Фізико-хімічне очищення газових викидів

Із фізико-хімічних методів очищення газових викидів розгля­немо абсорбцію,та адсорбцію.

Абсорбція — це процес селективного поглинання одного чи декількох компонентів газового середовища, який спричиняє його забруднення, рідким поглиначем. Апарати для такого очищення називають абсорберами. В цих апаратах очищуваний газ і абсорбувальна рідина (абсорбент) рухаються назустріч один одному.

1 - шар насадки;

2 - підтримувальна сітка;

3 - розбризкуючий пристрій;

4 - розподільний конус

Рис. 3. 9. Абсорбер

Абсорбцію застосовують для очищення повітря і відхідних газів, що містять токсичні забруднення - кислотні тумани, оксиди карбону (IV), (II), ціанідну та ацетатну кислоти, сірчистий газ, ок­сиди нітрогену, різні розчинники тощо.

Адсорбція - це селективне поглинання одного чи декількох компонентів газового середовища на поверхні або в об'ємі мікро­пор твердого тіла. Адсорбент - тверда речовина, на поверхні або в об'ємі пор якої відбувається концентрування очищуваних речовин. Найчастіше як адсорбент використовують активоване вугілля, си­лікагель та глини, що мають велику поверхню. Апарати, в яких здійснюють адсорбцію, називають адсорберами. За розміром і фо­рмою активоване вугілля буває гранульованим і порошкоподіб­ним. Гранульоване вугілля застосовують переважно в установках зі стаціонарним шаром адсорбенту. Подрібнене вугілля викорис­товують у процесах зі стаціонарним, рухомим і киплячим шаром адсорбенту. У цьому разі процес здійснюють у безперервному ре­жимі із застосуванням гранул вугілля з підвищеною міцністю проти стирання. Недоліком методу є великі енергетичні затрати через високий опір шару адсорбенту. Адсорбцією на активованому вугіллі очищають відхідні гази від гідроген сульфіду у виробницт­ві штучного волокна. За допомогою адсорбції на силікагелі очи­щають газові викиди від оксидів нітрогену.

Хімічні методи очищення базуються на хімічному зв'язуванні шкідливих забруднювальних речовин. Якщо компо­нент газового середовища, що спричиняє його забруднення, всту­пає в хімічну реакцію з поглиначем, то такий процес називають хемосорбцією. В таких випадках найчастіше як поглинач викорис­товують суспензії, що містять оксиди магнію і кальцію або вапняк. Ефективність очищення - 90-95%. Недоліком цих апаратів є ускладнення процесу видалення шламів у разі утворення важко­розчинних речовин. У результаті хемосорбції часто утворюється добриво з 6-8%-м вмістом зв'язаного азоту у вигляді нітратів кальцію і амонію.

Спалювання використовують для знешкодження горючих вуглеводнів, що не використовуються у виробництві. З економіч­ного погляду це - малоефективний процес, оскільки теплота не використовується і тільки призводить до теплового та інгредієнтного повторного забруднення навколишнього середовища. Якщо концентрація горючих речовин недостатня для горіння, то засто­совують термічне окислення. При цьому очищуваний газ спалю­ють у полум'ї пальника.

У багатьох випадках для знешкодження відхідних газів засто­совують каталітичні процеси окислення, відновлення та розкла­дання. Наприклад, вихлопні автомобільні гази очищають від окси­ду карбону (II) шляхом його окислення до вуглекислого газу на мідно-мангановому каталізаторі, що являє собою суміш оксидів мангану і купруму. Каталітичне відновлення оксидів нітрогену до N2 здійснюють за допомогою відновників - водню, метану або аміаку за наявності платино-паладієво-родієвих каталізаторів.

Біологічні методи очищення засновані на здатності мікроор­ганізмів руйнувати і перетворювати різні сполуки. Розклад речо­вин проходить під дією ферментів, вироблених мікроорганізмами під впливом окремих сполук, або групи речовин, присутніх в очи­щуваних газах. Біологічні методи очищення найчастіше застосо­вують для очистки відхідних газів постійного складу. Високий ефект очищення досягається за умови, що швидкість окислення вловлених речовин більша від швидкості їх надходження із газової фази. Виділяють дві групи апаратів біологічного очищення газів: біофільтри і біоскрубери. іоскруберами називають абсорбційні апарати (абсорбери, скрубери), в яких абсорбентом є водяна суспензія активного мулу. Шкідливі речовини, які містяться в очищуваних газах, вловлюють­ся абсорбентом і розщеплюються мікроорганізмами активного му­лу. Оскільки реакції проходять з відносно невеликою швидкістю, для забезпечення високої ефективності роботи очисної установки потрібна проміжна ємність, яка може бути окремим реактором або вбудована в основу абсорбера.

Рис. 3. II. Біоскрубер з насадкою «Полінет» 1 - водозливна тарілка; 2 - розподілювач; 3 - насадка; 4 - вентилятор

У біофільтрах очищуваний газ пропускають крізь шар фільтра-насадки, який змочують водою для створення необхідної воло­гості, достатньої для підтримки життєдіяльності мікроорганізмів. Насадкою можуть бути природні (земля, торф, компост та ін.) або штучні матеріали. При використанні останніх на них спочатку ви­рощують біологічно активну плівку змочуванням водою або су­спензією активного мулу. Ефективна робота біофільтрів забезпе­чується завдяки рівномірному розподілу очищуваного повітря по всій фільтруючій поверхні, рівномірній вологості (20-50%) і щіль­ності фільтруючого шару, підтримування оптимальних температур (25-35°С) і значення рН 6,5 - 8,5.

Дата добавления: 2013-12-13