- •Частина і оцінка антропогенно-техногенного забруднення атмосферного повітря
- •Розділ 1 Атмосфера і її роль. Джерела і наслідки забруднення атмосфери
- •1.1. Атмосфера – зовнішня оболонка Землі
- •1.2. Будова атмосфери
- •1.3. Забруднення атмосфери і його види
- •1.4. Джерела забруднення атмосфери
- •1.5. Основні хімічні домішки, що забруднюють атмосферу
- •1.6. Наслідки забруднення атмосфери
- •1.6.1. Зміна природного складу і параметрів атмосфери
- •1.6.2. Кислотні опади
- •1.6.3. Запустелювання
- •1.6.4. Забруднення атмосфери біологічними домішками
- •Розділ 2 Нормування впливу техногенних об’єктів на атмосферне повітря
- •2.1. Показники нормування забруднюючих речовин в повітрі
- •2.2. Оцінка стану повітряного середовища
- •2.3. Науково-технічні нормативи на гранично допустимі викиди
- •2.4. Інструменти економічного механізму охорони атмосферного повітря
- •2.5. Порядок встановлення нормативів збору за забруднення і погіршення якості атмосферного повітря
- •Розділ 3 Організація спостережень за забрудненням атмосферного повітря
- •3.1. Загальні вимоги до організації спостережень за забрудненням атмосферного повітря
- •3.2. Види постів спостережень, програми і терміни спостережень
- •3.3. Лабораторії спостереження і контролю за забрудненням атмосферного повітря
- •3.4. Автоматизовані системи спостереження і контролю за станом атмосферного повітря
- •Розділ 4 Оцінювання забруднення атмосферного повітря на основі даних лабораторних спостережень
- •4.1. Методи оцінювання забруднення атмосферного повітря
- •4.2. Методи відбору проб атмосферного повітря для лабораторного аналізу
- •4.3. Метеорологічні спостереження при відборі проб повітря
- •4.4. Оцінювання стану атмосферного повітря за результатами спостережень
- •Частина іі технологія захисту атмосфери від аерозольних пилових викидів
- •Розділ 5 Методи захисту атмосферного повітря від шкідливих викидів
- •Розділ 6 Методи і системи очищення повітря від аерозолів
- •6.1. Характеристики аерозольних викидів в атмосферу
- •6.2. Класифікація методів і апаратів для очищення аерозолів
- •6.3. Основні характеристики апаратів для очистки аерозолів
- •Розділ 7 Механічне пиловловлювання
- •7.1. Пилоосаджувальні камери
- •7.2. Циклонні осаджувачі
- •7.3. Вихрові пиловловлювачі
- •Розділ 8 Фільтрування аерозолів
- •8.1. Волокнисті фільтри
- •8.2. Тканинні фільтри
- •8.2.1. Фільтрувальні тканини
- •8.2.2. Рукавні фільтри
- •8.3. Зернисті фільтри
- •Розділ 9 Мокре пиловловлювання
- •9.1. Порожнисті газопромивачі
- •9.2. Розпилювальні циклони з водяною плівкою
- •9.3. Пінні пиловловлювачі
- •9.4. Ударно-інерційні пиловловлювачі
- •9.5. Швидкісні пиловловлювачі (скрубери Вентурі)
- •Розділ 10 Електричне очищення газів
- •10.1. Принцип дії електрофільтрів
- •10.2. Конструкції електрофільтрів
- •Розділ 11 Вдосконалення процесів і апаратів для пилоочистки
- •11.1. Спеціалізація апаратів
- •11.2. Попередня обробка аерозолів
- •11.3. Режимна інтенсифікація
- •11.4. Конструктивно-технологічне вдосконалення
- •11.5. Багатоступінчате очищення
- •Частина ііі технологія захисту атмосфери від викидів шкідливих газів та пари
- •Розділ 12 Методи і системи очищення повітря від газоподібних домішок
- •Розділ 13 Абсорбційна і хемосорбційна очистка газових викидів
- •13.1. Використання методів абсорбції і хемосорбції для вловлення газоподібних домішок
- •1 − Абсорбер; 2 − холодильник; 3 − десорбер; 4 − теплообмінник
- •13.2. Конструкції і принцип дії абсорберів
- •13.2.1. Насадкові абсорбери
- •1 − Сідло Берля; 2 − кільце Рашига; 3 − кільце Палля; 4 − розетка Теллера; 5 − сідло “Інталокс”
- •13.2.2. Тарілчасті абсорбери
- •13.2.3. Розпилюючі абсорбери
- •13.3. Десорбція забруднювачів із абсорбентів
- •Розділ 14 Адсорбційна очистка газових викидів
- •14.1. Використання методу адсорбції для вловлення газоподібних сполук
- •14.2. Будова і принцип дії адсорберів
- •14.2.1. Адсорбери періодичної дії
- •1 − Точка проскакування; 2 − адсорбційна зона; о.Н. − об’єм, заповнений насадкою
- •1 − Адсорбер; 2, 10, 12 − вентилятори; 3 − фільтри; 4 − вогнезагороджувач; 5, 8 − холодильник; 6 − розподільник; 7 − конденсатор; 9 − збірник;
- •11 − Калорифер; 13 − гідрозасув
- •14.2.2. Адсорбери безперервної дії
- •1 − Зона адсорбції; 2 − розподільні тарілки; 3 − холодильник; 4 − підігрівач; 5 − затвор
- •1 − Псевдозріджений шар; 2 − решітка; 3 − переточний пристрій; 4 − затвор
- •1 − Основний псевдозріджений шар; 2 − додатковий шар; 3 − решітка
- •1, 2 − Патрубки; 3 − решітка; 4 − конус
- •1 − Корпус перетоку 2 − щілина; 3 − похила решітка; 4 − решітка
- •14.4. Десорбція адсорбованих продуктів
- •Розділ 15 Конденсаційне очищення газових викидів
- •15.1. Використання конденсаційного очищення газів і пари
- •15.2. Принцип конденсаційного очищення
- •15.3. Типи і конструкції конденсаторів
- •Розділ 16 Термокаталітична і термічна очистка газових викидів
- •16.1. Термокаталітична очистка газових викидів
- •16.2. Термічні методи знешкодження газоподібних сполук
- •1 − Гідрозасув; 2 − вогнезагороджувач; 3 − основний пальник; 4 − черговий пальник; 5 − система запалення чергового пальника
- •1 − Реактор; 2 − ежекційний змішувач; 3 − електрозапал; 4 − черговий пальник; 5 − основний пальник; 6 − насадка-вогнезагороджувач
- •1 − Факельний пальник; 2 − труба; 3 − розривні мембрани; 4 − вогнезагороджувач; 5 − інжекційний змішувач з електрозапалом; 6 − система запалення чергового пальника
- •1 − Черговий пальник; 2 − повітряна труба; 3 − захисний козирок; 4 − корпус факельного пальника; 5 − парова дюза; 6 − кишеня для термопари
- •Розділ 17 Очистка газових викидів автомобільного транспорту
- •17.1. Характеристика викидів двигунів внутрішнього згорання
- •17.2. Зниження викидів двигунів внутрішнього згорання
- •17.3. Нейтралізація вихлопів двигунів внутрішнього згорання
- •17.4. Вловлення аерозолів, що викидаються дизельним двигуном
- •Розділ 18 Оцінка ефективності очищення газових викидів
- •18.1. Оцінка ефективності пристроїв для очищення газових викидів
- •18.2. Вибір варіантів газоочистки
- •Додатки
- •Нормативи збору, який справляється за викиди основних забруднюючих речовин від стаціонарних джерел забруднення
- •Технічні дані лабораторії “Атмосфера-іі”
- •Технічні дані станції “Повітря-1”
- •Технічні дані електроаспіратора типу еа-1
- •Технічні дані електроаспіратора типу еа-2
- •Технічні дані повітровідбірника “Компонент”
- •Характеристики насадок (розміри дані в мм)
- •Література
11.5. Багатоступінчате очищення
При сучасних вимогах до чистоти повітря одноступінчате очищення в більшості випадків не може забезпечити його необхідного знепилювання. В основному повинно використовуватись багатоступінчате очищення. Для цього необхідний раціональний підбір пиловловлювачів з урахуванням всіх чинників: вимога до якості повітря, властивості, цінність вловлюваного пилу і можливість його використання, наявність енергетичних, водних ресурсів, економічні показники і ін.
Вдосконалення пиловловлювання – безперервний процес, що є складовою частиною технічного прогресу. Він обумовлений всезростаючими екологічними і санітарно-гігієнічними вимогами і заснований на досягненнях в багатьох областях науки і техніки.
Частина ііі технологія захисту атмосфери від викидів шкідливих газів та пари
Розділ 12. МЕТОДИ І СИСТЕМИ ОЧИЩЕННЯ ПОВІТРЯ ВІД ГАЗОПОДІБНИХ ДОМІШОК
Розділ 13. АБСОРБЦІЙНА І ХЕМОСОРБЦІЙНА ОЧИСТКА ГАЗОВИХ ВИКИДІВ
Розділ 14. АДСОРБЦІЙНА ОЧИСТКА ГАЗОВИХ ВИКИДІВ
Розділ 15. КОНДЕНСАЦІЙНЕ ОЧИЩЕННЯ ГАЗОВИХ ВИКИДІВ
Розділ 16. ТЕРМОКАТАЛІТИЧНА І ТЕРМІЧНА ОЧИСТКА ГАЗОВИХ ВИКИДІВ
Розділ 17. ОЧИСТКА ГАЗОВИХ ВИКИДІВ АВТОМОБІЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ
Розділ 18. ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ОЧИЩЕННЯ ГАЗОВИХ ВИКИДІВ
Розділ 12 Методи і системи очищення повітря від газоподібних домішок
В другій частині даного посібника ми з’ясували, що очистка викидів в атмосферу складається з двох принципово різних процесів:
очистка від аерозолів − видалення зважених твердих і рідких домішок, що містяться у викидах (пилу, диму, крапельок туману);
фізико-хімічна очистка − видалення або знешкодження тих або інших газо- і пароподібних домішок.
Третя частина посібника присвячена розгляду питань і вивченню шляхів запобігання забруднення повітряного басейну газами, що забезпечується очисткою газоподібних відходів перед їх викидом в атмосферу. Важливою перевагою цього напрямку, з точки зору охорони повітряного басейну, є його надійність. Крім того, виникає можливість утилізації цінних газоподібних відходів.
Очистка відхідних газів від газоподібних забруднень ускладнюється рядом обставин, а саме:
великі сумарні об’єми газоподібних викидів;
підвищена температура відхідних газів;
непостійність концентрацій, тобто вміст газоподібних домішок в технологічних викидах може змінюватись в широких межах
наявність твердих включень.
У зв’язку з наведеними обставинами, очистка промислових викидів від газоподібних шкідливих домішок, проводиться в декілька етапів, які забезпечують відділення твердих включень, зниження температури газів та вловлення газоподібних домішок.
Оскільки, для газоочистки в основному використовуються засоби хімічної технології, то класифікація засобів знешкодження викидів практично співпадає з класифікацією процесів і апаратів хімічної промисловості, що виробляють шкідливі викиди як відходи основного виробництва. За характером протікання фізико-хімічних процесів здійснення процесів очистки промислових викидів від газоподібних домішок виділяють декілька груп методів:
промивання газоподібних викидів розчинниками, які хімічно не сполучаються з забруднюючими речовинами (метод абсорбції);
промивання газоподібних викидів розчинами реагентів, які хімічно зв’язують газоподібні домішки (метод хемосорбції або хімічних реакцій);
поглинання газоподібних домішок активними поверхнями твердих речовин (метод адсорбції);
знешкодження домішок за рахунок каталітичних реакцій;
високотемпературне доспалювання (термічний метод).
Видалення газоподібних компонентів (сірчистого ангідриду, сірководню, хлору, хлористого водню і ін.), що містяться в технологічних і димових викидах проводиться хімічною очисткою газів методами абсорбції, адсорбції і хемосорбції.
Метод абсорбції полягає в поглинанні окремих компонентів газової суміші абсорбентом (поглиначем), в якості якого виступає рідина. Абсорбент вибирають залежно від умов розчинності в ньому газу, що підлягає видаленню з газової суміші. Наприклад, для очищення газів від аміаку, хлористого і фтористого водню як абсорбент застосовують воду, для вловлення водяної пари − сірчану кислоту, для уловлювання ароматичних вуглеводнів − масла.
При абсорбції відбувається конвективна дифузія паро- і газоподібних компонентів газу, що очищається, в рідкі поглиначі. Для високоефективного вилучення забруднюючої речовини необхідне добре перемішування вилучаємого газу з абсорбентом. Це реалізується при очищенні вентиляційного повітря, що відсмоктується з травильних і гальванічних ванн, в колонах з насадками, в форсуночних і барботажно-пінних апаратах.
Регенерацію (відновлення) розчинника здійснюють зниженням загального (або парціального) тиску, підвищенням температури або тим і іншим одночасно.
Метод хемосорбції заснований на поглинанні газів і пари твердими або рідкими поглиначами, внаслідок чого утворюються малолеткі і малорозчинні сполуки. Хемосорбцію раціонально застосовувати при низьких концентраціях забруднювачів в газових сумішах, що очищаються. Хемосорбція полягає в промивці газу розчинами, які вступають в хімічні реакції з окремими газоподібними компонентами, які містяться в газі, що дозволяє витягувати їх або знешкоджувати. Наприклад, очищення газів від оксидів азоту проводиться за допомогою вапняного розчину. Для очищення газів від сірководню застосовують миш’яково-лужний розчин. Очищення високосірчистих газоподібних продуктів згорання енергетичного палива проводять шляхом пропуску диму через морську воду. Ступінь очищення газу досягає при цьому 95%.
Метод адсорбції заснований на вловленні шкідливих газових домішок поверхнею твердих тіл. Адсорбція застосовуються при незначному вмісті паро- і газоподібних забруднюючих компонентів (пари розчинників, ефіру, ацетону, різних вуглеводнів) в газоповітряній суміші. Найбільш широко відомий і поширений як адсорбент активоване вугілля. Його застосовують для очищення газів від органічної пари і деяких інших домішок. Застосовують також активований глинозем, силікагель, активований оксид алюмінію і ін. Очищення газів здійснюють через нерухомі шари адсорбенту і рухомі шари.
Для перетворення забруднювачів на нешкідливі речовини необхідне поєднання хімічних і фізичних процесів. З цією метою найчастіше використовуються процеси термічного окислення і термічної деструкції. При здатності горючих газів і пари, що входять до складу вентиляційних і технологічних викидів, згорати з утворенням менш токсичних речовин використовується термічна нейтралізація. Вона проводиться по трьом схемам – каталітичне доспалювання, термічне окислення, пряме спалювання.
Каталітичне доспалювання (термокаталіз) використовується для перетворення токсичних компонентів, що містяться у відхідних газах, в нетоксичні або менш токсичні шляхом їх контакту з каталізатором. Дія каталізаторів виявляється в проміжній хімічній взаємодії каталізатора з реагуючими речовинами, внаслідок чого утворюються проміжні з’єднання. Як каталізатори використовують метали або їх з’єднання Pt, Pd, Cu і ін. Каталізатори мають вид куль, кілець або іншу форму. Для каталітичного доспалювання необхідна достатня температура і швидкість руху газів. Наприклад, оксид вуглецю доспалюється при температурі 316...343 ºС, пропан – 293...332 ºС, толуол – 200...250 ºС, ацетилен – 207...241 ºС, альдегіди – 173...234 ºС і т.д.
Каталітичні нейтралізатори застосовуються для знешкодження СО, летких вуглеводнів, розчинників, відпрацьованих автомобільних газів. Ці способи можуть застосуватись до забруднювачів всіх агрегатних станів, але з обмеженим складом оброблюваної речовини. Термічній обробці з метою знешкодження можуть бути піддані лише речовини, молекули яких складаються з атомів вуглецю, водню і кисню. Інакше установки термознешкодження переходять в розряд джерел забруднення атмосфери, і нерідко − вкрай небезпечних.
Термічне окислення використовується у разі, коли спалювані гази мають високу температуру, але не містять достатньо кисню або коли концентрація горючих речовин незначна і недостатня для підтримки полум’я. У першому випадку процес термічного окислення проводять в камері з подачею свіжого повітря (допалювання СО, СmHn), а в другому – при подачі додаткового природного газу. При цьому відбувається доокислення з’єднань при високій температурі і достатній кількості кисню (наприклад, доокислення оксиду вуглецю в діоксид вуглецю, оксиду сірки в діоксид сірки і т.д.).
Пряме спалювання використовується в тих випадках, коли гази, що очищаються, володіють енергією горіння, факельного спалювання горючих відходів. Так нейтралізуються HCN у факелах нафтохімічних заводів.
Відповідні апарати для знешкодження газових викидів називаються абсорберами, адсорберами, установками (печами) термодеструкції (піролізу, крекінгу, риформінгу), термоокислення (доспалювання), термокаталітичними установками (печами, реакторами), хімічними реакторами. В межах цих груп апарати розрізняють за конструкцією, типоразмірами і окремими відмінними ознаками.
Методи очистки вибирають залежно від фізико-хімічних властивостей забруднюючої речовини, її агрегатного стану, концентрації в газоповітряній суміші, що підлягає очистці, і ін.