Плазмохимічні методи

Плазмохимічний метод заснований на пропусканні через високовольтний розряд повітряної суміші з шкідливими домішками. Використовують, як правило, озонатори на основі бар'єрних, коронних або ковзаючих розрядів, або імпульсні високочастотні розряди на електрофільтрах. Повітря з домішками, яке проходе низько-температурну плазму, бомбардується електронами і іонами. В результаті в газовому середовищі утворюється атомарний кисень, озон, гідроксильні групи, збуджені молекули і атоми, які і беруть участь в плазмохимічних реакціях з шкідливими домішками. Основні напрями по вживанню даного методу йдуть по видаленню SО2, NОx і органічних сполук.

Недоліком даного методу є:

• недостатньо повне розкладання шкідливих речовин до води і вуглекислого газу, в разі окислення органічних компонентів, при прийнятних енергіях розряду

• наявність залишкового озону, який необхідно розкладати термічно або каталітично,

• істотна залежність від концентрації пилу при використанні озонаторів із застосуванням бар'єрного розряду.

Плазмокаталітичний метод

Це досить новий спосіб очищення, який використовує два відомі методи, – плазмохимічний і каталітичний. Установки, які працюють на основі цього методу, складаються з двох рівнів. Перша – це плазмохимічний реактор (озонатор), друга - каталітичний реактор. Газоподібні забрудники, проходячи зону високовольтного розряду в газорозрядних вічках і взаємодіючи з продуктами електросинтезу, руйнуються і переходять в нешкідливі з'єднання, аж до CО2 і H2О. Глибина конверсії (очищення) залежить від величини питомої енергії, що виділяється в зоні реакції. Після плазмохимічного реактора повітря піддається фінішному тонкому очищенню в каталітичному реакторі. Озон, що синтезується в газовому розряді плазмохимічного реактора, потрапляє на каталізатор, де відразу розпадається на активний атомарний і молекулярний кисень. Залишки забруднюючих речовин (активні радикали, збуджені атоми і молекули), не знищені в плазмохимічному реакторі, руйнуються на каталізаторі завдяки глибокому окисленню киснем.

Перевагою цього методу є використання каталітичних реакцій при температурах, нижчих (40-100 ⁰C), ніж при термокаталітичному методі, що приводить до збільшення терміну служби каталізаторів, а також до менших енерговитрат (при концентраціях шкідливих речовин до 0,5 г/м³). Недоліками даного методу є:

• велика залежність від концентрації пилу, необхідність попереднього очищення до концентрації 3-5 мг/м³,

• при великих концентраціях шкідливих речовин (понад 1 г/м³) вартість устаткування і експлуатаційні витрати перевищують відповідні витрати порівняно з термокаталітичним методом.

Фотокаталітичний метод

Зараз широко вивчається і розвивається фотокаталітичний метод окислення органічних сполук. В основному при цьому використовуються каталізатори на основі TiО₂, які опромінюються ультрафіолетом. Відомі побутові очисники повітря японської фірми «Daikin», які використовують цей метод. Недоліком методу є засмічення каталізатора продуктами реакції. Для вирішення цього завдання використовують введення в суміш, що очищається, озону, проте дана технологія застосовна для обмеженого складу органічних сполук і при невеликих концентраціях.

До основних вимог, що пред'являються до апаратів пиле- і газоочистки, відносяться висока ефективність і експлуатаційна надійність. Слід враховувати, що ніж вище необхідна міра очищення газів і ніж дрібніше уловлювані частки, тим великими виявляються питомі капітальні витрати на спорудження установок і витрати на їх експлуатацію. Для забезпечення оптимального вибору технології і конструкції апарату очищення викидів проводиться техніко-економічна оцінка. Газоочисні установки, як правило, не дають прямий прибуток. Можливість використовувати уловлюваний продукт покриває лише незначну частину витрат. Тому в числі техніко-економічних показників слід враховувати збиток, що запобігли, від можливого забруднення атмосферного повітря в разі відсутності очищення, що створює передумови встановлення рентабельності і очікуваного прибутку від впровадження систем і апаратів очищення викидів. Техніко-економічна оцінка проводиться шляхом порівняння показників упроваджуваного об'єкту пилегазоочистки з кращими аналогами, що діють.