5.7 Високотемпературне знешкодження газів

Методи прямого спалювання застосовують для знешкодження газів від легко окиснюваних токсичних домішок, а також газів з неприємним запахом. Їх перевагами є відносна простота апаратур-ного оформлення і універсальність використання, оскільки на роботу термічних нейтралізаторів мало впливає склад оброблюваних газів.

Газові викиди, що містять горючі компоненти, для різних промислових джерел сильно різняться як за номенклатурою компонентів, що підлягають усуненню, так і за числом останніх, а також за теплотою згорання і об'ємами, які складають від десятків до сотень тисяч м³/год. Способи газоочищення, засновані на високотемпературному спалюванні горючих домішок, широко використовують в лакофарбних виробництвах, процесах отримання ряду видів хімічної, електротехнічної і електронної продукції, в харчовій індустрії, в друкарській справі, при знежиренні і фарбуванні деталей і виробів та в багатьох інших процесах.

Суть цих способів полягає в окисненні знешкоджуваних компонентів киснем. Вони застосовні для знешкодження практично будь-яких парів і газів, продукти спалювання яких менш токсичні, ніж початкові речовини. Пряме спалювання використовують в тих випадках, коли концентрація горючих речовин у відхідних газах не виходить за межі займання. Процес проводять в звичайних або вдосконалених топкових пристроях, в промислових печах і топках котельних агрегатів, а також у відкритих факелах. Принципові схеми термічних нейтралізаторів для знешкодження відхідних газів промисловості представлені на рис. 5.9.

Рисунок 5.9 – схеми термічних нейтралізаторів промислових відходів без теплообмінника (а) і з теплообмінником (б)

Конструкція нейтралізатора повинна забезпечувати необхідний час перебування оброблюваних газів в апараті при температурі, що гарантує можливість досягнення заданого ступеня їх знешкодження (нейтралізації). Час перебування складає 0,1–0,5 с (іноді до 1) с, робоча температура в більшості випадків орієнтована на нижню межу самозаймання знешкоджуваних газових сумішей і перевищує температуру займання на 100–150°С.

В деяких випадках відхідні гази із значним вмістом горючих компонентів можуть бути використані як паливо. Як самостійне паливо можуть спалюватися відхідні гази з теплотворною здатністю 3,35–3,77 МДж/м³ і нижче, якщо вони мають підвищену темпе­ратуру. Пряме спалювання газоподібних відходів з використанням додаткового палива вважають за доцільне у випадках, коли знешкоджувані компоненти газових викидів можуть забезпечити не менше 50% загального тепловиділення. Проте за звичай вміст горючих домішок у відхідних газах значно менше нижньої межі займання, що викликає необхідність істотних витрат додаткового палива і утилізації тепла процесу спалювання перш за все з метою скорочення цих витрат. Витрата додаткового палива при спалюванні таких газоподібних відходів, нагрітих до 50°С, складає 25-40 кг умовного палива на 1000 м³ оброблюваних газів.

Питання для самоконтролю

1. Основи каталітичного очищення газів.

2. Будова каталітичних реакторів для очищення газів.

3. Високотемпературне каталітичне відновлення оксидів азоту.

4. Селективне каталітичне відновлення оксидів азоту.

5. Розкладання оксидів азоту гетерогенними відновлювачами.

6. Гомогенний каталітичний метод очищення газів від оксиду сірки (IV).

7. Каталітичне очищення газів від органічних речовин.

8. Каталітичне очищення газів від оксиду вуглецю (II).

9. Схема установки очищення газів нітрилу акрилової кислоти.

10. Каталітичне очищення газів від оксиду вуглецю (II).

11. Схема очищення газів ліній лакування.

12. Каталітичне очищення газів від оксиду вуглецю (II).

13. Схема очищення газів агломераційних агрегатів.

14. Високотемпературне знешкодження газів.