Методы очистки и обезвреживания отходящих газов

Для снижения загрязнения атмосферы от промышленных выб­росов совершенствуют технологические процессы, осуществляют герметизацию технологического оборудования, применяют пневмо­транспорт, строят различные очистные сооружения.

Наиболее эффективным направлением снижения выбросов яв­ляется создание безотходных технологических процессов, предус­матривающих, например, внедрение замкнутых газообразных пото­ков, однако до настоящего времени основным средством предотвра­щения вредных выбросов остается разработка и внедрение эффек­тивных систем очистки газов. При этом под очисткой газа понима­ют отделение от газа или превращение в безвредное состояние загряз­няющего вещества, поступающего от промышленного источника.

Для обезвреживания аэрозолей (пылей и туманов) используют сухие, мокрые и электрические методы. Кроме того, аппараты отли­чаются друг от друга как по конструкции, так и по принципу осажде­ния взвешенных частиц. В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осажде­ния или фильтрационные механизмы. В мокрых пылеуловителях осу­ществляется контакт запыленных газов с жидкостью. При этом осаж­дение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости. В электрофильтрах отделение заряженных частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах.

Выбор метода и аппарата для улавливания аэрозолей в первую очередь зависит от их дисперсного состава.

Для обезвреживания отходящих газов от газообразных и паро­образных токсичных веществ применяют следующие методы аб­сорбции (физической и хемосорбции), адсорбции, каталитические, тер­мические, конденсации и компримирования.

Абсорбционные методы очистки отходящих газов подразделяют по следующим признакам: 1) по абсорбируемомукомпоненту; 2} по типу применяемого абсорбента; 3) по характеру процесса – с цир­куляцией и без циркуляции газа; 4) по использованию абсорбента – с регенерацией и возвращением его в цикл (циклические) и без реге­нерации (не циклические); 5) по использованию улавливаемых ком­понентов – с рекуперацией и без рекуперации; 6) по типу рекупери­руемого продукта; 7) по организации процесса – периодические и непрерывные; 8) по конструктивным типам абсорбционной аппара­туры.

Для физической абсорбции на практике применяют воду, орга­нические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемым газом, и водные растворы этих веществ. При хемосорбции в каче­стве абсорбента используют водные растворы солей и щелочей, орга­нические вещества и водные суспензии различных веществ. Выбор метода очистки зависит от многих факторов: концентрации извлека­емого компонента в отходящих газах, объема и температуры газа, содержания примесей, наличия хемосорбентов, возможности исполь­зования продуктов рекуперации, требуемой степени очистки. Выбор производят на основании результатов технико-экономических расче­тов.

Адсорбционные методы очистки газов используют для удаления из них газообразных и парообразных примесей. Методы основаны на поглощении примесей пористыми телами – адсорбентами. Про­цессы очистки проводят в периодических или непрерывных адсор­берах. Достоинством методов является высокая степень очистки, а недостатком – невозможность очистки запыленных газов.

Каталитические методы очистки основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности твердых катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержа­щие пыли и катализаторных ядов. Методы используются для очист­ки газов от оксидов азота, серы_: углерода и от органических приме­сей. Их проводят в реакторах различной конструкции.

В рекуперационной технике наряду с другими методами для улавливания паров летучих растворителей используют методы кон­денсации и компримирования.

В основе метода конденсации лежит явление уменьшения дав­ления насыщенного пара растворителя при понижении температуры. Смесь паров растворителя с воздухом предварительно охлаждают в теплообменнике, а затем конденсируют. Достоинствами метода яв­ляются простота аппаратурного оформленияи эксплуатации рекупе­рационной установки. Однако проведение процесса очистки паровоз­душных смесей методом конденсации сильно осложнено, поскольку содержание паров летучих растворителей в этих смесях обычно пре­вышает нижний предел их взрываемости. К недостаткам метода от­носятся также высокие расходы холодильного агента и электроэнер­гии и низкий процент конденсации паров (выход) растворителей (обыч­но не превышает 70–90%). Метод конденсации является рентабель­ным лишь при содержании паров растворителя в подвергаемом очи­стке потоке >100 г/м³. что существенно ограничивает область при­менения установок конденсационного типа.

Метод компримирования базируется на том же явлении, что и метод конденсации, но применительно к парам растворителей, нахо­дящимся под избыточным давлением. Однако метод компримирования более сложен в аппаратурном оформлении. Кроме того, он сохраняет все недостатки, присущие методу конденсации, и не обеспечивает возможность улавливания паров ле­тучих растворителей при их низких концентрациях.

Термические методы (методы прямого сжигания) применяют для обезвреживания газов от легкоокисляемых токсичных, а также дурнопахнущих примесей. Методы основаны на сжигании горючих примесей в топках печей или факельных горелках. Преимуществом метода является простота аппаратуры, универсальность использо­вания. Недостатки: дополнительный расход топлива при сжигании низкоконцентрированных газов, а также необходимость дополнительной абсорбционной или адсорбционной очистки газов после сжигания.

Контрольные вопросы для самоподготовки студентов:

1. Газообразные отходы.

2. Методы и средства защиты окружающей среды.

3. Методы обезвреживания вредных аэрозолей.

4. Средозащитная техника