Способы очистки газообразных веществ

Методы очистки газов от газообразных загрязнений.

1)Газы выбрасываемые в атмосферу разнообразны по химическому составу.

2)Имеют высокую температуру и содержат большое количество пыли.

3)Концентрация газообразных примесей чаще в вентиляционных, реже в промышленных переменна и низка.

Методы очистки промышленных выбросов от газообразных примесей делят на 5 групп:

1) промывка выбросов растворителями примесей (абсорбция)

2) промывка выбросов растворами реагентов связывающих примеси химически (хемосорбция)

3) поглощение газообразных примесей ТВ активными веществами (адсорбция)

4) термическая нейтрализация газов

5)поглощение примесей путем применения каталитического поглощения.

Метод абсорбции.

-часто называют скрубберным процессом. Очистка заключается в разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких компонентов (абсорбантов) абсорбентом (жидким поглотителем) с образованием раствора. Этот метод широко используется для очистки от СО,СО₂,SO₂,H₂S, оксидов азота, аммиака, галогенов. Решающее условие растворения абсорбантов в абсорбенте. Для удаления таких газов как NH₃,HCl и тд целесообразно применять воду, т.к. их растворимость в воде составляет сотни грамм на кг воды. При поглощении такого газа как сернистый ангидрид расход воды будет значителен, тк их растворимость в воде сотые граммы на кг воды. Иногда вместо воды применяют растворы сернистой кислоты – для улавливания паров воды. Для улавливания паров ароматических углеводородов используют вязкие масла. Все аппараты этого метода называют скрубберы. Организация контакта газа с жидким растворителем осуществляется пропусканием газа через осадочную колонну, либо распылением жидкости, либо бормотажем газа через слой абсорбирующей жидкости.

Метод хемосорбции

— основан на поглощении газа или пара твердым или жидким поглотителем с образованием малолетучих и малорастворимых соединений. Примером хемосорбции может служить очистка газа от углеводорода с использованием мышьякового щелочного ряда: Na₄As₂S₅+O₂+H₂S=Na₄As₂S₆O+H₂O. Регенерацию раствора проводят путем окисления кислородом: Na₄As₂S₆O+H₂O₂=Na₄As₂S₅O₂+S↓. Хемосорбция один из распространенных методом очистки газов от оксидов азота путем их абсорбции бикарбонатами щелочных металлов. Основными аппаратами являются: насадочные башни, пенные бормотажные скрубберы и распылительные аппараты Вентури.

Метод адсорбции

— основан на физических свойствах твердого поглотителя с ультра микроскопической структурой. Селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой смеси. В качестве адсорбентов используют активированный уголь, селикогель, цемент. Адсорбенты нельзя использовать для очистки очень влажных газов. некоторые адсорбенты иногда пропитывают соответствующими реактивами повышающими эффективность адсорбции, т.к. как на поверхности адсорбентов происходит хемосорбция.

Адсорбционная установка для удаления СО₂ из топочного газа

1 – адсорбер, заполненный активированным углем. Топочный газ проходит через камеру охлаждения 2 и подогревает воздух поступающий в топку. Затем он поступает в адсорбер 1 где происходит улавливание из топочного газа SO₂. Очищенный газ из верхней части адсорбера выбрасывается в атмосферу. Адсорбент после насыщения SO₂ пересыпается в десорбер 3, где при подогреве до 300 0 -600 0 С очищается от SO₂, те происходит регенерация активированного угля. Восстановленный адсорбент поступает в бункер 4, а затем по элеватору в адсорбер 1.

Адсорбцию широко используют для очистки SO₂, сероводорода активированным углем, для очистки паров растворителей из воздуха при окраске автомобилей, паров эфира, ацетона и других растворителей в производстве гидроцелюлозы, очистке выхлопов автомобилей.

Термическая нейтрализация

-основан на способности горючих токсичных компонентов окислятся до менее токсичных при наличии кислорода и высокой температуры. Область применения ограничивается образующимися при окислении продуктов реакции. Так при сжигании газов содержащих фосфор, серу образующиеся продукты во много раз по токсичности превышают исходный газовый состав. Исходя из этого, метод термической нейтрализации применим для выбросов, которые содержат токсичные органические вещества, но не содержащие серу, галогены, фосфор. Различают 2 метода термической нейтрализации:

1) прямое дожигание производится непосредственно в факеле, либо в топках. Это используется когда исходящие газы обеспечивают подвод значительной части энергии для процесса.

2) термическое окисление — применяют когда отходящие газы имеют высокую температуру, но мало кислорода, либо когда концентрация горючих примесей настолько низка, что они не обеспечивают подвод теплоты необходимой для поддержание пламени. Если у отходящих газов высока температура, то дожигание производят путем подмешивания свежего воздуха. Примером служит дожигание продуктов не полного сгорания автомобильного двигателя непосредственно при выходе из цилиндров в условии добавки избыточного воздуха.

Каталитический метод

-связан с химическим превращением газовых токсичных компонентов газовоздушной смеси на поверхности катализаторов, но очистке подвергаются газы не содержащие пыли и катализаторных ядов: железо, фосфор, сера, кремний и тд. На практике этот метод широко применяют для каталитического разложения оксидов азота. В качестве восстановителя используют метан, водород, оксид углерода и др газовостановители. 2NO₂+4H₂=N₂+4H₂O 2NO+2H₂=N₂+2H₂O. Катализаторами служат сплавы платины, палладия. Широко используют для очистки выхлопа автомобилей.

Источник

Методы и способы очистки газовых выбросов

Очистка газообразных выбросов: основные принципы.

Выброс загрязняющих веществ часто является результатом технологических процессов, осуществляющихся на производственных и перерабатывающих предприятиях различных отраслей промышленности, таких как газо- и нефтехимия, металлургия и энергетика. Усилия по модернизации предприятий до последних лет были направлены, как правило, на совершенствование технологий и замену оборудования основного производственного цикла. Оборудование же для очистки выбросов, как газовых, так и в виде жидкостей, оставалось без внимания. Если образующиеся в процессе производства газы и жидкости и очищались, например, от аммиака и углекислого газа, то в пределах, обоснованных экономическими, а не санитарными нормами.

С развитием экологических принципов, методов оценки последствий загрязнения окружающей среды и признанием негативного влияния органических и химических загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий, на законодательном уровне были утверждены санитарно-гигиенические нормы их производственной деятельности. Законом зафиксирована необходимость применения стандарта — очистка газовых выбросов в атмосферу. Более того, очистка газовых выбросов, в которых содержатся токсичные вещества — обязательное условие во всех отраслях народного хозяйства.

Основные виды газообразных загрязняющих веществ

Газообразные загрязняющие вещества можно разделить на две основные категории: первичные и вторичные. Основной вред наносят вещества, которые выбрасываются непосредственно в процессе производства или в результате работы технологического оборудования. Типичными примерами первичных газообразных загрязняющих веществ являются содержащиеся в газовых выбросах диоксид серы, оксид азота и диоксид азота, окись углерода и частично окисленные органические соединения образующиеся в результате сжигания углеводородов.

Ко вторичным газообразным загрязняющим веществам относятся:

• газообразные и парофазные соединения, образующиеся в результате реакций между первичными загрязнителями в атмосфере или между основным загрязняющим веществом и природными соединениями в окружающей среде;
• фотохимические окислители, которые образуется в процессе инициированных солнечным светом взаимодействий оксидов азота, органических соединений и углерода.

На каком основании нужно внедрять очистку газовых выбросов?

Очевидно, что охрана атмосферного воздуха — основной приоритет для всех развитых стран мира. Не является исключением и Россия с ее Федеральным законом от 4 мая 1999 г. N 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха», определяющим систему мер, осуществляемых органами государственной власти Российской Федерации, ее субъектов, органами местного самоуправления, юридическими и физическими лицами в целях улучшения качества атмосферного воздуха и предотвращения его вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду.

Какие методы используют для очистки газовых выбросов?

Существуют различные методы и способы очистки газовых выбросов. При выборе методов очистки газовых выбросов, учитывая не только состав смеси загрязняющих веществ, но и их фазовое состояние, рассматривают физические, химические или биологические методы очистки и различные способы их реализации.

К числу основных способов очистки газовых выбросов в атмосферу относят следующие.

Механическая очистка газовых выбросов. Механическая фильтрация используется везде, где газы содержат твердые частицами. Спектр этих процессов очень широк, и практически нет отрасли промышленности, в которой не было бы необходимости его использовать. Основными источниками твердых частиц, являющихся загрязняющими веществами, служат в основном процессы сжигания топлива (уголь, биомасса, отходы), процессы измельчения, сортировка, дробление, обжиг, выплавка и обработка стали, а также многие другие.

Пыль, выделяемая вместе с газами, наносит вред здоровью и окружающей среде. На практике технология механической очистки часто сочетается с абсорбционными и химическими методами нейтрализации газообразных вредных соединений. Затем в рамках одной установки происходит обезвреживание как пыли, так и газов.

Для очищения применяется ряд физических принципов, которые позволяют отделять твердые частицы от потока запыленных газов. Существует ряд решений – от основанных на простой газовой механике до многоступенчатой очистки с помощью фильтрационных нетканых материалов. Эти варианты часто объединяются в одном устройстве (фильтры с предварительными камерами, циклофильтры).

Следует помнить, что запрещено использовать в качестве устройства для нейтрализации запыленных газов на конкретном участке вытяжные устройства, которые выбрасывают токсичные компоненты в атмосферу. В результате образуются токсические туманы, содержащие опасные или ядовитые вещества.

Абсорбционная очистка газовых выбросов. Абсорбция — это процесс, при котором газообразный компонент переносится из газовой фазы в жидкую. Удаление нежелательных примесей из технологического потока осуществляется путем растворения их в жидкости. Абсорбционное оборудование, используемое для удаления газообразных загрязнений, называется абсорбером или мокрым скруббером. При проектировании установок для поглощения газовых выбросов основное внимание уделяют производительности комплекса.

Установка должна обеспечивать:

• соответствующую объемам выбросов площадь межфазного контакта;
• хорошее смешивание газовой и жидкой фаз;
• достаточное время контакта между фазами;
• высокую степень растворимости загрязняющего вещества в абсорбенте.

Производители оборудования для очистки отработанных газов при проектировании установок должны учитывать химический состав обрабатываемого потока и условия работы комплекса. Растворимость загрязняющего вещества влияет на объем выбросов, который может быть адсорбирован. Это функция зависит от рабочей температуры, и, в меньшей степени, давления системы. При увеличении t˚ системы, количество газа, которое может быть поглощено жидкостью, уменьшается, с увеличением давления — увеличивается. Данные по растворимости анализируются при помощи диаграммы равновесия и принимается соответствующее конкретным условиям технологическое решение.

Химическая очистка газовых выбросов. Химическая реакция, в которую вступают компоненты смеси, нейтрализует вредные вещества. В установке, работающей по этому принципу, реагенты выступают основным звеном по сравнению с процессами конденсации, адсорбции, абсорбции, термическому воздействию. К числу достаточно широко использующихся способов химического метода очистки газовых выбросов относится каталитическая очистка газовых выбросов, которая основана на реакциях в присутствии твердых катализаторов. В результате взаимодействия вредные примеси, содержащиеся в газе, нейтрализуются, переходя в безвредные соединения, которые могут быть направлены в окружающую среду либо утилизированы.

Очистка газообразных промышленных выбросов: эффективное решение.

Только недавно были разработаны и реализованы на практике отвечающие действующим экологическим стандартам способы очистки газовых выбросов в атмосферу. Компания «ЭКОЭНЕРГОТЕХ» специализируется на проектировании и изготовлении оборудования для очистки газовых выбросов в атмосферу. По сравнению с внедрением традиционных промышленных систем и установок для нейтрализации отработавших газов сотрудничество с ООО «ЭКОЭНЕРГОТЕХ» выгодно по таким причинам:

• Индивидуальное решение с учетом особенностей производства;
• Эффективные решения, позволяющее соблюсти все действующие экологические нормы.
• Конкурентная стоимость на установки, спроектированные и созданные непосредственным производителем.

Предприниматель может воспользоваться стандартными рекомендациями или отдать предпочтение высокотехнологичным решениям от квалифицированных, опытных специалистов компании «ЭКОЭНЕРГОТЕХ». Сотрудничество с профессионалами поможет вам реализовать на практике различное по сложности решение.

Предложение профессионалов.

Специалисты компании помогут подобрать оптимально соответствующий существующим условиям работы тип технологии. В расчетах учитываются разновидность подлежащих нейтрализации вредных веществ, количество пыли, температура рабочей среды, требуемый уровень концентрации загрязняющих веществ в поступающем в атмосферный воздух газовом потоке. Независимо от отрасли производства, вы можете быть уверены, что очистка газовых выбросов будет осуществляться с учетом норм экологического законодательства.

Другие статьи

Причины изменения климата

Современное человечество все больше волнует вопрос глобального изменения климата на Земле. Изменение климата по-прежнему является актуальной темой для обсуждения в научной среде и повседневной жизни, важным фактором в экономике и политике, о чем свидетель

Источник