Принципы очистки пылегазовых выбросов. Газо- и пароочистители.

Эти аппараты по принципу действия можно подразделить на пять групп.

Наиболее распространены скрубберные газоочистители, которые практически не отличаются от скрубберных пылеуловителей (зачастую они выполняют двойную функцию пыле- и газоулавливания).

Работают они по принципу абсорбции – поглощения веществ жидкостью (абсорбентом). В качестве абсорбентов применяют воду (для аммиака, хлорфторводорода и др.), растворы сернистой кислоты и суспензий вязких масел (для хлора, сернистого ангидрида), растворы извести или едкого натра (для оксидов азота, хлорводорода).

Метод хемосорбции основан на химической реакции при поглощении газов и паров жидкими поглотителями с образованием малолетучих и слаборастворимых соединений. Например, для отделения сероводорода применяют щелочные растворы, причем процесс идет в скрубберных аппаратах того же типа, что и для метода абсорбции.

Метод адсорбции (задержания, извлечения) основан на способности некоторых твердых пористых тел селективно (избирательно) извлекать элементы. Адсорбентами чаще всего служат:

1) активированный уголь, имеющий поверхность пор до 105 – 106 м2/кг и хорошо адсорбирующий сернистые соединения, органические растворители и др.;

2) оксиды прстые и комплексные типа силикагеля, глинозема, цеолитов; они обладают высокой селективной способностью, которая снижается при повышении влажности газов.

Иногда сорбенты обрабатывают реактивами для хемосорбции. Адсорбенты требуют регенерации, которая чаще всего производится нагревом, продувкой паром или специальным реагентом.

Три других метода в настоящее время применяются значительно реже и лишь для небольших выбросов: термический (дожигание), каталитический (реакция на катализаторы) и биохимический (работа микроорганизмов).

Прямое сжигание – разновидность термического метода – применяется при утилизации горючих отходов, с трудом поддающихся другой обработке (например, для лакокрасочной промышленности).

Каталитическая обработка экономичнее термической по времени процесса, но требует особого внимания к активности катализатора и его долговечности. Во многих случаях катализаторами служат благородные металлы или их соединения: платина, палладий, оксиды меди, марганца, и др. Эффективность метода повышается с ростом температуры газов. Наиболее широко применяются каталитические нейтрализаторы для отработанных газов автомобилей.

Биохимическая очистка применяется для очистки газов, состав которых слабо меняется. Этот процесс происходит в биофильтрах или биоскрубберах, где микроорганизмы находятся в фильтрующей насадке из почвы, торфа, компоста и т.п. или в водной суспензии активного ила.

В целом выбор системы очистки определяется многими факторами, важнейшие из которых:

1) номенклатура и концентрация загрязнителей, их вредность;

2) требуемая степень очистки (с учетом фонового загрязнения);

3) объемы выбросов, их температура и влажность;

4) наличие сорбентов и реагентов;

5) потребность в продуктах утилизации;

6) стоимостные оценки.

Сегодня главное – обеспечить максимальное снижение выбросов вредных веществ и теплоты, возврат их в исходный технологический процесс. Для современного производства, как правило, требуется многоступенчатая очистка, особенно если номенклатура примесей многообразна. Так, при производстве электронной аппаратуры количество вредных веществ доходит до 20 – 30 наименований: от углекислого газа и пыли до соединений меди и свинца, формальдегида и эпихлоргидрина. Поэтому необходимы сухие и мокрые аппараты, адсорбенты и абсорбенты наряду с электрофильтрами. Но и для этого производства основная задача – уменьшение объема и перечня отходов, их рециклизация, создание замкнутых циклов.