Биохимические методы.

Абсорбция.

В технике очистки газа процессы адсорбции называются скрубберными. Метод за­ключается в разрушении газо-воздушных смесей на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов (абсорбатов) этой смеси жидким поглоти­телем (адсорбентом) с образованием раствора. Движущая сила этого процесса - гради­ент концентраций на границе фаз газ-жидкость. Растворимый в жидкости компонент газовой смеси, благодаря диффузии, проникает в верхние слои абсорбента, ускоряется при увеличении площади контакта, что обусловлено увеличением поверхности раздела фаз, турбулентностью потоков и коэффициентом диффузии. Выбор абсорбента осуще­ствляется при Т = 0° С и парциальном давлении 101,3 кПа. Желательный порядок рас­творимости - сотни грамм на килограмм растворителя. Для удаления газов (аммиака, хлористого и фтористого водорода) используется вода. Она обеспечивает высокую рас­творимость. Для сернистого ангидрида и хлора также используется вода в качестве рас­творителя. Однако растворимость очень низкая (доли грамм на килограмм воды) и тре­буется большой расход воды. Вместо воды иногда используют водные растворы хими­ческих веществ: сернистую кислоту Н₂SО₃ (для водяных паров), вязкие масла (для улавливания ароматических углеводородов С_mН_n).

Организация контакта газового потока с жидким растворителем осуществляется:

· Пропусканием газа через насадочную колонну.

· Распылением жидкости.

· Барботажем газа через слой абсорбирующей жидкости.

От реализуемого способа контакта газ-жидкость различают следующие аппараты:

· насадочные башни, форсуночные и центробежные скрубберы.

· скрубберы Вентури.

· барботажно - пенные, коленчатые и другие скрубберы.

Расчет адсорбента.

Состоит в определении объемного расхода поглотительной жидкости, необходимой поверхности соприкосновения газа с жидкостью и параметров вспомогательной аппа­ратуры (мощность насоса, размер бака, диаметры корпусов, скорости подачи газа и жидкости, градиента концентрации). При этом масса поглощаемого компонента, уда­ляемого из газа, должна быть равна массе этого компонента, которая перешла в жид­кость.

Хемосорбция.

Основана на поглощении газов и паров твердыми или жидкими поглотителями с об­разованием мало летучих или малорастворимых химических соединений. Поглотитель­ная способность хемосорбента почти не зависит от давления газа, поэтому хемосорбция выгодна при малых концентрациях вредных примесей в отходящих газах. Болыленство реакций обратимы и экзотермичны, поэтому при увеличении температуры раствора об­разованное химическое соединение в процессе хемосорбции разлагается с выделением исходных элементов. На этом основан механизм десорбции хемосорбента.

Например, очистка газо-воздушной смеси от сероводорода с применением мышья-ково-щелочного этаноломинового и других растворов.

Основным видом аппаратуры для хемосорбции являются насадочные башни, пенные и барботажные скрубберы, распылительные аппараты типа труб Вентури и аппараты с различными механическими распылителями. В промышленности применяются аппара­ты с подвижной насадкой. Их достоинство — это высокая эффективность разделения газовых примесей при умеренном гидравлическом сопротивлении, а также большая пропускная способность по газу.

Преимущества этих методов:

· экономичность.

· возможность переработки большого количества газов и осуществление непрерывных технологических процессов.

Например, эффективность мокрой очистки газов, отходящих от гальванических ванн с помощью щелевого скруббера при обезвреживании 2-3%-го раствора едкой щелочи со­ставляет по хлороводороду 0,85-0,92, по оксидам азота NO ниже 0,65%. При использо­вании в качестве поглотительной жидкости воды эффективность очистки по хлорово­дороду меньше 0,75%.

Недостатки методов:

· перед и после очистки резко уменьшается температура газа, что приводит к
снижению эффективности рассеивания остаточных газов в атмосфере.

· оборудование громоздко и требует создания системы жидкостного орошения.

· образуется большое количество смеси пыль плюс растворитель плюс продукты
поглощения.

· проблемы утилизации шлама, обезжиривания и транспортировки. Например, очистка от оксидов азота, выделяющихся из ванн травления с помощью известкового раствора. Производится на одном из заводов с использованием четырех параллельных автономных линий газоочистки.

Адсорбция.

Этот метод основан на физических свойствах некоторых твердых тел с ультрамик­роскопической структурой селективно извлекать и концентрировать на своей поверхно­сти отдельные компоненты из газовой смеси. В пористых телах с капиллярной структу­рой возможен процесс капиллярной конденсации веществ. Различают два вида адсорб­ции: физическая и химическая (хемосорбция).