Лекция: Очистка выбросов от газо- и парообразных загрязнителей
Способы очистки выбросов от токсичных газо- и парообразных компонентов (NOX, SO2, H2S) делят на пять основных групп.
| Метод абсорбции основан на растворении газовых загрязнителей жидкостью. |
Молекулы газообразных примесей газов и паров, разделяясь в газовой среде и отделяясь от нее, переходят поверхность раздела газ – жидкость и растворяются в жидкой фазе поглотителя (абсорбента). Эффективность очистки зависит от растворимости газа в жидкости, температуры, парциального давления газа, площади поверхности, коэффициента диффузии. Для удаления многих технологических выбросов, например аммиака, хлорводорода, фторводорода, применяют воду; для улавливания водяных паров применяют раствор серной кислоты, ароматические углеводороды улавливают с помощью вязких масел. В качестве технических устройств процесса абсорбции применяют промывные башни и скрубберы. Регенерация растворителя, т.е. десорбция из него газов, проводится путем повышения температуры или понижения давления в термических или вакуумных десорберах.
| Адсорбция представляет процесс избирательного поглощения компонентов газовой смеси рядом пористых, тонкодисперсных твердых тел. |
Наиболее известным адсорбентом является активированный уголь, 1 кг которого может составлять несколько сотен тысяч квадратных метров. Из других адсорбентов наиболее распространены силикагели, алюмосиликаты, в качестве катализаторов процесса адсорбции используют медь, серебро, палладий, платину. При увеличении температуры адсорбционная способность снижается. На этом основана регенерация, осуществляемая нагревом насыщенного адсорбента до температуры выше рабочей или продувкой горячим воздухом или паром.
| Метод хемосорбции использует поглощение газов и паров жидкими или твердыми реагентами с образованием малолетучих или малорастворимых соединений. |
Например, очистка газовоздушной смеси от сероводорода проводится с помощью мышьяко-щелочного реагента:
H2S + Na4As2S5O2 Na4As2S6O + H2O
| Каталитические методы очистки газовых потоков основаны на взаимодействии удаляемых веществ со специально добавленным в газовую смесь катализатором, ускоряющим химическую реакцию. |
Так например, для нейтрализации выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания применяют твердый катализатор (медно-никелевый сплав, платину на глиноземе, хром и др.), на поверхности которого происходит превращение токсичных оксидов азота и углерода в нетоксичные (газообразный азот и диоксид углерода):
2NO + 2CON2 + 2CO2,
2NO + 2H2N2 + 2H2O.
| Термическая нейтрализацияоснована на способности горючих токсичных газов окисляться до менее токсичных при наличии О2 при повышенных температурах. |
В случаях когда очищаемые газы обладают значительной энергией, достаточной для поддержания горения (например, в факелах нефтехимических предприятий), используют прямое дожигание загрязненных газовых потоков.
В очищаемые газы, имеющие высокую температуру, но не содержащие достаточно горючих веществ или кислорода, подают в специальных камерах обогащенный кислородом воздух или природный газ.