1.3 Промышленные газы

Промышленные газы имеют различный состав, в зависимости от производства. Отходящие промышленные газы содержат примеси в виде твёрдых частиц, капелек жидкости, а также вредные газообразные продукты.

Твёрдые примеси в промышленных газах мелко раздроблены и находятся в виде пыли или дыма.

Жидкие примеси присутствуют в промышленных газах в виде брызг или туманов, т. е. взвеси в газе весьма мелких капелек (обычно меньше 1 мкм и до тысячных долей мкм), которые образовались в результате конденсации веществ, находившихся в газообразном состоянии. Характерным примером промышленных газов с примесью капелек жидкости являются газы сернокислотного производства, содержащие брызги и туман серной кислоты; улавливание её из этих газов составляет необходимую стадию технологического процесса, а выброс в атмосферу влечёт за собой гибель растительности в окружающей местности. Генераторный и коксовый газы содержат капельки смолы и масел; извлечение их позволяет получать ценные продукты и является необходимой подготовительной стадией перед дальнейшим использованием газа.

Газообразные примеси (обычно вредные или нежелательные) в промышленных газах образуются, как правило, в ходе производства этих газов. Так, например, генераторный и коксовый газы содержат сероводород, сероуглерод и др. органических соединения серы(тиофен, меркаптаны и пр.), которая всегда присутствует в исходном сырье — каменном угле. Газы металлургических печей и продуктыгорения топлива — дымовые газы почти всегда содержат в том или ином количестве сернистый ангидрид.

Очистку газов производят с целью дальнейшего использования самого газа или содержащихся в нём примесей; выбрасываемые в атмосферу промышленные газы очищают с целью охраны воздушного пространства от загрязнений вредными веществами. 

 Система очистки газов предназначена для выделения из промышленных газов содержащихся в них примесей.

Существует три принципиально различных способа очистки:

• механический;

• электрический;

• физико-химический.

Для улавливания твердых и газообразных примесей применяют механический и электрический способы очистки, а газообразные продукты улавливают физико-химическими способами.

Очистку газов механическим способом производят:

• осаждением частиц примесей под действием силы тяжести или центробежной силы;

• фильтрацией сквозь волокнистые и пористые материалы;

• промывкой газа водой или другими жидкостями.

Электрическая очистка газов основана на воздействии сил неоднородного электрического поля высокого напряжения.

К физико-химическим методам очистки газов относятся:

• абсорбция (промывка газов растворителями);

• адсорбция (поглощение примесей твёрдыми активными веществами);

• физическое разделение;

• каталитическое превращение примесей в безвредные соединения.

2. Основные свойства и физико-химические величины со2

УГЛЕРОДА ДИОКСИД (оксид углерода(IV), ангидрид угольной кислоты, углекислый газ)

2.1 Физические свойства.

При обычных температуре и давлении диоксид углерода – бесцветный, обладающий слегка кисловатым вкусом и запахом газ. Он на 50% тяжелее воздуха, поэтому его можно переливать из одной емкости в другую.

СО₂ – продукт большинства процессов горения и при достаточно больших количествах может гасить пламя, вытесняя из воздуха кислород. При увеличении концентрации СО₂ в плохо проветриваемом помещении содержание кислорода в воздухе уменьшается настолько, что человек может задохнуться.

СО₂ растворяется во многих жидкостях; растворимость зависит от свойств жидкости, температуры и давления паров СО₂. Способность диоксида углерода растворяться в воде и определяет его широкое использование в производстве безалкогольных напитков. СО₂прекрасно растворяется в органических растворителях, например в спирте, ацетоне и бензоле.

При повышении давления и охлаждении диоксид углерода легко сжижается и находится в жидком состоянии при температурах от +31 до –57° С (в зависимости от давления). Ниже –57° С переходит в твердое состояние (сухой лед).

Давление, необходимое для сжижения, зависит от температуры: при +21° С оно составляет 60 атм, а при –18° С всего 20 атм. Жидкий СО₂ хранят в герметичных емкостях под соответствующим давлением. При переходе в атмосферу часть его превращается в газ, а некоторое количество – в «углеродный снег», при этом его температура понижается до –84° С.

Поглощая тепло из окружающей среды, сухой лед переходит в газообразное состояние, минуя жидкую фазу, – сублимирует. Для уменьшения сублимационных потерь его хранят и транспортируют в герметичных контейнерах, достаточно прочных, чтобы выдержать увеличение давления при повышении температуры.