دستیابی به تکنولوژي‌، علیرغم ایجاد شرایط بهتر در زندگی بشر در برخی حوزه‌ها، سبب تخریب مداوم محیط زیست شده است. آلودگی هوا یکی از نتایج توسعه صنعتی است که تهدیدی جدی برای سلامت و بهداشت عمومی جامعه است. منبع آلودگی هوا شامل منبع طبیعی و انسانی است. بر اساس نوع منبع انتشار، منابع آلاینده هوا به دو گروه ثابت و متحرک تقسیم می‌شوند. یکی از منایع ثابت آلودگی هوا، کارخانه‌ها هستند.

گازهـاي مخـرب و سـمی، آلاینده ها و ذرات خطرناکی که روزانه توسط دودکش کارخانه ها و نیروگاه ها در محیط اطراف رها می گردند، زمین را چالش محیط زیستی مهمی روبـرو کرده انـد. آلاینده هاي محیط زیستی منتشر شده از کارخانه هـا معمـولاً شامل NOX ،SOX و ذرات معلق هستند.  اولین قدم در مدیریت آلودگی هوای کارخانه ها تعیین میزان انتشار آالاینده ها و مقایسه آن با استانداردهای انتشار است. تحقیقات مختلفی بر روي آلاینده هاي خروجی از دودکش کارخانه ها انجام شده است. در سال 1993 در اروپا میزان آلاینده هاي خروجی از صنایع اندازه گیري شده اند. اهم ایـن آلاینـده هـا ترکیبات آلی فرار بودند.

خروجی دودکش یا گازهای آلاینده صنعتی که از چندین منبع مانند کارخانه‌ها، نیروگاه‌ها و خودروها تولید می‌شود، می‌تواند تأثیرات زیان‌بار بر محیط زیست و سلامت انسان‌ها داشته باشد. بنابراین، اندازه‌گیری و کنترل آلاینده‌های موجود در خروجی دودکش بسیار مهم است. ارتفاع دودکش و فاصله از جان پناه و جهت باد تأثیر زیادی بر نرخ جریان جرمی گازهای خروجی از دودکش و میزان پراکندگی آن‌ها دارد.

روش‌های کاهش آلاینده‌های خروجی دودکش می‌توانند در سطوح مختلفی از فرآیندها و تجهیزات استفاده شوند.

1. استفاده از تکنولوژی‌های پاکسازی آلاینده‌ها:

   – فیلتراسیون: استفاده از فیلترها و جذب‌کننده‌ها برای حبس و حذف ذرات معلق و آلاینده‌های محلول در خروجی دودکش.

   – اکسایش کاتالیستی: استفاده از کاتالیست‌ها برای تبدیل آلاینده‌های گازی به مواد غیرضررآور، مانند استفاده از کاتالیست برای تبدیل اکسیدهای نیتروژن به نیتروژن مولکولی.

   – جذب: استفاده از جاذب‌ها برای جذب آلاینده‌ها، مانند استفاده از کربن فعال برای جذب گازهای آلی و بوی ناخوشایند.

2. بهینه‌سازی فرآیندها و تجهیزات:

   – بهینه‌سازی احتراق: استفاده از فناوری‌های احتراق پیشرفته و کنترل دقیق پارامترهای احتراقی برای کاهش تولید اکسیدهای نیتروژن و دیگر آلاینده‌های گازی.

   – بهینه‌سازی استفاده از سوخت: استفاده از سوخت‌های با کیفیت بهتر و سوخت‌های جایگزین پایدارتر (مانند سوخت‌های تجدیدپذیر) برای کاهش آلاینده‌های خروجی دودکش.

   – بهینه‌سازی فرآیندهای تولید: به روزرسانی و بهبود فرآیندهای تولید به منظور کاهش آلاینده‌ها مانند بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش ضایعات.

3. مدیریت و کنترل آلاینده‌ها:

   – پایش و کنترل: استفاده از سامانه‌های پایش و کنترل دقیق برای اندازه‌گیری و کنترل آلاینده‌های خروجی دودکش.

   – مدیریت پسماندها: بهبود مدیریت و دفع پسماندهای تولیدی به منظور کاهش آلاینده‌های محیطی.

برای کاهش آلاینده‌های خروجی دودکش، انواع مختلفی از سامانه‌های پایش و کنترل مورد استفاده قرار می‌گیرند.

1. سامانه‌های نمونه‌برداری:

   – سامانه‌های خودکار نمونه‌برداری: این سامانه‌ها برای انتقال و جمع‌آوری نمونه‌های گازی یا جامد از خروجی دودکش استفاده می‌شوند. آنها معمولاً با زمانبندی مشخص و با دقت و قابلیت تنظیم نمونه‌برداری انجام می‌شوند.

2. سامانه‌های تجزیه و تحلیل:

   – سنسورها و تجهیزات اندازه‌گیری: شامل سنسورهای گازی و ذرات معلق، تجهیزات اندازه‌گیری فشار و دما، آنالایزرهای گازی و تجهیزات مشابه می‌شوند.

   – آزمایشگاه‌های تجزیه و تحلیل: انجام آزمایش‌های شیمیایی و فیزیکی بر روی نمونه‌های جمع‌آوری شده از خروجی دودکش جهت تشخیص و اندازه‌گیری آلاینده‌ها.

3. سامانه‌های کنترل:

   – سیستم‌های کنترل اتوماتیک: شامل سنسورها، کنترلرها و عملگرها است که بر اساس مقادیر اندازه‌گیری شده توسط سنسورها، عملکرد تجهیزات را تنظیم و کنترل می‌کنند. به عنوان مثال، کنترلر‌ها می‌توانند پارامترهای احتراق را تنظیم کنند تا از تولید آلاینده‌های گازی جلوگیری کنند.

   – سیستم‌های مانیتورینگ و اطلاع‌رسانی: این سامانه‌ها برای نظارت در زمان واقعی بر آلاینده‌های خروجی دودکش استفاده می‌شوند. آنها اطلاعات مربوط به آلاینده‌ها را جمع‌آوری و به صورت آنلاین به مدیران و نیروهای مربوطه ارائه می‌دهند.

بررسی روش‌های کنترل آلاینده‌ها در خروجی دودکش :

1. استفاده از فیلترها:

   – فیلترها عمدتاً برای جذب و تصفیه ذرات معلق و آلاینده‌های گازی مانند CO و NOx استفاده می‌شوند.

   – فیلترهای ذرات معلق از نوع پارچه‌ای یا سیلیکا گلس استفاده می‌شوند که قادر به جذب ذرات معلق با اندازه‌های مختلف هستند.

   – فیلترهای گازی نیز برای جذب گازهای مختلف مانند CO و NOx استفاده می‌شوند.

2. تجهیزات پالایشگاهی:

   – سیستم‌های SCR (Selective Catalytic Reduction) و SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction) به منظور کاهش اکسید نیتروژن (NOx) در خروجی دودکش استفاده می‌شوند.

   – در سیستم SCR، اکسید نیتروژن با استفاده از کاتالیزور و ادوات شیمیایی تبدیل به نیتروژن و آب می‌شود.

   – در سیستم SNCR، اکسید نیتروژن با استفاده از ادوات شیمیایی بدون استفاده از کاتالیزور تبدیل به نیتروژن و آب می‌شود.

3. فن‌آوری‌های پیشرفته:

   – فناوری هایبرید (Hybrid)، DPF (Diesel Particulate Filter) و SCR (Selective Catalytic Reduction) به منظور کاهش آلاینده‌ها در خروجی دودکش استفاده می‌شوند.

   – فناوری هایبرید از ترکیب چندین روش کنترل آلاینده‌ها برای بهبود کارایی استفاده می‌شود.

   – DPF برای جذب و حذف ذرات معلق از دودکش استفاده می‌شود.

   – SCR برای کاهش اکسید نیتروژن (NOx) با استفاده از کاتالیزور و ادوات شیمیایی استفاده می‌شود.

4. سیستم‌های تصفیه هوا:

   – سیستم‌های تصفیه هوا شامل سیستم‌های تصفیه باد، تصفیه گاز، تصفیه ذرات و سیستم‌های تصفیه کامل هستند.

   – سیستم‌های تصفیه باد برای جذب و حذف ذرات معلق و گازهای آلاینده استفاده می‌شوند.

   – سیستم‌های تصفیه گاز برای کاهش آلاینده‌های گازی مانند CO و NOx استفاده می‌شوند.

   – سیستم‌های تصفیه ذرات برای حذف ذرات معلق با اندازه‌های مختلف از دودکش استفاده می‌شوند.

هر صنعت و فرآیند خاص ممکن است از سامانه‌های مختلفی برای حفظ کیفیت هوا و کاهش آلاینده‌ها استفاده کند.