- •В.П. Панов теоретические основы защиты окружающей среды
- •Часть 2
- •1 Адсорбционная очистка сточных вод и промышленных выбросов
- •1.1 Изотермы адсорбции в системах газообразный (жидкий) адсорбтив-твердый адсорбент
- •1.2 Теория мономолекулярной адсорбции
- •1.3 Теория полимолекулярной адсорбции
- •1.4. Теория объемного заполнения микропор
- •1.5 Избирательность адсорбции
- •1.6 Основные виды пористых адсорбентов
- •1.7 Кинетика адсорбции
- •1.8 Динамика адсорбции
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный
университет технологии и дизайна
В.П. Панов теоретические основы защиты окружающей среды
Часть 2
Учебное пособие
Санкт-Петербург
2003
УДК 628.31
ББК 20.1
Пан 16
Рецензенты: Доктор технических наук, профессор
А.И. Алексеев,
СЗТУ Доктор технических наук, профессор
А.В. Панин
СПГУПС
Пан 16 |
Панов В.П. Теоретические основы защиты окружающей среды: Учеб. пособие. Часть 2. – СПб.: СПГУТД, 2003. – 100 с. |
В учебном пособии изложены теоретические основы обезвреживания промышленных сточных вод и выбросов методами адсорбции, абсорбции, ионного обмена, экстракции, фильтрования, пылеулавливания.
Предназначается для студентов, обучающихся по направлению 656600 – «Защита окружающей среды» по курсу «Теоретические основы защиты окружающей среды». Может быть полезно для аспирантов, инженеров, преподавателей, работающих в области защиты окружающей среды.
Утверждено редакционно-издательским советом университета.
УДК 628.31
ББК 20.1
-
Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна, 2003
Панов В.П., 2003
Содержание
ВВЕДЕНИЕ |
5 |
1 АДСОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД И ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
7 |
1.1 Изотермы адсорбции в системах газообразный (жидкий) адсорбтив-твердый адсорбент . . . . . . . . . . . . . |
11 |
1.2 Теория мономолекулярной адсорбции . . . . . . . . . . . |
14 |
1.3 Теория полимолекулярной адсорбции . . . . . . . . . . . . |
16 |
1.4. Теория объемного заполнения микропор . . . . . . . . . |
20 |
1.5 Избирательность адсорбции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
22 |
1.6 Основные виды пористых адсорбентов . . . . . . . . . . . |
24 |
1.7 Кинетика адсорбции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
27 |
1.8 Динамика адсорбции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
29 |
2 АДСОРБЦИОННО-КАТАЛИТИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . |
34 |
2.1 Физико-химические основы адсорбционно-каталитической очистки газовых сред . . . . . . . . . . . . . . |
34 |
2.2 Кинетические закономерности адсорбционно-каталитических процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
37 |
2.3 Основы технологического оформления процессов |
41 |
3 ИОНООБМЕННАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД (ИО- НООБМЕННАЯ АДСОРБЦИЯ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
44 |
3.1 Иониты, основные характеристики . . . . . . . . . . . . . . |
44 |
3.2 Равновесие ионного обмена . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
48 |
3.3 Механизм и кинетика процессов ионного обмена . . |
51 |
3.4 Умягчение воды методом катионного обмена . . . . . |
54 |
4 АБСОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ |
56 |
4.1 Равновесие в системах газ-жидкость . . . . . . . . . . . . . |
57 |
4.2 Материальный и тепловой балансы абсорбции . . . . |
62 |
4.3 Кинетика абсорбции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
65 |
4.4 Кинетика абсорбции, сопровождаемой химической реакцией . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
69 |
4.5 Абсорбционные методы санитарной очистки газов . |
73 |
5 ЭКСТРАКЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧ- НЫХ ВОД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
76 |
5.1 Экстрагирующая способность растворителей . . . . . |
78 |
5.2 Кинетика экстракции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
81 |
5.3 Принципиальные схемы экстракции . . . . . . . . . . . . . |
82 |
6 ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ТВЕРДЫХ (ЖИДКИХ) ЗА- ГРЯЗНЕНИЙ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
87 |
6.1 Дисперсный состав и свойства пыли . . . . . . . . . . . . . |
88 |
6.2 Сухое гравитационное и инерционное пылеулавливание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
91 |
6.3 Физические основы очистки газов от пыли фильтрованием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
94 |
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
99 |
ВВЕДЕНИЕ
В современном мире экологические проблемы по своей значимости вышли на первое место среди других проблем. Научные и технические достижения XX века породили опасную для будущего человечества концепцию о господстве над силами природы. Бурное развитие хозяйственной деятельности человека приводит к интенсивному, часто разрушительному воздействию на окружающую среду. Влияние человека на природу происходит, в том числе, и в результате загрязнения почв, вод, воздуха. На современном этапе развития техники и технологии необходимы грамотные специалисты по инженерной защите окружающей среды от антропогенных загрязнений, способные решать вопросы предотвращения загрязнения почв, воды и воздуха промышленными сбросами и выбросами.
Данное учебное пособие является продолжением учебного пособия "Теоретические основы защиты окружающей среды. Выделение примесей сточных вод. Часть 1". В нем изложены теоретические основы методов очистки сточных вод и выхлопных газов, основанных не только на выделении примесей, но и на их превращениях. Рассмотрены физико-химические и технологические основы осуществления адсорбционных процессов (закономерности поглощения примесей из сточных вод и отходящих производственных газов на твердых адсорбентах и жидкими абсорбентами, ионообменной адсорбцией), а также развивающихся методов адсорбционно-каталитического обезвреживания выхлопных газов. Данные методы широко используются в промышленности для решения экологических проблем.
В меньшей степени распространены методы экстракционной очистки сточных вод, но они могут быть полезны при регенерации отработанных растворов и организации рециклов технологических потоков. Определенное внимание уделено основам процессов очистки газов от твердых и жидких взвешенных примесей, главным образом методам фильтрования.
В учебном пособии предпринята первая попытка систематизации опыта преподавания данного курса в СПГУТД для студентов специальности 330200 "Инженерная защита окружающей среды" при отсутствии учебников по данной дисциплине. Автор будет признателен коллегам за конструктивные замечания и пожелания, направленные на совершенствование преподавания данной дисциплины.
Автор выражает искреннюю признательность сотрудникам кафедры "Инженерная химия и промышленная экология" СПГУТД, а также профессорам А.И. Алексееву и А.В. Панину за ценные советы и рекомендации, способствовавшие улучшению рукописи.