Барботажные и пенные аппараты

В барботажных аппаратах (барботерах) газ проходит через слой жидкости в виде пузырьков, на поверхности которых происходит осаждение частиц. Выделяют следующие стадии процесса улавливания пыли в пенных аппаратах: − инерционное осаждение частиц пыли в подрешеточном пространстве; − первую стадию улавливания частиц пыли в пенном слое (механизм удара); − вторую стадию улавливания частиц пыли в пенном слое (инерционно турбулентное осаждение частиц на поверхности пены).

Рис. Барботеры

Газопромыватели ударно-инерционного действия

В этих аппаратах контакт газов с жидкостью осуществляется за счет удара газового потока о поверхность жидкости с последующим пропусканием газожидкостной смеси через отверстия различной конфигурации или непосредственным отводом газожидкостной смеси в сепаратор жидкой фазы.

Различают пылеуловители ударно-инерционного действия и скрубберы Дойля.

Рис. Пылеуловитель ударно-инерционного действия 1 − входной патрубок; 2 − резервуар с жидкостью; 3 − сопло

Рис. Скруббер Дойля 1 − труба; 2 − конус; 3 − перегородки

 

Скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури)

Скрубберы Вентури − наиболее эффективные из аппаратов мокрой очистки газов. Скруббер Вентури представляет собой трубу Вентури, в которую подводится орошающая жидкость, и установленный за ней каплеуловитель. Оба основных элемента скруббера могут монтироваться как раздельно, так и в одном корпусе. Принцип действия скруббера Вентури (1 − труба Вентури; 2 − циклон каплеуловитель) основан на интенсивном дроблении газовым потоком, движущимся с высокой скоростью (порядка 40−150 м/с), орошающей его жидкости и осаждению частиц на образующихся каплях жидкости. Труба Вентури состоит из сужающейся части (конфузора), служащей для увеличения скорости газа, оросительного устройства, горловины, где происходит осаждение частиц пыли на каплях воды, и расширяющейся части (диффузора).

Рис.скруббер Ветури

Туманоуловители

Для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности волокон и пор с последующим стеканием жидкости под действием сил тяжести. Осаждение капель жидкости на поверхности волокон и пор происходит под действием механизмов отделения частиц загрязнителя от газовой фазы на фильтроэлементах.

2.8. Абсорберы Метод абсорбции заключается в разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов этой смеси поглотителем (называемым абсорбентом) с образованием раствора. Поглощающую жидкость (абсорбент) выбирают из условия растворимости в ней поглощаемого газа, температуры и парциального давления газа над жидкостью. В зависимости от конкретных задач применяются абсорберы различных конструкций: пленочные, насадочные, трубчатые и др. Наибольшее распространение получили скрубберы, представляющие собой химически инертную насадку, размещенную в полости вертикальной колонны. 1 − химически инертная насадка; 2 – разбрызгиватели

Рис. Абсорбер

В абсорбентах реализуется также метод хемосорбции. Этот метод основан на поглощении газов и паров твердыми или жидкими поглотителями с образованием малолетучих или малорастворимых химических соединений. Большинство реакций, протекающих в процессе хемосорбции, являются экзотермическими и обратимыми, поэтому при повышении температуры раствора образующееся химическое соединение разлагается с выделением исходных элементов.

Примером хемосорбции может служить очистка газовоздушной смеси от сероводорода путем применения мышьяковощелочного, этаноламинового и других растворов.

Адсорберы

Адсорбцией называют явление накопления одного вещества на поверхности другого. Абсорбция – это поглощение газов или паров жидкими поглотителями, а адсорбция – это поглощение газов или паров или растворенных веществ – твердыми поглотителями.

Рис. Схема адсорбции и абсорбции

Адсорбер – аппарат с твердым адсорбентом (активированным углем, силикагелем, алюмогелем) в стационарном слое, предназначенный для очистки вентиляционных газов, содержащих газообразные вредные вещества.

По конструкции адсорберы похожи на фильтры с зернистой загрузкой. Очищаемые газы проходят через слой адсорбента, где из них извлекают загрязняющие веществ, а чистый газ удаляется. После того как будет достигнуто динамическое равновесие и адсорбент поглотит определенное количество загрязненных веществ. Для повторного использования адсорбента проводится процесс десорбции.

Каталитические реакторы

С использованием катализа превращают токсичные компоненты выбросов в вещества безвредные или менее вредные для окружающей среды путем введения в систему дополнительных веществ, называемых катализаторами. Действие катализаторов проявляется в промежуточном (поверхностном) химическом взаимодействии с реагирующими соединениями, в результате которого образуются промежуточные вещества и регенерированный катализатор.

В большинстве случаев катализаторами могут быть металлы или их соединения (платина и металлы платинового ряда, оксиды меди и марганца и т.д.). Для осуществления каталитического процесса необходимы незначительные количества катализатора, расположенного таким образом, чтобы обеспечить максимальную поверхность контакта с газовым потоком.

Для комплексной очистки выхлопных газов − окисления продуктов неполного сгорания и восстановления оксида азота − применяют двухступенчатый каталитический нейтрализатор. На восстановительном катализаторе происходит нейтрализация оксидов азота, на окислительном происходит нейтрализация продуктов неполного сгорания − оксида углерода и углеводородов.

Рис. Схема катализатора: 1 – входной патрубок; 2 – восстановительный катализатор; 3 – патрубок вторичного воздуха; 4 – окислительный катализатор

Для окислительных процессов применяют катализатор из благородных металлов или оксидов переходных металлов (медь, никель, хром и др.). Содержание оксида углерода в выхлопных газах автомобиля с нейтрализатором снижается почти в 10 раз, а углеводородов − примерно в 8 раз.