Засоби очистки викидів виробництва

До інженерно-технічних засобів зниження забруднення слід віднести технологію газоочищення і пилоуловлювання (30).

Методи очищення

Класифікація пиловловлюючого обладнання грунтується на принципових особливостях процесу відокремлення твердих частинок від газової фази.

Для виділення з повітряних потоків і димових газів пилу застосовують наступні методи:

• метод сухого механічного очищення (вплив сил тяжіння, інерції або відцентрових сил на масу зваженої у газі частинки);

• метод мокрого механічного очищення (ударнозмивний принцип із використанням сили інерції і рідинної плівки, а також промивка газів за допомогою зрошення або барбатажування через шар рідини, яка змочує й поглинає частинки пилу);

• фільтрація газів (перепускання газів через пористі тканини, перегородки й засипки);

• метод електричного очищення газів (вплив електричного поля високої напруги на іонізацію частинок пилу й перенесення їх на поверхню осадження із зони руху газів) (33).

Відповідно методам очищення повітря розроблені апарати сухого й мокрого очищення, фільтрації, електричного осадження пилу.

Пиловловлювачі і фільтри вибирають з урахуванням ступені очищення повітря; кількості утримуваного в ньому пилу; характеру й розміру частинок пилу; продуктивності й втрат напору в пристрою; пиломісткості пристрою. Важливо також враховувати фізичні властивості пилу (32).

Ефективність пиловловлюючого обладнання характеризується досягаємою фракційною або парціальною ступенями очищення.

Фракційна ступінь очищення - це відношення кількості пилу даної фракції, що вловлено, до кількості пилу тієї ж фракції, що подається в апарат.

Парціальна ступінь очищення - це відношення кількості частинок даного розміру, що вловлено, до кількості частинок того ж розміру на вході в апарат.

Пристрої для очищення повітряних потоків від пилу та золи компонуються, як правило, на виході аспіраційних систем і мають один або декілька ступенів. Ефективність роботи пилоочисних систем залежить від фізико-хімічних властивостей пилу та золи, найважливішими з яких, є злипаємість, щільність, абразивність, дисперсність, хімічний склад, питомий опір.

Ефективність роботи пиловловлювачів характеризується величиною запиленості очищеного газу й ступеню вловлювання пилу.

Сухі пиловловлювачі

Обладнання для вловлювання пилу сухими способами охоплює пилоосаджувальні камери, циклони різних типів, жалюзні і ротаційні пиловловлювачі, фільтри різних типів та інші.

Апарати гравітаційної та інерційної дії

Найпростішими пристроями для вловлювання крупнодисперсного пилу, які працюють за принципом гравітаційного осадження, є пилоосаджувальні камери

Пилоосаджувальні камери використовують в якості першого ступеню очищення газів, для видалення частинок розміром понад 30 мкм. Ступінь очищення залежить від часу перебування частинок у камері й швидкості потоку в ній. В залежності від густини, форми й розміру частинок, швидкість потоку різна, але не повинна перевищувати 0,5 м/с (ламінарний режим). Це дозволяє частинкам опускатися на дно камери, де розташовані пилоприймальні бункери.

В радіальних пиловловлювачах (рис. 2.2) відокремлення твердих частинок газового потоку здійснюється при сумісній дії гравітаційних та інерційних сил.

На частинку пилу, що опиняється в корпусі діє сила ваги, під впливом якої вона рухається вниз із швидкістю и, і сила інерції, що виникає при зміні напрямку потоку на 180° і обумовлює швидкість и. При цьому повинна виконуватись умова и>и. Не дивлячись на простоту конструкції, радіальні пиловловлювачі не знайшли широкого розповсюдження, так як уловлюють лише крупний пил (25...30 мкм).

Для розподілу повітряного потоку на очищений і збагачений пилом та газом, використовують жалюзійні пиловідокремлювачі.

Відокремлення частинок пилу від основного газового потоку здійснюється під дією інерційних сил, що виникають при повороті газового потоку на вході в жалюзійну решітку, а також за рахунок ефекту відбиття пилу від поверхні решітки при зіткненнях. Збагачений пилом газовий потік направляється до циклону, де очищається від часток пилу і вводиться в трубопровід очищеного газу. Жалюзійні пиловідокремлювачі характеризуються простотою конструкції, добре компонуються в газоходах, мають ефективність очищення до 0,8 і більше, вловлюють частинки пилу розміром більше 20 мкм. їх установлюють для очищення димових газів від крупнодисперсного пилу при температурі 450...600°С.

 

Апарати відцентрової дії

Циклони - найбільш поширені пристрої для очищення газових потоків від пилу. Одним із них є циліндричний циклон, конструкція якого розроблена в НДІО ГАЗ

Газовий потік входить в циліндричну частину корпусу по дотичній до внутрішньої поверхні із швидкістю 18...20 м/с, утворюючи тим самим відцентрову силу, яка відкидає тверді частинки до стінок. Ці частинки поступово сповзають у конусну частину корпусу і далі в приймальний бункер, а очищений від пилу газ залишає циклон через центральну відвідну трубу.

НДІОГАЗ розробив також конструкцію конусних циклонів, особливістю яких є значно менша висота циліндричної частини (дорівнює висоті вхідного патрубка) і, навпаки, більша висота конусної частини.

Крім циклонів з дотичною подачею газу використовують ще циклони з осьовою подачею

У циклонів з вісьовою подачею газу швидкість осаджування частинок залежить від конструкції направляючого апарату; газовий потік при цьому спочатку змінює напрямок руху, а потім одержує обертальний рух, що викликає додатковий опір.

Для очищення великих мас газів використовують батарейні циклони, які складаються з великого числа паралельно встановлених циклонних елементів. Конструктивно вони об'єднуються в один корпус і мають загальне підведення й відведення газу. Досвід експлуатації батарейних циклонів показав, що ефективність очищення таких пристроїв не нижче ефективності окремих циклонів. Вітчизняна промисловість виготовляє батарейні циклони типу БЦ-2, ЦБР-150У та інші.

Ротаційні пиловловлювачі відносять до апаратів відцентрового типу, які разом із переміщенням повітря очищають його від пилу з розміром більше 5 мкм. Вони є більш компактними, так як в них вентилятор і пиловловлювач, поєднані в одному агрегаті. Конструктивна схема найпростішого пиловловлювача ротаційного

При роботі вентиляторного колеса частинки пилу за рахунок відцентрових сил відкидаються до стінок спіралеподібного кожуху і рухаються по ним у напрямку вихлопного отвору. Газ після відокремлення твердих частинок направляється у вихлопну трубу. Пиловловлювачі даної конструкції затримують лише крупні частинки (20...40 мкм).

Більш перспективним пиловловлювачем ротаційного типу є протипоточний ротаційний пиловловлювач (ПРП), який затримує частинки розміром до 5 мкм і більше.

Пиловідокремлювач складається із вмонтованого в кожух ротора з перфорованою поверхнею й колеса вентилятора. Ротор і колесо вентилятора насаджені на загальний вал. Частинки пилу під впливом аеродинамічних сил всмоктуються в корпус ротора, де відкидаються до його стінок, а вже через отвори корпуса потрапляють у пилозбірний бункер. Очищене повітря через отвори донної стінки ротора всмоктуються вентилятором і виводиться за межі пристрою.

Вихрові пиловловлювачі (ВПУ) також відносять до апаратів

відцентрової дії. Особливістю ВПУ є висока ефективність очищення газу від дрібних фракцій пилу (3...5 мкм). Існують дві конструктивні особливості ВПУ: соплова і лопатева.

Процес очищення від пилу здійснюється наступним чином. Запилений газ спочатку потрапляє в камеру через зігнутий патрубок. Для попереднього закручування газу в камері вмонтований лопатевий завихрувач типу "розетки". В ході свого руху вверх до вихлопного патрубка газовий потік потрапляє під дію струменю вторинного повітря, що додає потоку обертального руху. Під дією відцентрових сил, що виникають при закручуванні потоку, частинки пилу направляються до його периферії, далі струминками вторинного повітря переміщуються до низу апарату в кільцевий міжтрубний простір. Для запобігання оберненого руху пилу в камеру встановлена підпірна шайба.

В якості вторинного потоку може бути використане повітря навколишнього середовища, очищений або запилений газ. З економічної точки зору більш вигідним є використання забрудненого газу. Кільцеві направляючі апарати з нахиленими лопастями хоч і мають більш складну конструкцію, але економічно більш вигідні за рахунок більш інтенсивнішого закручування потоку і, як наслідок, вловлювання більш дрібних часток пилу, ніж у ВПУ соплового типу.

ВПУ видаляють частинки пилу розміром менше 5 мкм до 86 % від їх, загального вмісту, при загальному видаленні пилу до 96 %.

Фільтри

Фільтри відносяться до високоефективних апаратів сухого очищення газів. В основі роботи всіх типів фільтрів лежить фільтрація запиленого повітря крізь пористу перегородку, яка затримує частинки пилу, що містяться в повітрі, а газ без перешкод рухається через неї. Пористі перегородки можуть являти собою тканини, папір, волокнисті матеріали, металеві сітки, зернисті шари.

Фільтри, здібні затримувати частинки будь-яких розмірів. Однак їх доцільно використовувати для вловлювання частинок пилу розміром менше 5 мкм. Ступінь очищення газу в фільтрах залежить від пористості фільтруючого матеріалу, товщини фільтруючого шару, об'єму фільтрувального матеріалу в одиниці об'єму фільтру а сумарного коефіцієнту захоплення частинок пилу фільтруючим волокном, величина якого, у свою чергу, залежить від механізму процесу фільтрування.

Швидкість фільтрування визначається перепадом тиску на пористій перегородці. По мірі накопичення на перегородці частинок пилу швидкість проходження газу поступово знижується. Тому перегородку необхідно періодично регенерувати шляхом звільнення від уловленого пилу.

Тканинні фільтри призначені для очищення від твердих частинок газів, що надходять від плавильних печей підприємств чорної та кольорової металургії, опалу в скляній та керамічній промисловості, а також котелень підприємств теплоенергетики. В якості фільтруючого матеріалу застосовують бельтинг, лавсан, капрон та ін.

Найбільш поширеним типом тканинного фільтру є рукавний фільтр.

Запилений газ, який надходить у нижню частину корпусу фільтра, підводиться всередину рукавів. Після проходження через фільтрувальну тканину очищене повітря залишає апарат.

Частинки пилу осідають на фільтруючу поверхню рукавів, внаслідок чого поступово збільшується опір фільтра. Коли він сягає деякого граничного значення, фільтр переводиться в режим регенерації. Найчастіше регенерація здійснюється оберненою продувкою. Для підвищення ефективності регенерації рукавів їх можуть трусити за допомогою спеціальних механізмів.

Швидкість проходження очищеного газу через фільтрувальну тканину складає 0,5... 1,0 м/с. Ступінь очищення газу від дрібнодиспресного пилу може сягати 99,9%.

Внаслідок глибокого проникнення частинок пилу у фільтруючий матеріал, регенерація волокнистих фільтрів ускладнена. Тому по закінченню строку служби фільтруючий матеріал замінюється новим.

У волокнистих фільтрах використовують як природні, так і спеціально виготовлені матеріали з відходів ткального виробництва, шлаковати, скловати та інші волокна товщиною 0,01... 100 мкм. Ступінь очищення при вловлюванні дрібнодисперсного пилу може сягати 99 %. Пропонована швидкість фільтрації 0,01... 0,1 м/с.

Зернисті фільтри застосовують при очищенні газів від крупнодисперсних домішок із високими температурами (до 500...800°С) в умовах агресивного середовища при різких перепадах тиску. Крім того, їх використовують у випадках неможливості застосування інших апаратів при очищенні газів від абразивного пилу, що злипається. Конструктивно вони являють собою ємність, яка заповнюється насипним фільтруючим матеріалом: піском, щебнем, шлаком, крихтами руди, вугіллям, графітом, пластмасами та ін.

В залежності від виду пилу, що вловлюється і зерен фільтруючого матеріалу ступінь очищення може сягати 95...99 % при швидкості фільтрації 1,5...3,5 м/с.

Дротяні сітки виготовляються з високолігірованої сталі, міді, латуні, бронзи, нікелю та ін. Вони працюють у діапазоні температур від 200 до 1000 °С в агресивних і неагресивних середовищах. Ступінь очищення визначається розміром чарунки сітки. Сучасні сітчасті фільтри затримують частинки пилу розміром до 15 мкм. Сітчасті фільтруючі елементи можуть виготовлятись багатошаровими, що збільшує опір проходу повітря. Недоліком цих фільтрів є деформація сіток при перепадах тиску, що погіршує ефективність очищення.

Електрофільтри, в основному, застосовують для очищення промислових газів, які мають у своєму складі частинки із здібністю злипання їх при контакті з водою. Це викиди цементних, вапнових, гіпсових та деяких інших виробництв.

До переваг електрофільтрів, порівняно з іншими пиловловлювачами, слід віднести: високу ступінь очищення (до 90 %), можливість вловлювання частинок пилу широкого діапазону розмірів, стабільна робота при високій запиленості й температурі газів, висока продуктивність і можливість повної автоматизації процесу очищення.

Недоліками електрофільтрів є: висока чутливість до параметрів газу, що очищується (температура, вологість, електричний опір), вибухонебезпечність при очищенні деяких газових сумішей, відносно висока вартість пристроїв і підвищені вимоги до техніки безпеки.

Процес електроочищення газів від пилу грунтується на ударній іонізації газу в зоні коронуючого розряду, передачі заряду іонів повітря частинкам домішок і осадження останніх на коронуючих і осаджувальних електродах.

Забруднені гази завжди іонізовані за рахунок радіоактивних, рентгенівських, космічних променів і теплового нагрівання. Тому вони здібні проводити струм, знаходячись у просторі між електродами. Сила струму залежить від числа іонів і напруги між електродами. При збільшенні напруги все більша й більша кількість іонів починає рухатись. Іони стикаючись з молекулами газу перетворюють їх у позитивні протони або у від'ємні електрони, що обумовлює їх рух до відповідних по заряду електродів.

На вході в електрофільтр розташований розподільчий пристрій, який забезпечує рівномірну подачу газу до електродів. В нижній частині корпуса встановлені два бункера для збору пилу й система пилотранспортування.

Під впливом електростатичного поля в просторі між осаджувальними і коронуючими електродами здійснюється іонізація пиловидних частинок і молекул газу. Після цього заряджені частинки осаджаються на поверхні електродів із протилежним зарядом. Осаджені частинки видаляються з електродів протрушуванням або промивкою водою. Уловлений пил (шлам) потрапляє в бункер електрофільтра і далі в систему видалення. В залежності від конструкції електрофільтру швидкість руху газів коливається в межах 0,8... 1,7 м/с.

Мокрі пиловловлювачі

Мокре очищення пилогазових викидів є одним із найбільш ефективних і широко розповсюджених методів. При цьому процесі досягають високого ступеня вловлювання твердих, рідких і газоподібних домішок.

Основою процесу мокрого очищення є осаджування частинок пилу на поверхні або в шарі рідини. В якості рідини найчастіше використовують воду. В залежності від особливостей складу викидів, що очищаються, воду можуть підлужувати, або підкислювати.

Апарати мокрого газоочищення відрізняються простотою конструкції та експлуатації, відносно невисокою вартістю. Вони можуть очищати викиди будь-якої вологості, а також пожежо- та вибухонебезпечні суміші.

До недоліків мокрого способу очищення слід віднести: утворення стічних вод і шламу, які вимагають подальше очищення та обробку; корозію обладнання при дії вологих агресивних домішок у газах або в рідині; відносно високі витрати електроенергії.

Конструктивно мокрі пиловловлювачі можна поділити на: скрубери різних типів, барботажно-пінні апарати, апарати ударно-інерційного типу та ін.

Скрубери

Форсунковий скрубер призначений для вловлювання частинок розміром більше 10... 15 мкм, а також для охолодження й зволоження викидів, що очищаються.

Форсунковий скрубер являє собою циліндр, до якого підведені патрубки для подачі забрудненого і відведення очищеного повітря.

Забруднене повітря подається в нижню частину корпуса скрубера. Рухаючись вверх, потік газу зустрічається з краплями води, які утворюються форсунками, що встановлені в два яруси у верхній частині корпуса. Краплі розміром 0,6... 1,0 мм якби промивають газ, що рухається протитоками знизу вверх із швидкістю 0,7... 1,5 м/с. При великих швидкостях трапляється виніс вологи й відкладання пилу на внутрішній поверхні вихідного патрубка. Питомі витрати води в скрубері становить 1...6 л/м.

Відцентровий скрубер працює за принципом дії циклона. Аналогічною є і його конструкція Під дією відцентрових сил, що виникають при входженні газового потоку в середину циліндричного корпуса по дотичній і обертанні його по колу, частинки пилу відкидаються до стінок скрубера. Вода, що подається в перфоровану трубку, розташовану в середині корпуса по його периметру, змиває частинки в гідрозатвор, а далі в каналізаційну трубу.

У скрубері Вентурі розпилення рідини виконується за рахунок турбулентного руху газу, що очищається, через конфузор труби Вентурі.

Потік газу потрапляє у звужену ділянку труби, де його швидкість зростає з 15...20 м/с до 30...200 м/с, що збільшує турбулентність потоку і, як наслідок, ступінь осадження пилу.

Ефективність очищення в значній мірі залежить від рівномірності розподілу рідини по поперечному перерізу конфузорної частини сопла. В дифузорній частині сопла потік гальмується до першопочаткової швидкості і подається в краплевловлювач. Під дією інерційних і гравітаційних сил в краплевловлювач і йде відокремлення газу від крапель рідини: газ виводиться через патрубок у верхній частині корпусу, а рідина - в нижній частині через гідрозатвор.

Скрубери Вентурі забезпечують видалення частинок пилу розміром понад 1...2 мкм при початковій концентрації домішок до 100 г/м3. Питомі витрати води на зрошення при цьому становлять 0,1... 6,0 л/м ударно-інерційних апарати

Робота ударно-інерційних апаратів заснована на різкому повороті (кут 180°) газового потоку, який має велику швидкість, при підході до водної поверхні.

Зважені в газі частинки домішок, вдаряючись в поверхню води, вловлюються нею. Очищений газ за допомогою вентилятора викидається назовні крізь верхній патрубок, а забруднена вода потрапляє в каналізацію та йде на подальше очищення.

Діаметр частинок, що вловлюються не менше 10 мкм. При цьому ефективність очищення складає 98...99 %.

Барботажно-пінні апарати.

Барботажно-пінні апарати призначені для очищення невеликих об'ємів газу від частинок пилу розміром не менше 5 мкм. Процес барботажу являє собою проходження забрудненого газу через шар рідини.

Барботажно-пінний апарат являє собою металевий корпус, в середній частині якого встановлена провальна або переливна решітка.

В цих апаратах газ на очищення потрапляє в нижню частину корпусу під решітку, а вода — зверху на решітку. Газ, проходячи крізь отвори в решітці і барботуючи через шари рідини й піни, очищується від пилу за рахунок бульбашок, які при швидкості руху газу в корпусі до 2 - 2,5 м/с утворюють на поверхні піну. При наявності піни в апараті процес очищення стає більш ефективним.

Діаметр корпусу барботажних апаратів дорівнює 2...2,5 м, а отворів у решітці - 4...8 мм. Швидкість руху газів при проходженні отворів решітки - 6... 10 м/с. Сучасні барботажно-пінні апарати забезпечують видалення дрібнодисперсного пилу на 95...96 % при питомих витратах води 0,4...0,5 л/м3. Недоліком даних апаратів є: дуже висока чуттєвість до рівномірності подачі газу (при занижених або завищених подачах ліквідується шар піни над водою); решітки апаратів у несприятливих умовах швидко засмічуються.

Очищення викидів від газо-, паро- та туманоподібних забруднювачів

Процеси очищення і знешкодження шкідливих газоподібних домішок у складі повітряних викидів різних виробництв та комунальних підприємств є дуже складними, що обумовлено різноманітним хімічним складом та високою температурою даного потоку. Крім того, більшість вловлених домішок мають господарську цінність і підлягають утилізації.

Газоочисні установки, що випускаються сучасною промисловістю, можуть здійснювати процес очищення з послідуючою утилізацією видалених речовин. Апарати з видаленням цінних речовин у концентрованому вигляді і подальшому використанню в народному господарстві є найбільш перспективними.

Методи очищення промислових і комунальних викидів від газоподібних забруднень поділяють на п'ять основних груп: промивка викидів розчинниками домішок (абсорбція); промивка викидів розчинниками реагентів, які хімічно зв'язують домішки (хемосорбція); "поглинання газоподібних домішок твердими активованими речовинами (адсорбція); термічна нейтралізація газів і поглинання домішок шляхом застосування каталітичного перетворення (29).

Метод абсорбції

Очищення газових викидів методом абсорбції полягає у поглинанні одного або декількох газових компонентів рідкими поглиначами (абсорбентами) з утворенням розчину. Важливою умовою даного методу є правильний підбір розчинника. Для видалення таких газів як аміак, хлористий або фтористий водень доцільно використовувати воду, так як їх розчинність у воді дуже висока (декілька сотень грамів на кілограм води). Розчинність інших газів у воді, наприклад, сірчаного ангідриду або хлору, в сотні разів менша. Тому замість води можуть бути застосовані водні розчини сірчаної кислоти (для вловлювання водяної пари), в'язких мастил (для вловлювання ароматичних вуглеводнів) та ін.

Контакт газового потоку з рідким розчинником здійснюється різними способами: пропуск газу через насадочну колонку, розпилюванням або барботажуванням газу через шар рідини. В залежності від реалізованого способу контакту газ - рідина розрізняють такі пристрої: насадочні башти, форсункові та відцентрові скрубери, скрубери Вентурі, барботажно-пінні апарати, тарілчасті та інші скрубери.

Забруднений газ подається в нижню частину башти. При проходженні декількох шарів насадок, які постійно зрошуються розчинником, газ очищується й виходить через верхню частину башти. Рідина, навпаки, розбризкується у верхній частині і стікає через шари насадок у піддон башти. Очищений газ найчастіше викидають прямо в атмосферу, а забруднений розчинник прямує на регенерацію (31).

В якості насадок використовують фігури різної геометричної форми, які мають такі назви: сідло Берля, кільце Рашига або Палля. розетка Теллера та ін. Матеріали для виготовлення насадок (кераміка, фарфор, пластмаси, метал) підбирають, ґрунтуючись на їх корозійній стійкості по відношенню до газу та розчинника.

Метод хемосорбції

Даний метод грунтується на поглинанні газів та парів твердими або рідкими поглиначами з утворенням малолетючих або малорозчинних хімічних сполук. Поглинаюча здатність хемосорбенту майже не залежить від тиску і найчастіше застосовується при невеликих концентраціях домішок у газах, що викидаються. Більшість реакцій, що протікають у процесі хемосорбції, є екзотермічними та зворотними. Тому при підвищенні температури розчину, хімічні сполуки, що утворились при більш низьких температурах, розкладаються з видаленням вихідних елементів. На цьому принципі заснований механізм десорбції хемосорбенту.

Апарати для хемосорбції багато в чому схожі з абсорбційними апаратами. В даному випадку також застосовують насадкові башти, пінні та барбатажні апарати, скрубери різних типів. На рис. 2.19 зображено скрубер із рухомою насадкою.

Газ подасться в скрубер під опірну решітку, де він розділяється на два потоки: центральний та периферійний (біля стінок корпусу). В зв'язку з тим, що зрізаний конус розширюється по мірі віддалення від опорної решітки простір між ним та стінкою зменшується, а швидкість потоку газу стрімко зростає, що обумовлює зважений стан насадок в даній зоні, а також переміщення їх у центральну зону. Це забезпечує високу ефективність обробки газу рідиною. В якості насадочних тіл використовують порожні, перфоровані й суцільні кульки, а також кільця, напівкільця, кубики та перфоровані диски.

Методи абсорбції й хемосорбції, які застосовують для очищення промислових викидів, називають мокрими. Ефективність мокрого очищення сягає 85...92 %. Але мокрі методи мають той недолік, що в процесі очищення дуже знижується температура газів, а це значно зменшує зону розсіювання їх в атмосфері. Крім того, внаслідок накопичення великої кількості продуктів очищення виникають проблеми їх транспортування та утилізації шламу.

Метод адсорбції

Процес адсорбційного очищення газів аналогічний описаному в параграфах 1.6.1 та 1.6.2 розділу 1 при видаленні забруднюючих домішок із рідини. В якості адсорбентів або поглиначів у даному випадку застосовують тверді речовини, які мають велику площу поверхні всіх частинок в одиниці маси. В такому сорбенті як активоване вугілля питома поверхня часток сягає 105... 10'' м /кг.

Конструктивно адсорбери виконують у вигляді вертикальних, горизонтальних або кільцевих посудин. Вибір конструкції адсорберів визначається швидкістю газової суміші, розміром частинок адсорбенту, заданим ступенем очищення та рядом інших факторів. Вертикальні адсорбери як правило, застосовують при невеликих об'ємах очищення газу, горизонтальні і кільцеві - при великих об'ємах.

Фільтрація газу йде через нерухомі (адсорбери періодичної дії) або через шар адсорбенту, що рухається. Найбільш розповсюдженими є адсорбенти періодичної дії, в яких період контактування газу, що очищається з твердим сорбентом чергується з періодом регенерації останнього.

Пристрої періодичної дії відрізняються простотою конструкції, але мають низькі швидкості газового потоку і, як наслідок, підвищену металоємність та громіздкість, а також великі енерговитрати на подолання гідравлічного опору шару сорбенту.

В пристроях, де адсорбент рухається під дією сили тяжіння або у висхідному потоці повітря, що очищається, забезпечується безперервність процесу роботи, що дозволяє більш у повному обсязі використовувати адсорбційну здатність сорбенту, спрощувати умови експлуатації обладнання. Недоліком цього методу є значні витрати адсорбенту під час тертя частинок одна об одну, а також об стінки апарата.

Адсорбцію широко використовують для видалення парів розчинника із відпрацьованого повітря при фарбуванні автомобілів, виробництві смол, скловолокна і склотканин; затримання парів ефіру, ацетону при виробництві нітроцелюлози та бездимного пороху; очищення вихлопних газів автомобілів; видалення радіоактивних газів при експлуатації ядерних реакторів.

Основним агрегатом установки є адсорбер, який заповнений активованим вугіллям. Гарячий толочний газ, проходячи теплообмінник, підігріває повітря, яке надходить у топку і рухається далі в нижню частину адсорбера, де при температурі 150...200 °С здійснюється вловлювання 802. Очищений димовий газ викидається в атмосферу через димову трубу. Адсорбент після насичення переводиться в десорбер, де за допомогою підігрівача підтримується температура 300...600°С. Насичений оксидом сірки газ виводиться з десорбера і може бути використаний у будь-яких господарських цілях. Регенерований адсорбент потрапляє в бункер, звідкіля екскалатором або транспортером перемішується у верхню частину адсорбера.

Термічна нейтралізація

Розрізняють три схеми термічної нейтралізації газових викидів: пряме спалення, термічне окиснення і каталітичне спалення. Пряме спалення і термічне окиснення здійснюють при температурах 600...800°С; каталітичне спалення - при 250...450°С. Вибір схеми

нейтралізації визначається хімічним складом забруднюючих речовин, їх концентрацією, початковою температурою, об'ємом газових викидів та гранично допустимими нормами викидів забруднюючих речовин.

Пряме спалення застосовують тоді, коли гази, що викидаються, забезпечують не менше 50 % енергії спалення. Недоліком цього процесу є те, що при спаленні газу утворюється температура до 1300°С, що при надлишку повітря і тривалому перегріванні газу в топці веде до утворення оксиду азоту, який в свою чергу, є забруднюючою речовиною. Тому час перебування обмежений 0,2...0,7 с.

Прикладом пристрою такого типу є установка, що розроблена інститутом газу АН України.

Система вогневого знешкодження забезпечує ефективність очищення 0,9...0,99. Час перебування забруднених газів у камері спалення не менше 0,5 с при температурі 500...750°С.

Термічне окиснення застосовують тоді, коли газові викиди мають високу температуру, але в них дуже мало горючих домішок (менше 50 %).-Спалення здійснюється за допомогою кисню, який знаходиться в потоці забрудненого газу. У випадку нестачі кисню його додатково подають за допомогою повїгредувок, ежекторів або вентиляторів. Окиснення здійснюється при температурі, яка не перевищує 800°С, протягом 0,3...0,8 с, що виключає утворення оксиду азоту. Якщо газові викиди мають високу температуру, то процес доспалення в камері йде з додаванням холодного повітря. Так, наприклад, виконують доспалення оксиду вуглецю в газах, що видаляються системою вентиляції з електродугових плавильних печей. При низьких температурах газових викидів їх спочатку підігрівають у теплообмінниках. Важливим фактором для повного окиснення є турбулентність надходження в камеру забруднених газів, що забезпечується як високою швидкістю газів, так і конструктивними особливостями камери.

Розрахунок процесів прямого спалення і окиснення забруднених газів зводиться до визначення діаметру камери спалення, а також діаметру сопла пальника. Вихідними даними є час перебування газів в камері спалення, сумарні витрати забрудненого і природного газів, швидкість руху газів крізь сопло й камеру (29).

В каталітичному методі для знищення токсичних компонентів в газових викидах застосовують ввід у потік деяких речовин -каталізаторів. Каталізатори утворюють із певними домішками, що знаходяться в газі, абсолютно не шкідливі для навколишнього природного середовища з'єднання. Процес реакції окиснення здійснюється миттєво, що дозволяє значно зменшити розміри реакторів порівняно з тими, що застосовують у методах спалення.

Каталітична реакція може здійснюватись лише при досягненні речовинами, що окислюються певних температур.

Згідно закону “Про охорону атмосферного повітря” кожне підприємство, заклад або організація діяльність, якої пов’язана із викидами в атмосферу забруднюючих речовин повинна бути оснащена відповідними спорудами, обладнанням та устаткуванням (апаратурою) для очистки цих викидів і засобами контролю за кількістю та складом викинутих в атмосферу забруднювачів.

На сьогоднішньому рівні розвитку технології застосування організаційно-технічних методів є основним способом боротьби з забрудненням навколишнього природного середовища. При цьому перевага віддається розробленню і удосконаленню пристроїв і апаратів очищення викидів в біосферу(31).