Методы очистки газов от газообразных загрязнений.

1)Газы выбрасываемые в атмосферу разнообразны по химическому составу.

2)Имеют высокую температуру и содержат большое количество пыли.

3)Концентрация газообразных примесей чаще в вентиляционных, реже в промышленных переменна и низка.

Методы очистки промышленных выбросов от газообразных примесей делят на 5 групп:

1) промывка выбросов растворителями примесей (абсорбция)

2) промывка выбросов растворами реагентов связывающих примеси химически (хемосорбция)

3) поглощение газообразных примесей ТВ активными веществами (адсорбция)

4) термическая нейтрализация газов

5)поглощение примесей путем применения каталитического поглощения.

Метод абсорбции.

-часто называют скрубберным процессом. Очистка заключается в разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких компонентов (абсорбантов) абсорбентом (жидким поглотителем) с образованием раствора. Этот метод широко используется для очистки от СО,СО₂,SO₂,H₂S, оксидов азота, аммиака, галогенов. Решающее условие растворения абсорбантов в абсорбенте. Для удаления таких газов как NH₃,HCl и тд целесообразно применять воду, т.к. их растворимость в воде составляет сотни грамм на кг воды. При поглощении такого газа как сернистый ангидрид расход воды будет значителен, тк их растворимость в воде сотые граммы на кг воды. Иногда вместо воды применяют растворы сернистой кислоты – для улавливания паров воды. Для улавливания паров ароматических углеводородов используют вязкие масла. Все аппараты этого метода называют скрубберы. Организация контакта газа с жидким растворителем осуществляется пропусканием газа через осадочную колонну, либо распылением жидкости, либо бормотажем газа через слой абсорбирующей жидкости.

Метод хемосорбции

- основан на поглощении газа или пара твердым или жидким поглотителем с образованием малолетучих и малорастворимых соединений. Примером хемосорбции может служить очистка газа от углеводорода с использованием мышьякового щелочного ряда: Na₄As₂S₅+O₂+H₂S=Na₄As₂S₆O+H₂O. Регенерацию раствора проводят путем окисления кислородом: Na₄As₂S₆O+H₂O₂=Na₄As₂S₅O₂+S↓. Хемосорбция один из распространенных методом очистки газов от оксидов азота путем их абсорбции бикарбонатами щелочных металлов. Основными аппаратами являются: насадочные башни, пенные бормотажные скрубберы и распылительные аппараты Вентури.

Метод адсорбции

- основан на физических свойствах твердого поглотителя с ультра микроскопической структурой. Селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой смеси. В качестве адсорбентов используют активированный уголь, селикогель, цемент. Адсорбенты нельзя использовать для очистки очень влажных газов. некоторые адсорбенты иногда пропитывают соответствующими реактивами повышающими эффективность адсорбции, т.к. как на поверхности адсорбентов происходит хемосорбция.

Адсорбционная установка для удаления СО₂ из топочного газа

1 – адсорбер, заполненный активированным углем. Топочный газ проходит через камеру охлаждения 2 и подогревает воздух поступающий в топку. Затем он поступает в адсорбер 1 где происходит улавливание из топочного газа SO₂. Очищенный газ из верхней части адсорбера выбрасывается в атмосферу. Адсорбент после насыщения SO₂ пересыпается в десорбер 3, где при подогреве до 300⁰-600 ⁰С очищается от SO₂, те происходит регенерация активированного угля. Восстановленный адсорбент поступает в бункер 4, а затем по элеватору в адсорбер 1.

Адсорбцию широко используют для очистки SO₂, сероводорода активированным углем, для очистки паров растворителей из воздуха при окраске автомобилей, паров эфира, ацетона и других растворителей в производстве гидроцелюлозы, очистке выхлопов автомобилей.

Термическая нейтрализация

-основан на способности горючих токсичных компонентов окислятся до менее токсичных при наличии кислорода и высокой температуры. Область применения ограничивается образующимися при окислении продуктов реакции. Так при сжигании газов содержащих фосфор, серу образующиеся продукты во много раз по токсичности превышают исходный газовый состав. Исходя из этого, метод термической нейтрализации применим для выбросов, которые содержат токсичные органические вещества, но не содержащие серу, галогены, фосфор. Различают 2 метода термической нейтрализации:

1) прямое дожигание производится непосредственно в факеле, либо в топках. Это используется когда исходящие газы обеспечивают подвод значительной части энергии для процесса.

2) термическое окисление - применяют когда отходящие газы имеют высокую температуру, но мало кислорода, либо когда концентрация горючих примесей настолько низка, что они не обеспечивают подвод теплоты необходимой для поддержание пламени. Если у отходящих газов высока температура, то дожигание производят путем подмешивания свежего воздуха. Примером служит дожигание продуктов не полного сгорания автомобильного двигателя непосредственно при выходе из цилиндров в условии добавки избыточного воздуха.

Каталитический метод

-связан с химическим превращением газовых токсичных компонентов газовоздушной смеси на поверхности катализаторов, но очистке подвергаются газы не содержащие пыли и катализаторных ядов: железо, фосфор, сера, кремний и тд. На практике этот метод широко применяют для каталитического разложения оксидов азота. В качестве восстановителя используют метан, водород, оксид углерода и др газовостановители. 2NO₂+4H₂=N₂+4H₂O 2NO+2H₂=N₂+2H₂O. Катализаторами служат сплавы платины, палладия. Широко используют для очистки выхлопа автомобилей.

Гидросфера