2.3. Вловлювання газоподібних речовин методом хімічних реакцій (хемосорбції).

Для методу хемосорбції, на відміну від методів абсорбції та адсорбції, характерна фізико-хімічна взаємодія компонентів очищувального газу та поглинювача. 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 ноглннювачів (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 хемосорбентн, 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 вловлюваної домішки. Проте, поруч з цим, виникає проблема очистки стічних вод.

Апаратне оформлення методу хемосорбції аналогічне іншим сорбційним методам (абсорбція, адсорбція). В табл. перераховані хемосорбентн, які рекомендовані для вловлювання деяких газоподібних (і пароподібних) домішок із газо- та пароповітряної суміші.

Таблиця - Хемосорбенти, які використовують для очистки викидів

Вловлювана домішка	Рекомендований хемосорбент
Сірководень	Розчини лугів, водний розчин кальцієвої солі диметилалілоцтової кислоти, гідроксид форуму, етаноламіновнй 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 гіпохлориту натрію в лужному середовищі.

2.4. Використання каталітичних методів перетворення газоподібних сполук.

Сутність методу полягає в нейтралізації шкідливих речовин, які містяться у виробничих газах, в результаті їх взаємодії під впливом каталізатора 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 =К_рхС_ахС_бхС_вх...хС_п,де

К_р - константа каталітичної реакції;

С_а,С_б,С_в,С_п - концентрації речовин, які вступають в реакцію;

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

Найпоширенішими каталізаторами, які прискорюють окисно-відновні реакції є метали та їх оксиди. Для прискорення реакцій гідратації, дегідратації, алкілування, полімеризації та крекінгу використовують кислоти, кислі солі металів, алюмосилікати.

На практиці каталітичні процеси нейтралізації шкідливих викидів здійснюють в каталітичних реакторах - нейтралізаторах. Це циліндричний 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.