2.6. Обоснование, выбор и расчет аппаратов очистки

газов от химических загрязнителей

В данном разделе необходимо провести выбор, расчет и установку аппаратов очистки газов от химических загрязнителей на II стадии очистки. Для этого необходимо подобрать аппараты двойного действия (например: очистка от тонких классов твердых примесей с одновременным поглощением химических соединений – скоростные промыватели, скрубберы Вентури и т.п.).

Для очистки отходящих газов от токсичных примесей и улав­ливания ценных компонентов из этих газов используют абсорб­ционные, адсорбционные и каталитические методы. Наибольшее распространение получили абсорбционные методы.

При проведении абсорбции в качестве абсорбентов применяют воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с из­влекаемым газом, и водные растворы этих веществ. При хемосорбции в качестве абсорбента используют водные растворы солей, органические вещества и водные суспензии различных веществ.

К абсорбентам предъявляют определенные требования. Они должны иметь возможно большую абсорбционную емкость, вы­сокую селективность, невысокое давление насыщенных паров и небольшую вязкость, быть термохимически устойчивыми, не проявлять коррозионной активности, легко регенерироваться, быть доступными и иметь низкую стоимость.

Абсорбенты, применяемые для очистки отходящих газов, при­ведены в приложении 5.

Процессы абсорбции проводят в поверхностных, пленочных, насадочных, тарельчатых и распыливающих абсорберах. Установ­ки для абсорбции могут быть разомкнутыми (без регенерации аб­сорбента) и циркуляционными (с регенерацией абсорбента).

Адсорбенты, используемые в системах очистки отходящих газов, должны удовлетворять следующим требованиям: иметь большую адсорбционную способность при поглощении компонентов при небольших концентрациях их в газовых смесях, обладать высокой селективностью, иметь высокую механическую прочность, обладать способностью к регенерации и иметь низкую стоимость.

На практике нашли применение следующие адсорбенты: активные угли, силикагели, алюмогели и цеолиты.

Для очистки газов используют адсорберы периодического и непрерывного действия. Адсорберы могут быть периодического действия с неподвижным слоем и с кипящем слоем адсорбента.

Адсорберы с неподвижным слоем представляют собой цилиндрические вертикальные или горизонтальные емкости, заполненные слоем адсорбента. В таких аппаратах адсорбцию проводят по стадиям: 1) адсорбция; 2) десорбция; 3) сушка адсорбента; и 4) охлаждение адсорбента. Новые конструкции адсорберов периодического действия позволяют более эффективно провести процесс.

Каталитические методы очистки газов основаны на гетероген­ном катализе и служат для превращения примесей в безвредные или легко удаляемые из газа соединения. Процессы гетерогенного катализа протекают на поверхности твердых тел — катализаторов. Катализаторы должны обладать определенными свойствами: ак­тивностью, пористой структурой, стойкостью к ядам, механичес­кой прочностью, селективностью, термостойкостью, низким гид­равлическим сопротивлением, иметь небольшую стоимость.

Особенность процессов каталитической очистки газов заклю­чается в том, что они протекают при малых концентрациях уда­ляемых примесей. Основным достоинством метода является то, что он дает высокую степень очистки, а недостатком — образова­ние новых веществ, которые надо удалять из газа адсорбцией или абсорбцией.

Если специальной частью проекта является очистки от химических загрязнителей (CO, NO_x, SO₂, H₂S, HF см. приложение), то необходимо провести технологический расчет 2-х аппаратов очистки, но в технологической схеме установить один у которого эффективность очистки выше, а концентрация на выходе загрязняющего вещества наименьшая.