümkündür. Bu məq-
597
sədlə ekstraksiya, distillə, adsorbsiya, iondəyişmə, çökdürmə və
s. üsullardan istifadə olunur.
16.4.
BƏRK TULLANTILAR. TULLANTISIZ ĐSTEHSALAT
Đnsan fəaliyyətinin nəticəsi olaraq əmələ gələn tullantıları
istehsalat və məişət tullantılarına təsnif edirlər.
Đstehsalat tullantıları və onların işlənməsi.
Bir adamın tə-
ləbatını ödəmək üçün hər il Yerdən 1-3%-dən artıq olmayaraq
son məhsula keçən 20-30 ton mineral xammal çıxarılır. Bununla
əlaqədar bütövlükdə planetdə ildə 100 milyard tondan çox isteh-
salat tullantıları meydana çıxır. Buraya dağ süxurları, qara və
əlvan metalların istehsal tullantıları, domna, istilik stansiyaları
və digər sobalarda əmələ gələn şlaklar və yanma məhsulları,
kimya sənayesinin və digər sənaye sahələrinin tullantıları
daxildir. Yer kürəsində əhalinin tələbatı ildən ilə artdığı halda,
faydalı mineral və filiz ehtiyatları durmadan azalır. Bununla əla-
qədar faydalı komponentlərə görə kasıb filiz yataqlarından
istifadə tələbatı da getdikcə artır. Bu da tullantı kimi meydana
çıxan boş süxur kütləsinin daha da çoxalmasına səbəb olur.
Beləliklə də, istehsalat tullantılarının həcmi durmadan artır. Kül-
lü miqdarda əmələ gələn bu tullantılar xeyli yararlı torpaq
sahəsini tutur, toz şəklində atmosferə və həll olaraq hidrosferaya
daxil olur. Bərk tullantıların tərkibində çoxlu miqdarda zərərlı
maddələr olduğundan onlar ekoloji təhlükəli tullantılardır. Odur
ki, istehsalat tullantılarının işlənməsı tələbatı mühüm əhəmiyyət
kəsb edir.
Bir çox istehsalat tullantıları qiymətli komponentlərə malik-
dir. Belə tullantılar yeni istehsal sahələri üçün xammal hesab
edilir. Məsələn, qara metallurgiya sahələrinin istehsal tullantı-
larının tərkibində Ti, Ni, Cu, Au, Pt və digər metallar vardır.
Kömürlərin və yanan slansların külündə Ge, Mo, V, Re, Ag, Au
və digər elemenlər olur. Odur ki, belə tullantıların işlənilməsin-
dən böyük miqdarda qiymətli maddələr almaq mümkündür.
598
Bir çox digər istehsalat sahələrinin tullantılarından tikinti
materialları alınmasında istifadə etmək mümkündür. Belə isteh-
salat sahələrinə metallurgiya (şlaklar), istilik energetikası (kül-
şlak tullantıları), kimyəvi və s. sahələri misal göstərmək olar.
Dostları ilə paylaş: |