NO161357B - Fremgangsmaate for reduksjon av surhetsgraden i regn. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for reduksjon

av surhetsgraden i regn av den art som angitt i innledningen til krav 1.

Det opptrer eksempelvis i tett bebyggede områder og fremfor

alt i industriområder, spesielt sterke røkgassemisjoner som inneholder syredannende bestanddeler, spesielt svoveldioksyd og nitrogenoksyd. Disse bestanddeler er også ved liten konsentrasjon å anse som skadestoffer for de er grunnen til at det i forbindelser den i atmosfæren inneholdte fuktighet kan oppstå syrer. De nettopp i større avstand fra røkgasskildene opptredende og det såkalte "sure regn" forbundne problemer er kjent. Dette gjelder med hensyn til skader som oppstår ved "tørr avleiring" av syredannere, spesielt på planter og kulturhistoriske byggverk. Grunnen for denne type skadevirkning er ikke umiddelbart de nevnte oksyder, men det sammen med dem tilstedeværende dissosierte hydrogen.

Videre bevirker de sure bestanddeler i røkgassen selv skader

på åndedrettsorganer hos mennesker,-dyr og planter, hvis gass-konsentrasjonene i luften er for høye.

Et spesialtilfelle her er smogsituasjonen. Med smog forstår

man en jordoverflatenær atmosfære som i så sterk grad er skade-stoffholdig at velbefinnende og sågar også sunnheten av de under innvirkning av smogen levende mennesker er sterkt truet. Foruten syredannere kan også andre skadestoffer bidra til smogutvikling således at smogen i enkelte utbredte områder kan være fulgt av helt forskjellige skadestoffer.

En systematisk og spesielt også utbredt avlastning av atmosfæren er ikke mulig med de hittil kjente forholdsregler. Således har man eksempelvis i mangel av bedre muligheter i noen tid forsøkt å hindre inntreden og skadestoffer i atmosfæren ved at stortekniske anlegg utstyres med egnede filteranlegg spesielt med røkgassavsvovlingsanlegg eller lignende. Det skal

altså overhode ikke først komme skadestoffer i atmosfæren.

De for fjerning av svoveldioksyd tjenende røkgassavsvovlings-anlegg krever et høyt teknisk og økonomisk arbeide. På mindre tekniske anlegg og for flertall av enkeltemittenter kan et slikt arbeide av økonomiske grunner ikke tas på kjøpet. Dette ville imidlertid være spesielt viktig for de overnevnte stortekniske anlegg har i skadestoffinnhold av atmosfæren bare en del på ca. 25%. På grunn av det store arbeide som vedrører bare denne forholdsvis lille del lar altså atmosfæren seg praktisk talt bare til en forholdsvis liten del beskytte for oversyring. Dertil kommer at ofte inntil 50% av de i atmosfæren inneholdte skadestoffer drives til fra langt borfeeliggende utbredte områder ved hjelp av atmosfæriske strømninger.

Herved nedsettes videre den ved røkgassavsvovlingsanlegg opp-nåelige effekt.

Smogutviklingen finner spesielt sted i rommelig begrensede områder og er til en vesentlig del å tilbakeføre til avgassene fra motorkjøretøyer. Man har forsøkt å redusere skadestoff-delen i avgassene. De herved hittil oppnådde forbedringer er imidlertid for små til avgjørende å stå i mot en smogutvikling. På tilsvarende måte førte også andre forsøkt til å motvirke skadestoffemmisjon riktignok bare til et begrenset resultat fordi antallet av mindre og små skadestoffkilder er for stort og fordi muligheten for en nedsettelse av emmisjonene er for små til å sikre en tilstrekkelig nedsettelse av den samlede emmisjon av skadestoffer. I smogtruede områder så man seg derfor tvunget til ved ugunstige værtyper å forordne inngå-ende emmisjonsbegrensninger. Dette er imidlertid bare en nød-forholdsregel som bare kan treffes for en forholdsvis kort tid. Imidlertid har de for uttreden av skadestoffer forårsakende tallrike mindre kilder innbefattende motorkjøretøyer en del av den samlede skadestoffemmisjon som kan ligge ofte mellom 25 og 75% og som derfor absolutt er å anse som vesentlig. Også smog som drives frem i lengre avstander liggende områder ved atmos-

færiske strømninger lot seg hittil ikke virksomt bekjempe.

Man har videre forsøkt å påvirke reaksjoner som finner sted i atmosfæren ved at det fra en flymaskin fordeles egnede virksomme stoffer i atmosfæren. Man har for kunstig frembringelse av regn fra flymaskiner utbredt sølvjodid.

En slik fremgangsmåte er imidlertid likeledes meget omstende-lig og fremfor alt bare praktisk gjennomførbar for et forholdsvis lite rommlig område.

Oppfinnelsens oppgave var å tilveiebringe en fremgangsmåte

som var egnet til påvirkning av kjemiske og/eller fysikalske reaksjoner i atmosfæren og som kunne gjennomføres ved økonomisk representerbare midler hvormed de i atmosfæren foregående kjemiske og/eller fysikalske reaksjoner systematisk lar seg påvirke og såvel i begrenset rommelige områder som også meget utbredte områder.

For løsning av denne oppgaven foreslås ifølge oppfinnelsen

en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de øvrige fremgangsmåtekravene.

Oppfinnelsen muliggjør for første gang en systematisk beskyttelse såvel av rommelige begrensede som også meget vidt-rekkende områder eksempelvis et kontinent eller en stor del derav. Beskyttelsen behøver ikke bare å strekke seg til for tiden allerede kjente skadelige virkninger. Også eventuelt fremtidige ennu fastslåtte skadelige virkninger vil kunne bekjempes ved hjelp av ifølge oppfinnelsen foreslått fremgangsmåte. Det blir i områdene som skal beskyttes hvori det er generelt å vente uønsket høye skadelige virkninger opprettet systematisk byggverk med pipefunksjon, idet allerede tilstedeværende høye byggverk som skorstener, kjøletårn eller lignende lar seg fordelaktig omfatte i dette system. Ved hjelp av systemet er man i stand til å motvirke det hver gang i atmosfæren fastslåtte skadestoffinnhold og sågar uavhengig av om skadestoffene stammer fra selve det angjeldende område eller også fra et lengre borteliggende område hvorfra de er blitt ført ved hjelp av atmosfæriske strømninger.

Antallet av de for et slikt system nødvendige skorstener og/ eller pipelignende byggverk retterseg bl.a. etter størrelsen av området som skal beskyttes og den virksomme stoffmengde som skal innføres i atmosfæren. Eventuelt kan sågar bare få skorstener eller byggverk med pipefunksjon være tilstrekkelig for dannelsen av et slikt system.

Også høyden av de i systemet innbefattede skorstener og pipelignende byggverk er av betydning. Når denne høyde er stor og eksempelvis utgjør 300 - 400 m kan atmosfæriske sperre-sjikt gjennomstøttes. Dette kan i det minste for en del av de aktuelle muligheter være ugunstig. Da eksempelvis smog for det meste befinner seg i lavere høyder bør også skorstener eller kaminlignende byggverk av mindre høyde, spesielt på mindre enn 300 m være innbefattet i systemet for å muliggjøre virksom bekjempelse av smog og å kunne påvirke lavere og middels høye luftsjikt.

Videre er det for en smogbekjmpelse fordelaktig at de virksomme stoffer som skal innføres i atmosfæren ikke bare kan avstemmes på mengden, men også på typen av de skadestoffer som hver gang forårsaker smogen.

Innen rammen av anvendelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen krever man informasjoner over typen og konsentrasjons-graden av de hver gang i atmosfæren innholdte skadestoffer. Slike informasjoner finnes det riktignok allerede nu, imidler- bare for spesielt truede områder og i forholdsvis grove av-trinninger, hvilket sannsynligvis er å tilbakeføre på den for lille virkning av de hittil kjente bekjmpningsforholdsregler. Fastslåelse av det hver gang i atmosfæren tilstedeværende skadestoffinnhold også over større områder er ikke mulig med den nødvendige nøyaktighet. Tilsvarende resultater av disse fastslåelser innføres altså ifølge oppfinnelsen. Under samtidig hensyntagen til de i atmosfæren herskende strømningsfor-hold virksomme stoffer fra egnet type ved hjelp av hele systemet eller bare en del herav i den hver gang hensiktsmessige mengde i atmosfæren for å imøtegå de skadelige virkninger.

Det er altså nu i det minste i de fleste tilfeller ikke mer nødvendig å bekjempe de i en røkgass- eller avgassstrømning inneholdte skadelige bestanddeler umiddelbart på opprinnelses-stedet respektiv ved den eventuelle kilde, idet man eksempel-

vis anordner røkgassavsvovlingsanlegg eller lignende. Nu finner mer de reaksjoner som opphever den skadelige virkningen sted i atmosfæren. De omstendelige filter- og røkgassavsvovlings-anlegg kan således helt eller minst i det vesentlige bortfalle. Allikevel lar det seg unngå alle de på grunn av "surt regn"

eller ved "tørre avleiringer" som også ved sure avleiringer til støv hittil forårsaker de skadelige virkninger. Dette gjelder også med hensyn til sure skadestoffer som hittil eksempelvis avleirer seg på kulturhistoriske byggverk og frembragte sterke skader på disse.

Videre er det nu ved hjelp av oppfinnelsen mulig etter behov eksempelvis å frembringe kunstig regn, idet man istedenfor det forholdsvis dyre sølvjodid hertil også kan innføre billig-ere virksomme stoffer i atmosfæren hvorpå fuktigheten konden-serer.

Det er også med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen mulig å motvirke ozondannelsen. Man kan innføre egnede virksomme stoffer i slike mengder og rommelig fordeling i atmosfæren at reaksjons- dyktig oksygen enten det er før eller etter en avspaltning bindes før det kommer til ozondannelse.

Spesielt svoveldioksyd og nitrogenoksyder samt også fluor-hydrogen er knyttet med dissosiert hydrogen, altså med frie hydrogenioner som reagerer i luften eller på jorden med andre stoffer og virker skadelig. Man vil altså ha å velge slike stoffer som virksomme stoffer eksempelvis alkalier med 0H-ioner som binder det dissosierte hydrogen og sammen med dette danner uskadelige stoffer eller hvis mulig sågar nyttige stoffer.

Det kan videre ifølge et ytterligere forsag ved oppfinnelsen tilstrebes å nedsette mengden av skadestoffer i atmosfæren ved at den skadelige virkning oppheves allerede før den har nådd atmosfæren, i det minste i det vesentlige. Dette oppnår man ved at de fra skorstenen uttredende gasstrømninger som inneholder skadelige stoffer allerede på veien inn i atmosfæren tilsettes virksomme stoffer som opphever skadestoffenes skadelige virkning. Da det herved i det vesentlige dreier seg om svoveldioksyd og/eller nitrogenoksyder tilsettes da basedannere som sågar allerede inne i skorstenen virker på de nevnte oksyder.

Allikevel kan det for de innen rammen av systemet ifølge oppfinnelsen anvendte skorstener eller for de andre byggverk med pipefunksjon også være fordelaktig når de virksomme stoffer settes til den uttredende gasstrøm over munningen av den eventuelle skorsten eller byggverk. Også her er gasstrømningen dessuten kompakt således at tilsetningen av virksomme stoffer ikke vanskeliggjøres. Den foreslåtte forholdsregel medfører den fordel at en eventuell skadelig innvirkning av de virksomme stoffer på utforingen av skorstenen eller byggverket ikke behøver å fryktes.

Det ligger videre innen oppfinnelsens ramme å innføre virk somme stoffer også ved hjelp av en avluft- eller avgasstrøm i atmosfæren som i det minste er tilnærmet fri for skadestoffer. Spesielt også i nærheten av eller i på grunn av syreemmisjon truede områder kan detopprettes byggverk i tillegg med kaminfunksjon når tilsetningen av de virksomme stoffer i den nødvendige mengde og fordeling ikke lar seg sikre ved allerede tilstedeværende skorstener, kjøletårn eller lignende. For en på et begrenset område begrenset påvirkning kommer det an på spesielt å bekjempe de skadestoffer som er i nærheten av jorden. Innføringen av de virksomme stoffer i de tilsvarende luftsjikt vil da måtte foregå spesielt med kaminer og byggverk av mindre og midlere høyde.

Når de fra en skorsten uttredende røkgasser allerede på veien til atmosfæren tilsettes virksomme stoffer så vil man vanligvis tilsette de virksomme stoffer i det minste i en mengde som tilsvarer et støkiometrisk forhold til de i røkgassen inneholdte skadestoffdeler. Tilsvarende gjelder også for utsending av virksomme stoffer i atmosfæren såvidt dennes skadestoffinnhold er kjent. Ifølge oppfinnelsen kan det imidlertid være fordelaktig at tilsetningen av de virksomme stoffer sammenlignet til den i røkgassen eller atmosfæren inneholdte del av skadestoffer foregår i et overstøkiometrisk forhold.

Refererer man den overstøkiometriske del til den i røkgassen av en enkel skorsten inneholdte skadestoffdel, så vil den i atmosfæren innførte overskuddsdel av virksomme stoffer oppheve virkningen av de øvrige allerede i atmosfæren inneholdte skadestoffdeler. Refererer man den overstøkiometriske del til den i den eventuelt undersøkte atmosfære inneholdte skadestoffdel så kan man ved en overskytende tilsetning ta hensyn til det faktum at i praksis lar den rommelige fordeling av de virksomme stoffer innen området som skal beskyttes seg ikke nå på en perfekt måte. Det blir ved den overskytende tilsetning uskadeliggjort tilstrekkelig i hvert fall de i atmosfæren inneholdte fargestoffer. En tilstrekkelig sikker-het er altså herved sikret. Således kan da også skadestoffer nøytraliseres som på ikke forutsebar måte transporteres fra helt andre geografiske områder ved de i atmosfæren tilstedeværende strømning i tillegg inn i det området som eventuelt skal beskyttes. Den overstøkiometriske del lar seg hvertfall fastslå med en slik nøyaktighet at det unngås et for stort overskudd av basedannere.

Når det for bekjempelse av sure skadestoffer innføres basedannere i atmosfæren så er det ifølge oppfinnelsen fordel-

aktig når det som basedanner anvendes ammoniakk-, kalium-

eller natriumforbindelser og/eller andre pH-verdiøkende stoffer som samtidig har funksjonen av et gjødningsmiddel.■

Det er kjent at syredannere i liten konsentrasjon er nyttige

som gjødningsmidler. De tilsettes derfor i landbruket til jorden, spesielt i form av svovel- eller nitrogenforbindelser som direkte gjødning. Men også i dette tilfelle må syre-dannerne nøytraliseres, hvilket vanligvis foregår ved at man til svovel- og nitrogengjødning allerede for deres fordeling på jordbunnen tilsetter kalk eller magnesium. Kalk og magnesium er ikke spesielt godt egnet som nøytraliseringsmiddel for atmosfæren på grunn av dets støwirkning.

Man forsøker videre å rettferdiggjøre store arbeider for røkgassavsvovlingsanlegg ved at det i slike anlegg dannede nøytralisasjonsprodukt, eksempelvis ammoniumsulfat er anvend-bart som gjødningsmiddel. Dette er imidlertid på grunn av den sterke vannoppløselighet ikke lagringsdyktig i den nødvendige grad. Derimot oppstår ammoniumsulfat ved anvendelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i atmosfæreområdet når det som virksomt stoff velges ammoniakk. Man sparer altså en kostbar fremstilling av dette gjødningsmiddel samt dets forholdsvis kostbare fordeling på jordbunnen ved land- og skogbruk. Når man innen rammen av oppfinnelsen anvender natronlut som nøy- traliseringsmiddel oppstår i atmosfæren og ved jorden glauber-salt som en god gjødning, f.eks. også for gran. Det kan altså ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fordeles sure gjødnings-midler allerede nøytralisert form ved regnet på jordbunnen. Også kan tørre ved jordbunnen avleirede syre- og basedannere her nøytralisere seg selv.

Således lar fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen seg samtidig også anse som en fremgangsmåte hvormed gjødning av jordbunnen kan foregå vesentlig enklere og mer økonomisk. Det arbeide som må utføres av land- og skogbruk er tilsvarende mindre.

Den innen oppfinnelsens ramme inneholdte prinsippielle tanke

er altså det deri at opphevelsen av den av skadestoffene utgående virkning finner sted i atmosfæren, idet eventuelt den på skadestoffene utøvde innvirkning allerede kan begynne ved ammisjonsstedet. Mens ved de kjente røkgassavsvovlings-anlegg står til disposisjon bare forholdsvis korte oppholdstider hvori syredannere og basedannere kan reagere med hverandre, står det innen rammen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til disposisjon tilstrekkelig lange oppholdstider. Oppfinnelsen omfatter videre et transportsystem hvormed de virksomme stoffer under utnyttelse av allerede tilstedeværende skorstener og høye byggverk med pipefunksjon og ved hjelp av en hver grad nødvendig opprettede ytterligere bygningsverk med kaminfunksjon på en økonomisk representerbar og også godt styrbar måte kan føres til skadestoffene.

Til de oppnålige fordeler hører forøvrig også den nu mulig systematisk beskyttelse av naturen, spesielt også plantene som hittil ved hjelp av ozondannelse eller ved sure bestanddeler sterkt trukket i ødeleggelse

Ifølge oppfinnelsen kan nedsettelsen av den skadelige virkning av den i atmosfæren inneholdte del av skadestoffer dessuten også bevirkes på andre fordelaktige måter. Det ble alle rede henvist til at de med avgassene av motorkjøretøyer i atmosfæren innførte skadestoffer har en vesentlig del i smogutviklingen. Derfor foreslås ifølge oppfinnelsen for oppnådde kjente formål videre at det til forbrenningsmotorenes avgasser settes virksomme stoffer som ved reaksjon med de i avgassen inneholdte skadestoffer i området for ekshaustanlegget og/eller i atmosfæren opphever de skadelige stoffers skadelige virkning.

Til de i avgassen av forbrenningsmotorer inneholdte skadelige stoffer hører bl.a. karbonmonoksyd og karbondioksyd. I de fleste land finnes det lovmessige reguleringer hvormed det fastlegges hvilke maksimalinnhold av slike skadestoffer skal være inneholdt i forbrenningsmotorenes avgasser. Overhold-else av disse forskrifter trenger et ofte ikke lite teknisk arbeide for forgasser- og innsprøytningsanlegg og en vanskelig og meget nøyaktig innstilling av dette. Ved oppfinnelsen blir det ikke bare sikret at det hermed forbundne arbeid kan bortfalle, men samtidig også oppnådd at prinsippielt alle i avgassene inneholdte skadestoffer kan nøytraliseres i tilstrekkelig omfang.

For dette formål kan man eksempelvis utstyre motorkjøretøyer med separate forrådstanker for egnede virksomme stoffer.

Disse kan inneholde basedannere som f.eks. ammoniakk som

i det hver gang ønskede eller nødvendige forhold settes til avgassene og utstøtes med disse fra ekshaustanlegget.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for reduksjon av surhetsgraden i regn, i tørre avleiringer og i avsetninger av støv ved innføring av pH-verdiforhøyende basedannere i atmosfæren,karakterisert vedat de sterkt vannløsende basedannende ammoniakk, kalium- og natriumforbindelser, som også fører til vannoppløselige følgeprodukter føres inn i gassform eller flytende form i en avluftstrøm og fordeles ved denne i blandingssjiktrommet til atmosfæren som gjelder for nær- og fjernområdene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at basedanneren tilsettes til de skadestoffinne-holdende gasstrømninger før deres fordeling i atmosfæren.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat basedannerne tilføres i avluft- eller avgasstrømmen til et kjøletårn.

4 . Fremgangsmåte ifølge krav1eller 2,karakterisert vedat basedannerne innbringes med brennstoffet med forbrenningsluften eller direkte i røkgasstrømmen fra fyringsanlegg og innføres ved hjelp av røkgasstrømmen i atmosfæren.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at avluftstrømmen frembringes ved hjelp av en kamin, idet det til stadighet hersker en oppoverrettet luftstrøm i denne og tilførselen av basedannere foregår i det nedre kaminområdet, og at basedannerne transporteres til høyere lag ved luftstrømningen.

6. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat tilsetningen av basedannerne i forhold til den i røkgasssen eller atmosfæren inneholdte del av skadestoffer foregår i et overstøkiometrisk forhold.