2.3.3.3. Використання методу хімічних реакцій (хемосорбції)

для вловлювання газоподібних речовин

Для методу хемосорбції, на відміну від методів абсорбції та адсорбції, характерна фізико-хі­мічна взаємодія компонентів очищувального газу та иоглинювача. При цьому основне зна­чення при вловлюванні газових домішок належить хімічному процесу. В результаті взаємодії вловлюваних компонентів з твердими або рідкими поглинювачами утворюються малолеткі або малорозчинні сполуки. При необхідності утилізації вловлюваних речовин процеси хемосорбції доцільно проводити зворотними, що мо­жна досягти підбором відповідних поглинювачів (хемосорбентів).

Поглинювальна здатність хемосорбенту залежить переважно від його хімічного складу і прак­тично не залежить від тиску та концентрації вловлюваної домішки. Тому процеси хемосорбції в цілому є стабільнішими, ніж процеси абсорбції та адсорбції. Якщо розчини хімічних реагентів використовують як хемо­сорбенти, то такі методи називають мокрими, а якщо тверді речовини - сухими. В процесі очистки повітря від газів використовують як зворотні (циклічні), так і незворотні процеси хемосорбції. В циклічних методах хемосорбції проводять регенерацію хемосорбенту та повернення його в цикл. Ефективність мокрих методів хемосорбції вища,ніж сухих. Вони екологічно безпечніші, збільшується ступінь утилізації вловлювальної домішки. Проте, поруч з цим, виникає проблема очистки стічних вод. Апаратне оформлення методу хемосорбції аналогічне іншим сорбційним методам (абсорбція, адсорбція). В табл. 3.3 перераховані хемосорбенти, які рекомендовані для вловлювання деяких газоподібних (і пароподібних) домішок із газо- та пароповітряної суміші.

Таблиця 3.3 - Химосорбенти, які викристовують для очистки викидів

Вловлювальна домішка	Рекомендований хемосорбент
Сірководснь	Розчини лугів, водний розчин кальцієвої солі диметилалілоцтової кислоти, гідроксид феруму, етаноламіновий розчин, оксисульфоарсенатна кислота.
Хлор	Розчини лугів, активоване вугілля, ошурки феруму, чотирихлористий карбон, вапнякове молоко.
Фтороводень	Вапнякове молоко, вапняк, вапно, розчини лугів.
Аміни	Розчин сульфатної кислоти.
Меркаптани	Розчин гіпохлориду натрію в лужному середовищі.

2.3.3.4. Використання каталітичних методів перетворення газоподібних сполук

Сутність методу полягає в нейтралізації шкідливих речовин, які містять­ся у виробничих га­зах, в результаті їх взаємодії під впливом каталізатор:) з компонентами цього ж газу або спе­ціальними добавками. На поверхні каталізатора в результаті його взаємодії з компонентами викидів (в тому числі і з шкідливими домішками) утворюються проміжкові сполуки, які всту­пають в подальші хімічні перетворення з відновленням первинного хімічного складу каталі­затора та зв'язуванням (перетворенням) шкідли­вих речовин у нешкідливі сполуки. Ці процеси мають характер багатора­зових повторюваних циклів.

Збудження або зміна швидкості хімічних реакцій під впливом каталіза­торів називається ката­лізом. Розрізняють гомогенний та гетерогенний ка­таліз. При гомогенному каталізі каталізатор і реагуючі речовини утворю­ють однорідну систему. При гетерогенному каталізі каталізатор та реагу­ючі речовини знаходяться в різних агрегатних станах. Активність контак­тних (гетеро­генних) каталізаторів - при інших рівних факторах визначається площею контакту каталіза­тора із середовищем, що містить домішки, які необхідно нейтралізувати. Швидкість каталіти­чних реакцій можна визначити згідно з рівнянням:

V = К_р · С_а · С_б · С_в ·…..· С_п ,

де: К_р - константа каталітичної реакції:

С_аС_б,С_вС_п - концентрації речовин, які вступають в реакцію;

а,б,в,п - порядок реакції за відпо­відним компонентом.

Найпоширенішими каталізаторами, які прискорюють окисно-відновні реакції є метали та їх ок-сиди. Для прискорення реакцій гідратації, дегідратації, алкілування, полімеризації та крекі­нгу використовують кис­лоти, кислі солі металів, алюмосилікати. На практиці каталітичні процеси нейтралізації шкідливих викидін здійснюють в каталітичних реакторах - нейтралізаторах. Це циліндрич ний посуд, всередині якого у вигляді насадки, сі­тки, або пластин розміщу­ють каталізатор. Ефективність очистки повітря від газоподібних до­мішок в каталітичних нейтралізаторах досягає 95-98%. Недоліком методу є мож­ливість "от­руєння" каталізатора.