Десорбция поглощенных примесей

Необходимость периодической регенерации насыщенных целе­выми компонентами поглотителей предопределяет циклич­ность адсорбционных процессов. Среди операций (стадий), ос­новной целью которых является восстановление сорбционной способности адсорбентов, ключевой является десорбция в связи с тем, что для ее проведения требуется от 40 до 70% общих за­трат по адсорбционной газоочистке. Этот процесс ведут, ис­пользуя в основном повышение температуры, вытеснение адсорбата лучше сорбирующимся веществом, снижение давления (в том числе создание вакуума) или комбинацию этих приемов. Возможность эффективного осуществления десорбции в ряде случаев предопределяет целесообразность выбора адсорбции среди других приемов газоочистки.

Термическую десорбцию реализуют, нагревая насы­щенный адсорбент до определенной температуры, обеспечиваю­щей приемлемую интенсивность процесса, прямым контактом с потоком водяного пара, горячего воздуха или инертного газа, либо проводя нагрев через стенку с подачей в аппарат некото­рого количества отдувочного агента (обычно инертного газа). Температурный потенциал в области 100—200 °С обычно обес­печивает возможность десорбции целевых компонентов, погло­щенных активными углями, силикагелями и алюмогелями. Об­ласть температур от 200 до 400 °С, как правило, является дос­таточной для десорбции примесей, поглощенных цеолитами,

Вытеснительная десорбция, называемая также холодной, основана на различии сорбируемости целевого ком­понента и вещества, используемого в качестве вытеснителя (десорбента). Для десорбции поглощенных адсорбентом орга­нических веществ можно использовать диоксид углерода, амми­ак, воду, некоторые органические и другие вещества, способ­ные обеспечить эффективное вытеснение целевого компонента и относительную простоту последующей их десорбции из адсор­бента. Перспективно применение этого метода десорбции при организации адсорбционных процессов на основе использования цеолитов. Последние характеризуются повышенной адсорбцион­ной активностью в отношении паров воды, что предопределяет ее эффективность как десорбента поглощенных цеолитами ве­ществ.

Десорбция снижением давления может быть ре­ализована в двух вариантах: редуцированием давления в сис­теме после насыщения поглотителя в проводимой под избыточ­ным.давлением стадии адсорбции или созданием в ней разре­жения при осуществлении стадии адсорбции под нормальным давлением.

Вакуумная десорбция ввиду необходимости значи­тельных энергозатрат и обеспечения герметичности соответст­вующих установок крайне ограниченно используется в практике санитарной газоочистки. Принцип десорбции, основанный на перепаде давления между стадиями адсорбции и десорбции, на­шел практическое воплощение в установках короткоцикловой безнагревной адсорбции, получающих в последнее время все более широкое применение в целях осушки воздуха и других газов. Осушка газов в ряде случаев является необходимой сту­пенью, предшествующей их очистке от вредных примесей.

Термическая нейтрализация основана на способности горючих токсичных компонентов (газов, паров, сильно пахнущих в-в) окисляться до менее токсичных при наличии свобод О₂ и высок тем-ры.

Достоинства: отсутствие шламового хоз-ва; относительно небольшие габариты очистных установок; простота их обслуживания; возможность полной автоматизации процесса; высокая эффектив-ть обезвреживания; низкая стоимость очистки.

Обл применения методов терм нейтрализации ограничивается хар-ром образующихся при окислении продуктов реакции. Поэтому дан метод не используется для выбросов включающих галогены, фосфор, серу.

Различают три схемы терм нейтрализации (тн):

- прямое сжигание в пламене; терм окисление;

каталитическое сжигание.

Выбор той или иной схемы определ-ся хим составом примеси, их концентрации, нач тем-рой газ выбросов, предельнодопустимыми нормами выбросов ЗВ.

1.Прямое сжигание использ в тех случаях, когда очищаемые газы обеспечивают подвод значительной части энергии, необходимой для осущ процесса. Этот вклад должен превышать 50% общей теплоты сгорания.

Установка представ собой камеру, в которую обеспечивается подвод оч-го газа, а т же воздуза и природного газа, обеспечивающих процесс горения. В кольцевой зоне происходит предварительный нагрев оч-го газа. Это способствует обеспечению более высокой эффект-ти последующего процесса сжигания горючих примесей. Сис-ы огневого обеззараживания обеспечивают эффект-ть очистки от 90 до 99%.

Метод термического окисления применяют когда отходящие газы имеют высокую тем-ру,но в них нет достаточного кол-ва О₂; либо когда концентрация горючей примеси настолько низка, что они не обеспечивают подвод теплоты, необходимой для поддержания пламени.

Если отходящие газы имеют высокую тем-ру, то процесс дожигания осущ-т с подмешеванием свежего воздуха. В случае когда тем-ра газов недостаточна для поддержания процесса окисления поток отходящих газов подогревают в теплообменнике, а за тем пропускают ч/з рабочую зону.

1. входной патрубок; 2. теплообменник; 3. горелка; 4 камера смешивания; 5. выходной патрубок.

Загрязнен газ ч/з патрубок 1 и полость теплообменника 2 поступает к горелке. В теплообменнике горючие компоненты очищаемого газа доводят до необходимой тем-ры, в дальнейшем они сгорают в зоне пламени. Процесс догорания происходит в камере смешения. Оч-ые газы м выбрасываться в атмосферу, либо предваритеьно проходить ч/з теплообменник с целью использования их теплоты.

Основные преимущества термического окисления: относительно низкая тем-ра процесса что позволяет сократить расходы на изготовление аппарата, избежать значительного образования окислов азота.

Каталитические методы.

Методы используют для превращения токсич компонентов пром выбросов в-в в безвредные или менее вредные для ОС путем введения в сис-у дополнительных в-в, те катализаторов.

Кат методы основаны на взаимодействии удаляемых в-в с одним из компонентов, пресутствующих в очищаемом газе или со специально добовляемым в смесь в-вом. Катал-р взаимодействуя с одним из реагирующих соединений образует промежуточное в-во, которон в дальнейшем распадается с образованием продукта и регенерируемого кат-ра.

Достоинства. Более низкие тем-ры процесса; кратковременность (быстрота) протекаемого процесса.

Требования к кат-рам - это активность и долговечность. Активность хар-ся кол-вом продукта, получаемого с одного объема кат-ра. Долговечность – срок службы кат-ра сокращают присутствующие в очищаемом газе соединения (Fe, Pb, Si, P, S)/

В качестве кат-ов использ-т металлы (платина, полладий), соединения марганца, меди, купрума и тд. Различают два конструктивных варианта каталитических устройств: котал-ие реакторы, термокаталит реакторы.

1. теплообменник; 2. контактное устройство; 3. катализатор; 4. подогреватель; 5. горелка;

Очищаемый воздух предварительно подогревается, проходя ч/з теплообменник, после чего поступает в камеру подогревателя. Продукты сгорания топлива, сжигаемого в горелке 5 смешиваются с очищаемым воздухом и повышают его тем-ру до 250-350˚С. Процесс хим превращений происходит на поверхности кат-ра 3, после чего газ выбрасывается в атмосферу.

Биохим методы оч-ки. Основаны на способности микроорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения. Разложение в-в происходит под действием ферментов вырабатываемых микроорганизмами. Различ 2 группы аппар-в: биоскрубберы, биофильтры. Биоскруб – это абсорбционные аппараты, в которых абсорбентом явл водяная суспензия активного ила. Соединяющиеся в очищ-х газах в-ва улавливаются абсорбентом и расщипляются микроорган-ми активного ила. В биофил-х оч-ый газ пропускается ч/з слой фильтра-насадки, орошаемой водой, необходимой для поддержания ЖД орг-ов. В качестве насадки использ-т природные (почва, фтор, компост), искусствен материалы. Выбор метода оч-ки зависит от конц-ции ЗВ в загр-м воздухе, требуемой эффект-ти очистки, объема оч-ых газов, тем-ры, наличия сопутствующих газообраз примесей и пыли.