Метод адсорбции

Основан на физических свойствах некоторых твердых тел с ультра-микроскопической структурой селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты газовой смеси. Адсорбция подразделяется на физическую и хемодсорбцию

Физическая адсорбция

Сущность ее состоит в том, что молекулы газы примыкают к поверхности твердого тела под действием межмолекулярных сил притяжения. Высвобождающаяся при этом теплота зависит от силы притяжения и по норме равна от 2 до 20 Дж/моль, то есть совпадает с теплотой конденсации.

Паровое преимущество физической адсорбции - обратимость процесса. При уменьшении давления или при увеличении температуры, поглощенный газ легко дисорбируется без изменения химического состава. Обратимость процесса важна, если экономически выгодно рекуперировать поглощенный газ или адсорбент.

Хемосорбция

В основе хемосорбции лежит химическое взаимодействие между адсорбентом и адсорбирующим веществом. Действующие при этом силы сцепления значительно больше, чем при физической адсорбции. Соответственно высвобождается большее количество теплоты (20-400 кДж/моль). Эта теплота совмещается с теплотой химической реакции.

В качестве адсорбентов применяются вещества, имеющие большую площадь поверхности на единицу силы.

Одним из основных параметров при выборе адсорбента является адсорбционная способность по извлекаемому веществу.

Адсорбционная способность – это масса вещества, поглощенная единицей массы адсорбента в произвольный период времени. Она зависит от концентрации адсорбируемого вещества, физических и химических свойств, давления, температуры, присутствия других веществ.

Адсорбция экономически выгодна при очистке воздуха, содержащего большие концентрации загрязняющих веществ.

Термическая нейтрализация

Метод основан на способности горючих токсичных компонентов окисляться до менее токсичных, при наличии свободного кислорода и высокой температуры газовой смеси. Этот метод применяют при больших объемах выбросов.

Преимущества: отсутствие шлака, небольшие габаритные размеры очистных устройств, простота обслуживания, автоматизация, высокая эффективность обезвреживания при низкой степени очистки, возможность применения на больших объемах очистки.

Ограничение данного метода обусловлено возможностью появления продуктов окисления, которые так же могут оказать негативное воздействие.

Существуют 3 подметода:

1. сжигание в пламени 2) термическое окисление 3)каталитесное сжигание

Сжигание в пламени и термическое окисление осуществляется при Т=600-800С.

Каталитесное сжигание при Т=250-450С.

Выбор схемы термической нейтрализации определяется химическим составом загрязнения веществ, концентрацией, начальной температурой газовых выбросов, объемным расходом и допускаемыми выбросами.

Прямое сжигание используется в тех случаях, когда отходящие газы обеспечивают подвод значительной части энергии, необходимой для осуществления процесса. Из экономических соображений этот выпад должен быть не менее 50 % общей теплоты сгорания.

Термическое окисление применяют либо, когда отходящие газы имеют высокую температуру, но в них нет достаточного количества кислорода, либо, когда концентрация горючих примесей настолько низка, что они не обеспечивают подвод теплоты, необходимый для поддержания пламени.

Преимущество: Низкая Т процесса.

Каталитесное сжигание используется для расщепления токсичных компонентов промышленных выбросов в вещества безвредные или менее вредные для окружающей среды, путем введения в систему дополнительных веществ, которые называются КАТАЛИЗАТОРАМИ. Этот процесс отличается тем, что он имеет небольшое время протекания процесса.