2. Туманоуловители

Для очистки воздуха от туманов, кислот, щелочей, масел и других жидкостей используются волокнистые фильтры, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим их стеканием под действием гравитационных сил (рис 12). В пространстве между двумя цилиндрами 3, изготовленными из сеток, размещается волокнистый фильтрующий материал 4. Жидкость, оседающая на фильтрующем материале, стекает через гидрозатвор 6 в приемное устройство 7. Крепление к корпусу туманоуловителя 1 осуществляется фланцами 2 и 5.

Рис.12. Фильтрующий элемент низкоскоростного туманоуловителя: 1. крепление корпуса, 2, 5 фланцы, 3. пространство между цилиндрами, 6. гидрозатвор, 7 приеник

В качестве материала фильтрующего элемента используется войлок, лавсан, полипропилен и другие материалы толщиной 5,15 см. Эффективность туманоуловителя для размеров частиц менее 3 мкм может достигать 0,99, для улавливания кислотных туманов применяются также сухие электрофильтры.

3.Методы,и системы очистки от газообразных примесей

Метод абсорбции заключается в разделении газовоздушной смеси и составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора. Состав абсорбента выбирается из условия растворения в ней поглощаемого газа. Например, для удаления из технологических выбросов таких газов, как аммиак, хлористый водород и др., целесообразно применять в качестве поглотительной жидкости воду, для улавливания водяных паров используют серную кислоту, а ароматических углеводородов (из коксового газа) - вязкие масла.

У становки, реализующие метод абсорбции, называются абсорберами, абсорберах жидкость дробится на мел кие капли для обеспечения бол( высокого контакта с газовой средой. В орошаемом скруббер-абсорбере (рис 13) насадка 1 размещается в плоскости вертикальной колонны З. В качесп насадки используют кольца с перфорированными стенками, изготавливаемыми из металла, керамики, пластмассы и других материалов максммальной коррозионной устойчивостью.

Орошение колонн абсорбентом осуществляется из разбрызгивателей загрязненный газ поступает снизу и направляется вверх, подвергаясь непрерывной очистке.

Скорость абсорбции зависит главным образом от температуры и давления: чем выше давление и ниже температура, тем выше скорость абсорбции. Все аппараты жидкостной абсорбции делятся на три типа: колонные, тарельчатые и насадочные абсорберы.

Метод хемосорбции основан на поглощении газов и паров твердыми или жидкими поглотителями с образованием химических соединений. Реакции хемосорбции экзотермические. В качестве примера хемосорбции рассмотрим очистку газовой смеси от сероводорода мышьякощелочным методом, химическая реакция:

Na₄As₂S₅O₂+ H₂S = Na₄As₂S₆0 + Н₂0

При мышьякощелочном методе извлекаемый водород связывается оксисульфомышьяковой солью, находящейся в водном растворе.

Установки для хемосорбции внешне напоминают используемые при методе абсорбции. Оба эти метода называются мокрыми и в зависимости от очищаемого компонента и применяемого растворителя или поглотителя их эффективность может достигать 0,75.. .0,92. Основной недостаток мокрых методов в том, что при их реализации понижается температура газов, что уменьшает их эффективность.

Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых пористых материалов селективно извлекать из газовоздушной смеси отдельные ее компоненты. Широко известный пример адсорбента с ультрамикроскопической структурой — активированный уголь. Метод адсорбции позволяет проводить очистку вредных выбросоов при повышенных температуpax.

Конструктивно адсорберы выполняются в виде вертикальных или горизонтальных емкостей, заполненных ад сорбентом, через который проходит поток очищаемых газов.

Рассмотрим работу установки для удаления оксида серы (SO₂) _из горячего топочного газа с температурой в области адcорбера 100...150°С (рис. 14).

Адcорбер 1 заполнен древесным активированным углем. Горячий газ через теплообменник 2, где подогревается воздух, подается в адсорбер. Адсорбент после насыщения подается в десорбер 5, где нагревателем 3 поддерживается температура 300... 600°C. Регенфированный адсорбент поступает в бункер 4, оттуда вновь может поступить в адсорбер 1 механическим путем.

При каталитическом методе токсичные компоненты, газовоздушной смеси, взаимодействуя со специальным веществом — катализатором, преврашаются в безвредные вещества. В качестве катализаторов используются металлы или их соединения(платина, оксиды меди и марганца и пр.). Катализатор, выполняемьш в виде шаров, колец или спиральной проволоки, играет роль ускорителя химического процесса

Добавка благородных металлов в виде пленки на поверхности катализатора составляет сотые доли процента к его массе.

В качестве примера катализатора рассмотрим систему очистки выхлопных газов автомобиля — двухступенчатый каталитический нейтрализатор (рис. 15).

Рис 15. Двухступенчатый каталитический нейтрализатор: 1, З патрубок, 2.восстановительный катализатор, 4. окислительный катализатор.

Установка состоит из восстанови тельного 2 и окислительного 4 катализаторов. Отработавшие газы через патрубок 1 поступают к восстановительному катализатору, где нейтрализуется оксид азота, после восстанови тельного катализатора для создания окисли тельной среды к отработавшим газам подается воздух через пат рубок 3. На окислительном катализаторе происходит нейтрализация оксида углерода и углеводородов. Показанный на рисунке катализатор снижает концентрацию оксид а углерод а в 10 раз, а углеводородов— в 8 раз. Схема промышленной установки для каталитической установки очистки газов приведена на рис. 16.

Рис. 16. Схема установки каталитической очистки газов:

1 —подогреватель хвостовых газов; 2 — камера сгорания; 3 — реактор каталитической очистки; 4 - газотурбинный агрегат; 5 - котел-утилизатор; 6-выбросная труба

Термический метод или высоко температурное дожигание, который иногда называют термической нейтрализацией, требует поддержания высоких температур очищаемого газа и наличия достаточного количества кислорода.

Схема промышленной установки для термической нейтрализации по казана нарис. 17.

Рис. 17. Схемы термических нейтрализаторов промышленных тазовых отходов без теплообменника (а) и с теплообменником (б).

В термических катализаторах сжигаются такие газы, как, например, углеводороды, оксид углерода, выбросы лаю красочно го производства. Эффективность этих систем очистки достигает 0.9.. .0.99, температура в зоне горения—500.. 750°С.

Литература

1. Андруз Дж., Бримблекуб П., Джикелз Т., Лисс П., Введение в химию окружающей среды.Пер. с англ.- М: Мир, 1999,-271 с.

2. Богдановский ГА. Химическая экология. М.:Изд-воМГУ, 1994,- 237с.

3. Владимиров А .М. Охрана о фужающей феды. Л., 1991.- 423 с.

4. Вредные химичеркие вещества Л1од ред. ВА. Фисоваидр. Л.: Химия, 1988.-512с.

5. Вредные вещества в промышленности: Справочник. /Под ред. Э.Н .Левиной,И .Д Гадаскиной. Л.: Химия,1985.- 300 с.

6. ГолубкинаН А., Шамина МА. Лабораторный практики по эмэлогии.- М: ФОРУМ: ИНФРА-М,2003,- 56с.

7. Ершов ЮА., Плетнева Т.В. Механизмы токсического действия неорганических соединений.М.: Медицина, 1989,- 350с.

ч

8. Израэль ЮА. Экология и контроль состояния природной феды. М. Гидрометеоиздат, 1984,- 560 с.

9. Инженфная эмэлогия и экологический менеджмент: Учебник М.В. Буторина, П.В. Воробьева, АП. Дмитриева и др.: под ред. НИ. Иванова, И.М.Фадина,- М.: Логос,2003.-528с.

10. Исидоров ВА. Введение в iypc химической экотоксиюлогии. СПб.: Изд-во СПб.ун-та, 1997,-320с.

11. Коренман ЯИ. Коэффициенты распределения органических соединений: Справочник. Воронеж: И зд-во Воронеж, го с. ун-та, 1992.- 202 с.

12. Коломиец А.Ф. Полихлорполициклические ксенобиотики//У ш ж и химии. 1991.№3. С. 536-544.

13. Корте Ф. Экологическая химия. М: Мир, 1997.

14. Кубинский ВИ. Обезвреживание ксенобиотиков // Соросовский Образовательный Журнал. 1999.№ 1 .С. 8-12.

15. Проблемы зафязнения окружающей среды и токсикологии / Ред. Дж. Узр.М.: Мир, 1993.- 192 с.