Уловлювання викидів мокрим способом

Апарати мокрого очищення газів мають широке поширення, тому що характеризуються високим ступенем ефективності очищення від мілкодисперсного пилу з діаметром часток більш 0,3–1,0мкм, а також можливістю очищення пилу від гарячих вибухонебезпечних газів. Однак мокрі пиловловлювачі володіють кількома недоліками, що обмежують їх застосування: утворення в процесі очищення шламу, що вимагає спеціальних систем для його переробки; винос вологи в атмосферу та утворення відкладень у газоходах; необхідність створення зворотних систем подачі води в пиловловлювач.

Апарати мокрого очищення працюють за принципом осадження часток пилу на поверхню капель рідини або плівки рідини. Осадження часток пилу на рідину відбувається під дією сил інерції і броунівського руху.

Конструктивно мокрі пиловловлювачі розділяють на скрубери Вентурі, форсунні й відцентрові скрубери, апарати ударно-інерційного типу, барботажно-пінні апарати і т.д..

На практиці більш застосовні скрубери Вентурі, що забезпечують ступінь очищення аерозолів з діаметром часток 1–2 мкм при початковій концентрації домішок до 100г/м³ сягаючу 99%, що цілком порівнянно з високоефективними фільтрами.

У форсунних скруберах ефективно уловлюються частки розміром більш 10мкм, в апаратах ударно-інерційного типу – більш 20мкм. Одночасно з очищенням газ, що проходить через форсунний скрубер, охолоджується і зволожується до стану насичення. Перевага апаратів ударно-інерційного типу –мала питома витрата води (0,03л/м3).

Барботажно-пінні апарати забезпечують ефективність очищення газу від мілкодисперсного пилу на 95–96%.

Очищення газових викидів методом абсорбції полягає в розподілі газоповітряної суміші на складові частини шляхом поглинання одного чи декількох газових компонентів (абсорбатів) цієї суміші рідким поглиначем (абсорбентом) з утворенням розчину.

Очищення промислових газів від сірководню проводиться сухими і мокрими способами. При сухому очищенні поглиначами слугують гідрат оксиду заліза, активоване вугілля, марганцеві руди; при мокрому застосовуються луги, розчини, окислюючі H₂S до сірки, комбіновані поглиначі, а також каталітичне окислення сірководню до сірки.

До основних методів очистки промислових газів від оксидів азоту відносяться: використання води; рідких лужних і селективних сорбентів; застосування кислот і окислювачів.

Для абсорбції фтористих газів використовують воду, водяні розчини лугів, солей і деяких суспензій (Na₂CO₃, NH₄OH, Ca(OH)₂, NaCl і ін.). Процес проводять у колонах, що розпорошують, насадних, тарілчастих колонах і скруберах Вентурі. Ступінь очищення газів досягає 90–95%. Інший метод видалення елементарного фтору з газів, що відходять – спалювання його з вуглеводнями чи з воднем для одержання фторида водню, для послідуючого абсорбування водою.

Для абсорбції хлору і хлормістких речовин використовують воду, водяні розчини лугів і органічних речовин, водяні суспензії й органічні розчинники. Процес можна проводити в абсорберах будь-якої конструкції. Ступінь очищення газів досягає 70–90%.

Абсорбційні методи витягу брому з газів, що відходять, засновані на утворенні полібромідів при використанні розчинів бромідів, соди, вапняного молока. Абсорбцію розчинів бромідів проводять у насадних абсорберах. Ефективність очищення газів від брому розчинами карбонату натрію і гідроксиду кальцію вище, ніж розчинами броміду натрію.

Адсорбційні методи очищення газів, що відходять, використовують для очищення газів з невисоким змістом газоподібних і пароподібних домішок. У відмінності від абсорбційних методів вони дозволяють проводити очистку газів при підвищених температурах.

Розрізняють фізичну і хімічну адсорбцію (хемосорбцію). При фізичній адсорбції молекули газів, що поглинаються, і пар утримуються силами Ван-дер-Ваальса, при хемосорбції – хімічними силами.

У якості адсорбентів використовують пористі матеріали з високорозвиненою внутрішньою поверхнею, що мають синтетичне чи природне походження. До основних типів промислових адсорбентів відносяться активоване вугілля, силікагелі, алюмогели, цеоліти й іоніти.

Уловлювання пари летких розчинників можливо будь-якими мілкопористими адсорбентами з названих вище. Однак активоване вугілля, що є гідрофобним адсорбентом, найкраще. Рентабельність адсорбційних установок залежить від концентрації в газах, що очищаються, парів летких органічних розчинників.

У практиці найбільш розповсюдженими є рекупераційні установки зі стаціонарним шаром адсорбенту, розташованим у вертикальних, горизонтальних і кільцевих адсорберах. Вибір циклу роботи рекупераційної установки визначається характером підлягаючих уловлюванню розчинників, їхнім вмістом у вихідній пароповітряній суміші, особливостями і техніко-економічними можливостями виробництва.

Суть каталітичних процесів газоочистки полягає в реалізації хімічних взаємодій, що приводять до конверсії підлягаючих знешкодженню домішок в інші продукти в присутності спеціальних каталізаторів. Каталітичні взаємодії в гетерогенному каталізі відбуваються на межі розподілу фаз конвертованої газової суміші і каталізатора з утворенням активованих комплексів у вигляді проміжних поверхневих з'єднань каталізатора і реагуючих речовин, що формують продукти каталізу, які відновлюють поверхню каталізатора.

Активність каталізатора визначається сукупністю фізико–хімічних властивостей самого каталізатора і конвертованого газового потоку. В основному вона залежить від температури каталітичного перетворення, структури каталізатора, тиску, об'ємної витрати, концентрації і молекулярних мас вихідних реагентів та продуктів конверсії в газовій суміші.

У процесах санітарного каталітичного очищення газів промисловості, що відходять, високою активністю характеризуються контактні маси на основі благородних металів (платина, срібло й ін.), оксидів марганцю, міді, кобальту, а також оксидні контакти, активовані благородними металами.

Суть методу прямого спалювання, застосованого для знешкодження газів від токсичних домішок, які легко окисляються, полягає в окислюванні знешкоджуваних компонентів киснем. Перевагами методу є відносна простота апаратурного оформлення й універсальність використання, тому що на роботу термічних нейтралізаторів мало впливає склад оброблюваних газів.

Процес прямого спалювання проводять у топкових пристроях, промислових печах і топках котлових агрегатів, у відкритих смолоскипах. Їх конструкція повинна забезпечувати необхідний час перебування (до 1сек.) оброблюваних газів в апараті при температурі, що перевершує нижню межу самозапалювання газових сумішей на 100–150°С та гарантуючі можливість досягнення заданого ступеня їхнього знешкодження.