Показатели предельно допустимых концентраций токсичных примесей в газовых выбросах

Показатели предельно допустимых концентраций токсичных примесей в газовых выбросах Реферат

Методы и оборудование для очистки и обезвреживания выбросов в атмосферу

Реферат – Методы и оборудование для очистки и обезвреживания выбросов в атмосферу
скачать

(858.5 kb.)

Доступные файлы (1):


Методы и оборудование для очистки и обезвреживания выбросов в атмосферу.

Содержание.

Введение.

1.Классификация процессов и аппаратов очистки газовых выбросов.

2. Методы очистки газов от загрязнителей.

3. Оборудование для очистки газов.

Заключение.
Введение.
Стремительный рост численности человечества и его научно – технической вооруженности в корне изменили ситуацию на Земле. Научно – ехническая революция поставила перед человечеством целый ряд новых, весьма сложных проблем, с которыми оно до этого или не сталкивалось вовсе, или они не были столь масштабными. Развитие науки и техники – важнейшее условие движения общества вперед, однако не стоит забывать и о последствиях. В отличие от животного, лишь приспосабливающегося к окружающей среде в процессе биологической эволюции, человек сознательно и активно изменяет ее для удовлетворения своих потребностей. Воздействие человека на природу обычно связано со стремлением достигнуть каких – либо заранее поставленных целей, однако они не всегда совпадают с возможностями биосферы. Воздействие человека на природу именно и отличается от воздействия на нее животного тем, что деятельность первого переходит ту грань, когда сохраняется биологическое равновесие.

Человек получил возможность влиять на ход естественных процессов. Добывая полезные ископаемые, он изымает вещества из почвы и грунта; загрязняя промышленными выбросами воздух, внедряет в его состав новые компоненты, забирая воду на орошение, осушая болота, меняет водный баланс; сжигая топливо, что влечет за собой выделение тепла и изменение альбедо, влияет на энергетический баланс планеты. Научно – техническая революция создала огромные возможности для покорения сил природы, а вместе с тем для ее загрязнения и разрушения. Промышленный прогресс сопровождается поступлением в биосферу огромного количества загрязнений, которые могут нарушить природное равновесие и угрожать здоровью людей. Еще в 40 – х годах академик В.И.Вернадский отметил, что производственная деятельность человека приобрела масштабы, сравнимые с геологическими преобразованиями.

На современном этапе для большинства промышленных предприятий очистка вентиляционных выбросов от вредных веществ является одним из

основных мероприятий по защите воздушного бассейна. Обезвреживание выбросов предполагает либо удаление вредных примесей из инертного газа-носителя, либо превращение их в безвредные вещества. Оба принципа могут быть реализованы через различные физические и химические процессы, для осуществления которых требуются определенные условия. Расчеты процессов и аппаратов газоочистки при их проектировании должны быть направлены на создание условий, обеспечивающих максимально полное обезвреживание выбросов.

В настоящее время используются различные методы улавливания и обезвреживания паро- и газообразных веществ из воздуха. На практике применяют следующие способы очистки газа: абсорбционный, адсорбци-онный, каталитический, термический и др.

1. Классификация процессов и аппаратов очистки газовых выбросов.

Очистка выбросов в атмосферу складывается из двух принципиально различных процессов:

– очистка от аэрозолей – извлечение содержащихся в выбросах взвешенных твердых и жидких примесей (пыли, дыма, капелек тумана или брызг);

физико-химическая очистка – извлечение или обезвреживание тех или иных газо- и парообразующих примесей.

Классификация методов и аппаратов для очистки и обезвреживания газовых выбросов от различных примесей приведены на рис.1. Она не охватывает всех существующих методов и тем более аппаратов для газоочистки.

Для обезвреживания аэрозолей (пылей и туманов) используют сухие, мокрые и электрические методы. Кроме того, аппараты отличаются друг от друга как по конструкции, так и по принципу осаждения взвешенных частиц. В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы. В мокрых пылеуловителях осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью. При этом осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости. В электрофильтрах отделение заряженных частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах.

Для обезвреживания отходящих газов от газообразных и парообразных токсичных веществ применяют следующие методы: абсорбции (физической ихемосорбции), адсорбции, каталитические, термические, конденсационные.

Абсорбционные методы очистки отходящих газов подразделяют по следующим признакам:

▪ по абсорбируемому компоненту;

▪ по типу применяемого абсорбента;

▪ по характеру процесса – с циркуляцией и без циркуляции газа;

▪ по использованию абсорбента – с регенерацией и возвращением его в цикл (циклические) и без регенерации (не циклические);

▪ по использованию улавливаемых компонентов – с рекуперацией и без рекуперации;

▪ по типу рекуперируемого продукта;

▪ по организации процесса – периодические и непрерывные;

▪ по конструктивным типам абсорбционной аппаратуры.

Для физической абсорбции на практике применяют воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемым газом, и водные растворы этих веществ. При хемосорбции в качестве абсорбента используют водные растворы солей и щелочей, органические вещества и водные суспензии различных веществ.

Адсорбционные методы очистки газов используют для удаления из них газообразных и парообразных примесей. Методы основаны на поглощении примесей пористыми телами – адсорбентами. Процессы очистки проводят в периодических или непрерывных адсорберах. Достоинством методов является высокая степень очистки, а недостатком – невозможность очистки запыленных газов.

Каталитические методы очистки основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности твердых катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов. Методы используются для очистки газов от оксидов азота, серы, углерода и от органических примесей.

В рекуперационной технике наряду с другими методами для улавливания паров летучих растворителей используют методы конденсации. В основе метода конденсации лежит явление уменьшения давления насыщенного пара растворителя при понижении температуры. Смесь паров растворителя с воздухом предварительно охлаждают в теплообменнике, а затем конденсируют. Достоинствами метода являются простота аппаратурного оформления и эксплуатации рекуперационной установки. Однако проведение процесса очистки паровоздушных смесей методом конденсации сильно осложнено, поскольку содержание паров летучих растворителей в этих смесях обычно превышает нижний предел их взрываемости.

Термические методы (методы прямого сжигания) применяют для обеззараживания газов от легкоокисляемых токсичных, а также дурнопахнущих примесей. Методы основаны на сжигании горючих примесей

в топках печей или факельных горелках. Преимуществом метода является простота аппаратуры, универсальность использования. Недостатки: дополнительный расход топлива при сжигании низкоконцентрированных газов, а также необходимость дополнительной абсорбционной или адсорбционной очистки газов после сжигания. (1)

Но это не единственная классификация методов. Несмотря на развитие техники и технологии очистки выбросов в атмосферу, на практике продолжают применяться многие устаревшие термины и определения. Это вызывает неразбериху на рынке газоочистного оборудования. Поэтому с точки зрения некоторых ученых и разработчиков методов и средств очистки, наиболее целесообразным было бы введение терминологии на основе наименования основного, доминирующего явления, приводящего к разделению загрязненных газовых выбросов.

Разделение компонентов основано на различиях в их свойствах и на разнице в эффективности воздействия на них тех или иных сил. Из гомогенной газовой смеси можно выделить загрязнители, основываясь на разнице главным образом химических свойств загрязнителей и газовой среды, а из гетерогенной – основываясь на разнице как химических, так и физических свойств.

С учетом этого для очистки газовых выбросов в качестве основных применяют гравитационные, инерционные (в том числе центробежные),механические, электрические, адгезионные, абсорбционные, адсорбционныеи термические (в том числе каталитические и конденсационные) методы разделения компонентов. В качестве дополнительных методов, повышающих эффективность основных, используют: повышение турбулизации газового потока; конденсацию на пылинках какой- либо жидкости; высокоинтенсивные звуковые колебания, приводящие к коагуляции (укрупнению) частиц загрязнителя; адгезионные явления (смачивание), способствующие выведению из зоны разделения частиц загрязнителя, выделенных из газового потока.(2) (таб..1)
Таб.1 Классификация методов и используемых названий аппаратов очистки газовых смесей.

Гравитацион-

ное

разделение

(осаждение)

Инерционное разделениеМеханическое разделение (фильтрация)Электрическое разделениеАдгезионное разделение
Центробеж-

ное разделе-

ние

Твердые загрязнители
Жидкие загрязнителя
Пылевые камерыВихревые пылеуловителиЦиклоныРукавные фильтрыЭлектрофильтрыПолые газопромывате-ли
ГазоходыИнерционные пылеуловители («пылевой мешок»)Центробежные газопромывателиМеханические фильтрыМокрые электрофильтрыПолые безнасадочные скрубберы
Ультразвуко-вые пылеуловителиИнерционные фильтры сепараторыЦентробежные скрубберы ВТИЗернистые фильтрыТарельчатые газопромывате-ли
Гравитацион-ный пылеуловительОтражательные брызгоуловителиРотационные пылеуловителиВолокнистые фильтрыГидродинамические пылеуловители
Осадительные камерыЖалюзийные пылеуловителиМокрые циклоныКассетные фильтрыСкрубберы с насадками
Скоростные турбулентные пылеуловителиМногоступенчатые циклоны «матрешка»Мешочные фильтрыБарботажно-вихревой пылеуловитель
Экранные инерционные пылеуловителиСкоростные пылеуловителиКарманные фильтрыБарботажные пылеуловители
Скрубберы ДойляЦентробежные кольцевые каплеуловителиСеточные туманоуловите-лиМасляные самоочищающиеся фильтры
Пылеуловители ударно-инерционного действияВентиляторные пылеуловителиМикрофильтрыЦентробежные кольцевые эмульгаторы
ТурбофильтрыПенные пылеуловители
АнтициклоныРотоклоны
Динамические пылеуловители
Скрубберы Вентури
Рефераты:  Конфигурация и условия видимости планет

Таб.1 Классификация методов и используемых названий аппаратов очистки газовых смесей. (Продолжение).

Абсорбционное разделениеАдсорбционное разделениеТермическое разделение
КатализКонденсация
Адсорбционный катализТермокатализ
Парообразные и газообразные загрязнители
Жидкие загрязнители
Скрубберы с насадкамиУгольные фильтрыУгольные фильтрыФильтры-нейтрализаторыКамеры сгоранияКулеры
Безнсадочные скоростные скурубберыАдсорберы вертикальныеАдсорберы с встроенными теплообменникамиКаталитические реакторы дожигаУстройства для термического дожигаОхладители типа вода-вода
Насадочные абсорберыАдсорберы горизонтальныеАдсорберыКаталитические окислительные нейтрализаторыТопочные камерыОхладители типа вода-воздух
Пенные аппаратыАдсорберы кольцевыеРеакторыКонтактные аппаратыКамерные топкиРаспылитель-ные охладители
Механические абсорберыИонитовые фильтрыРеакторыФакельные установкиКонденсато-ры
Турбулентные скоростные промывателиАдсорберы со взвешенным слоемПечиКонденсато-ры-холодильники
Барботажные аппаратыАппараты кипящего слояТермические нейтрализаторы
Прямоточные аппараты-сепараторыЯчеисто-башенные реакторы
Скрубберы ВентуриБашенные реакторы
Абсорберы ВентуриЯчеистые реакторы
Оросительные скрубберы
Полые скрубберы
Пустотелые абсорберы с форсунками
Абсорберы с крупно-дырчатыми тарелками

2. Методы очистки газов от загрязнителей.

Гравитационное разделение основано на осаждении твердых или жидких частиц под действием силы тяжести из потока загрязненного воздух вниз по направлению ко дну аппарата. При этом кроме силы тяжести на частицы действует сопротивление газовой среды. Для осаждения необходимо создать соответствующий режим движения загрязненного воздуха в аппарате с учетом размера частиц, их плотности и т.д. С уменьшением размера частиц скорость осаждения резко снижается и возрастает броуновское смещение. Высокодисперсные аэрозольные частицы (размерами менее 0,5 мкм) практически не осаждаются, а благодаря броуновскому движению перемещаются в любом направлении.

Инерционное разделение основано на том, что при криволинейном движении газового потока на твердые или жидкие частицы загрязнителя и на мрлекулы газа действует сила инерции. Ее нормальная, или центробежная, составляющая заставляет частицы двигаться вдоль главной нормали траектории от центра кривизны. Чем большей массой обладает частица, тем большее она будет испытывать воздействие, заставляющее ее стремиться сохранить первоначальное направление движения и осесть на стенках, перегородках, сетках и других элементах аппарата.

Центробежное разделение является частным случаем инерционного разделения, реализуемого при круговом движении газового потока. Под действием возникающих центробежных сил частицы загрязнителя отбрасываются на периферию аппарата и там осаждаются.

Механическое разделение (фильтрация). При прохождении загрязненного газа сквозь пористую среду взвешенные твердые или жидкие частицы задерживаются в узких извилистых каналах и порах фильтровального материала, пропускающего газ. Выбор пористой перегородки обусловлен рядом факторов, из которых основными являются: химические свойства фильтруемого газа, его температура, гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки и размеры взвешенных в газе частиц.

Электрическое разделение (осаждение в электрическом поле) взвешенных частиц и газов заключается в ионизации газа под действием коронного разряда в поле высокого напряжения (до 80 кВ), заряжении образующимися ионами частиц загрязнителя, движении заряженных частиц в электрическом поле к осадительному электроду и осаждении их на нем.

Адгезионное разделение основано на прилипании жидких или твердых частиц загрязнителя к жидкой или твердой поверхности при их контакте за счет сил межмолекулярного притяжения. Следствием адгезии жидкости к определенной поверхности является смачивание. Адгезия наиболее применима при очистке газовых выбросов от пыли (адгезия между твердыми частицами и жидкостью, главным образом, водой) и от спреев (адгезия между частицами жидкости и твердой поверхностью элементов аппарата).Контакт частиц с поверхностью осуществляется как посредством их инерционного осаждения (для частиц более 0,2мкм), так и под действием броуновского движения (для частиц менее 0,1 мкм).

Адсорбционное разделение применяется при очистки гомогенных газовых смесей и происходит за счет преимущественного концентрирования молекул газа на поверхности твердого (или жидкого) тела (адсорбента). Явление адсорбции связано с тем, что силы межмолекулярного взаимодействия на границе раздела фаз не скомпенсированы и, следовательно, пограничный слой обладает избытком энергии – свободной поверхностной энергией, которая уменьшается в результате притяжения поверхностью раздела фаз находящихся вблизи нее молекул адсорбата, т.е. процессы адсорбции энергетически выгодны. В чистом виде адсорбция применяется для разделения газовых смесей на твердом адсорбенте. На жидкой поверхности адсорбция газов является составной частью процесса абсорбционного разделения газовых смесей.

Абсорбционное разделение применяется для очистки гомогенных газовых смесей и происходит за счет поглощения вещества из газовой смеси жидкостями или (реже) твердыми телами (абсорбентами). При абсорбции поглощение происходит во всем объеме абсорбента (при адсорбции – поглощение поверхностью). Абсорбция определяется процессами адсорбции, растворимостью абсорбируемого вещества в абсорбенте и диффузией в нем. Скорость абсорбции тем больше, чем выше парциальное давление поглощаемого вещества в газовой смеси и чем ниже температура абсорбента. Если при абсорбции происходит химическое взаимодействие поглощаемого вещества с абсорбентом, то процесс относят к хемосорбции.

Термические методы обезвреживания газовых выбросов применимы при высокой концентрации горючих органических загрязнителей или оксида углерода. Простейший метод – прямое (факельное) сжигание – возможен, когда концентрация горючих загрязнителей близка к нижнему пределу воспламенения. В этом случае примеси служат топливом, температура процесса – 750 – 900єС. Когда концентрация горючих примесей меньше нижнего предела воспламенения, то необходимое количество теплоты подводят извне добавкой горючего газа и его сжиганием в очищаемом газе. Горючие газы проходят систему утилизации теплоты и выбрасываются в атмосферу.

Конденсационное разделение применяется для очистки гомогенных газовых смесей и происходит за счет перехода загрязнителя из газообразного состояния в жидкое или твердое вследствие его охлаждения (реже – сжатия). Конденсация пара возможна только при температурах ниже критической для данного вещества и обычно осуществляется на охлаждаемых поверхностях. В присутствии неконденсирующихся газов конденсация начинается при достижении паром у поверхности охлаждения парциального давления и температуры, соответствующих состоянию насыщения (точке росы). Известны два режима поверхностной конденсации: пленочный (реализуется на смачиваемой поверхности) и капельный (наблюдается на несмачиваемой поверхности). Конденсация может происходить также внутри объема парогазовой смеси. Для начала объемной конденсации пар должен быть заметно перенасыщен. Конденсация зависит от содержания в газе мельчайших пылинок (аэрозолей), которые являются готовыми центрами конденсации. Центрами конденсации могут служить также электрически заряженные частицы, в частности ионизированные атомы.

Каталитические методы очистки газов основаны на реакциях в присутствии твердых катализаторов. В результате каталитических реакций примеси, находящиеся в газе, превращаются в другие соединения, т.е. примеси не извлекаются из газа, а трансформируются в безвредные соединения (присутствие которых допустимо в выхлопном газе) либо в соединения, легко удаляемые из газового потока. Для многих химических реакций активированный уголь и цеолиты – активные катализаторы. В этом случае очистку газов на адсорбентах – катализаторах называют адсорбционно – каталитической.(2)

Для полноценной очистки газовых выбросов целесообразны комбинированные методы. Гравитационное, инерционное и механическое разделение гетерогенных газовых смесей дополняют вспомогательными процессами, приводящими к укрупнению, коагуляции частиц в результате большой турбулизации газового потока, конденсации на пылинках какой – либо жидкости или под действием высокоинтенсивных звуковых колебаний. Для повышения эффективности инерционного и механического разделения гетерогенных газовых смесей дополнительно используют адгезионные процессы (так называемые «мокрые» циклоны, «мокрые» фильтры ит.п.), способствующие выведению из зоны разделения частиц загрязнителя, уже выделенных из газового потока. Эффективность адгезионного, абсорбционного и адсорбционного разделения возрастает с применением различных вспомогательных мероприятий, способствующих возникновению контакта между фазами и приводящих к повышению его площади (введение насадок, пенообразование, барботаж, диспергирование жидкости скоростным газовым потоком и т.п.).

На основании изложенного предлагается классификация методов и наиболее распространенных названий аппаратов для очистки газовых смесей, представленная на рисунке 1. За редким исключением названия аппаратов для очистки выбросов не позволяют не только определить заложенный в основу их действия главенствующий метод разделения газовых смесей, но и понять конструктивные особенности аппаратов.

3. Оборудование для очистки газов.

Рефераты:  Общая культура как условие профессионализма педагога, Общая и педагогическая культура личности - Педагогический такт учителя

К сухим механическим пылеуловителям относят аппараты, в которых использованы различные механизмы осаждения: гравитационный (пылеосадительные камеры), инерционный (камера осаждения пыли в которых происходит в результате изменения направления движения газового потока или установки на его пути препятствия) и центробежный (одиночные, групповые и батарейные циклоны, вихревые и динамические пылеуловители). Перечисленные аппараты отличаются простотой изготовления и эксплуатации, их достаточно широко используют в промышленности. Однако эффективность улавливания в них пыли не всегда оказывается достаточной, в связи с чем они часто выполняют роль аппаратов предварительной очистки газов.

Инерционные пылеуловители. При резком изменении направления движения газового потока частицы пыли под воздействием инерционной силы будут стремиться двигаться в прежнем направлении и после поворота потока газов впадают в бункер. На этом принципе работает ряд инерционных пылеуловителей. Эффективность этих аппаратов небольшая. Пример инерционных пылеуловителей на рис.1.

Жалюзийные аппараты. Эти аппараты имеют жалюзийную решетку, состоящую из рядов пластин или колец. Очищаемый газ, проходя через
Показатели предельно допустимых концентраций токсичных примесей в газовых выбросах

Рис.1 Инерционные пылеуловители:

а – с перегородкой; б – с плавным поворотом газового потока; в – с расширяющимся конусом; г – с боковым подводом газа.

решетку, делает резкие повороты. Пылевые частицы вследствие инерции стремятся сохранить первоначальное направление, что приводит к отделению крупных частиц из газового потока, тому же способствуют их удары о наклонные плоскости решетки, от которых они отражаются и отскакивают в сторону от щелей между лопастями жалюзи.(рис.2) В результате газы делятся на два потока.

Циклонные аппараты наиболее распространены в промышленности. Основные конструкции циклонов показаны на рис.3
Показатели предельно допустимых концентраций токсичных примесей в газовых выбросах

Рис.2 Жалюзийный пылеуловитель (1 – корпус; 2 – решетка)
По способу подвода газов в аапарат их подразделяют на циклоны со спиральным, тангенциальным и винтообразным, а также осевым подводом. Газ вращается внутри циклона, двигаясь сверху вниз, а затем движется вверх. Частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке. Обычно в циклонах центробежное ускорение в несколько сот, а то и тысячу раз больше ускорения силы тяжести, поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом. А под влиянием центробежной силы движутся к стенке.

Показатели предельно допустимых концентраций токсичных примесей в газовых выбросах

Рис.3 Основные виды циклонов (по подводу газов):

а – спиральный; б – тангенциальный; в – винтообразный; г,д – осевые.

При больших расходах очищаемых газов применяют групповую компоновку аппаратов. Это позволяет не увеличивать диаметр циклона, что положительно сказывается на эффективности очистки. К достоинствам циклонов можно отнести следующее: 1) надежность работы при температурах газов вплоть до 500єС (для работы при более высоких температурах циклоны изготавливают из специальных материалов); 2) возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов специальными покрытиями;3) улавливание пыли в сухом виде и т.д.

В основе работы пористых фильтров всех видов лежит процесс фильтрации газа через пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее. Фильтрующие перегородки весьма разнообразны по своей структуре, но в основном они состоят из волокнистых или зернистых элементов и условно подразделяются на следующие типы: гибкие пористые перегородки – тканевые материалы из природных, синтетических или минеральных волокон; нетканые волокнистые материалы, ячеистые листы (губчатая резина, пенополиуретан, мембранные фильтры); полужесткие пористые перегородки – слои волокон, стружка, вязаные сетки, расположенные на опорных устройствах или зажатые между ними; жесткие пористые перегородки – зернистые материалы (пористая керамика или пластмасса, спеченные или спрессованные порошки металлов, пористые стекла, углеграфитовые материалы и др.); волокнистые материалы (сформированные слои из стеклянных и металлических волокон); металлические сетки и перфорированные листы.

В электрофильтрах очистка газов от пыли происходит под действием электрических сил. В процессе ионозации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в них частиц (коронирующий электрод). Ионы абсорбируются на поверхности пылинок, а затем под действием электрического поля они перемещаются и осаждаются к осадительным электродам. Зарядка частиц в поле коронного разряда происходит по двум механизмам: воздействием электрического поля (частицы бомбардируются ионами, движущимися в направлении силовых линий поля) и диффузией ионов. Первый механизм преобладает при размерах частиц более 0,5 мкм, второй – менее 0,2 мкм. Для частиц диаметром 0,2 – 0,5 мкм эффективны оба механизма.

Мокрые пылеуловители имеют ряд достоинств и недостатков в сравнении с аппаратами других типов. Достоинства:

▪ более высокая эффективность улавливания взвешенных частиц;

▪ возможность использования для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм;

▪ возможность очистки газа при высокой температуре и повышенной влажности, а также при опасности возгораний и взрывов очищенных газов и уловленной пыли;

▪ возможность наряду с пылями одновременно улавливать парообразные и газообразные компоненты.

Недостатки: ▪ выделение уловленной пыли в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод;

▪ возможность уноса капель жидкости и осаждения их с пылью в газоходах и дымососах;

▪ В случае очистки агрессивных газов необходимость защищать аппаратуру и коммуникации антикоррозионными материалами.

В мокрых пылеуловителях в качестве орошающей жидкости чаще всего используется вода. В зависимости от поверхности контакта или способу действия их подразделяют на следующие виды: насадочные скрубберы, полые газопромыватели, тарельчатые (барботажные и пенные) скрубберы, сподвижной насадкой, ударно – инерционного действия(ротоклоны),центробежного действия, механические газопромыватели, скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури и энжекторные). В результате контакта запыленного газового потока с жидкостью образуется межфазная поверхность контакта. Эта поверхность состоит из газовых пузырьков, газовых струй, жидких струй, капель, пленок жидкости. В большинстве мокрых пылеуловителей наблюдаются различные виды поверхностей, поэтому пыль улавливается в них по различным механизмам.

Наиболее распространены полые форсуночные скрубберы (рис.4) Они представляют собой колонну круглого или прямоугольного сечения. В которой осуществляется контакт между газом и каплями жидкости.
Показатели предельно допустимых концентраций токсичных примесей в газовых выбросахПоказатели предельно допустимых концентраций токсичных примесей в газовых выбросах

Рис.4 Скрубберы: а – полый форсуночный: 1 – корпус; 2 – форсунки; б – насадочный с поперечным орошением: 1 – корпус;

2 – форсунка; 3 – оросительное устройство; 4 – опорная решетка;

5 – насадка; 6 – шламосборник.
Абсорбция – поглощение газов или паров из газовых или парогазовых смесей жидкими поглотителями, называемыми абсорбентами. Возможность осуществления процесса абсорбции основывается на растворимости газов в жидкостях. Процесс абсорбции является избирательным и обратимым, что дает возможность применять его не только с целью получения растворов газов в жидкостях, но также и для разделения газовых или паровых смесей. Поглощение газа может происходить либо за счет его растворения в абсорбенте, либо в результате его химического взаимодействия с абсорбентом. В первом случае процесс называют физической абсорбцией, а во втором случае – хемосорбцией. Возможно также сочетание обоих механизмов процесса.

При проведении абсорбции в качестве абсорбентов применяют воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемым газом, и водные растворы этих веществ. При хемосорбции в качестве абсорбента используют водные растворы солей, органические вещества и водные суспензии различных веществ. Одной из основных областей применения абсорбции является удаление водорастворимых газообразных загрязнений из отходящих газов различных процессов.

Процессы абсорбции проводят в специальных аппаратах – абсорберах. Абсорбция, как и другие процессы массопередачи, протекает на развитой поверхности раздела фаз. Для интенсификации процесса абсорбции необходимы аппараты с развитой поверхностью контакта между жидкой и газовой фазами (абсорбента с газом-носителем). По способу образования этой поверхности и диспергации абсорбента, их можно подразделить на че-

тыре основные группы: 1) пленочные; 2) насадочные; 3) барботажные (та-рельчатые); 4) распыливающие или распылительные (брызгальные).

В пленочных абсорберах поверхностью контакта фаз является поверхность жидкости, текущей по твердой, обычно вертикальной стенке. К этому виду аппаратов относятся: 1) трубчатые абсорберы; 2) абсорберы с плоскопараллельной или листовой насадкой; 3) абсорберы с восходящим движением пленки жидкости.

Насадочные абсорберы представляют собой колонны, заполненные насадкой – твердыми телами различной формы, которая служит для увеличения поверхности контакта соприкасающихся фаз – газа и жидкости.

В распыливающих абсорберах контакт между фазами достигается распыливанием или разбрызгиванием жидкости в газовом потоке. Эти аб-

сорберы подразделяют на следующие группы:

1) форсуночные распыливающие абсорберы, в которых жидкость рас-пыляется на капли форсунками;

Рефераты:  Реферат: Основы идеологии РБ -

2) скоростные прямоточные распыливающие абсорберы, в которых распыление жидкости осуществляется за счет кинетической энергии газо-вого потока;

3) механические распыливающие абсорберы, в которых жидкость распыляется вращающимися деталями.

Часть подобных устройств применяются для мокрой пылеочистки. В прин-

ципе их можно было бы использовать и для совместного улавливания дисперсных и газовых загрязнителей, однако осуществить это на практике удается редко. Очистные устройства создавались и совершенствовались либо для поглощения газообразных примесей, либо для пылезолоулавливания. Поэтому современные абсорберы для улавливания газообразных примесей не приспособлены для обработки потоков с дисперсными загрязнителями, а высокоэффективные пылезолоуловители, как правило, непригодны для сколько-нибудь существенного извлечения газообразных вредностей. Серийные мокрые пылеуловители могут быть использованы только для предварительной обработки с целью освобождения газового потока от дисперсных примесей перед абсорбционной обработкой.

Адсорбция позволяет почти полностью извлечь из газовой смеси за-грязняющие компоненты, она дает возможность осуществлять глубокую очистку газов. Этим объясняется все большее применение в защите окру-жающей среды адсорбционных методов разделения и очистки там, где другие методы оказываются недостаточно эффективными.

Процесс адсорбции происходит на поверхности твердого пористого тела – адсорбента, где ненасыщенные поверхностные силы вступают во взаимодействие с силовыми полями адсорбируемых молекул. На практике нашли применение следующие адсорбенты: активные угли, силикагели, алюмогели и цеолиты. Наиболее широкое применение методы адсорбции находят в тех случаях, когда необходимо снизить содержание загрязняющих веществ до очень низких, следовых значений (от миллиардных долей до нескольких миллионных долей). Адсорбция менее эффективна при необходимости удаления больших концентраций загрязняющих веществ, поскольку при этом необходима большая адсорбционная емкость или большое количество адсорбента. В тех случаях, когда концентрации загрязнений невелики и обработке подвергается большое количество воздуха, адсорбция может оказаться очень эффективной для удаления летучих углеводородов и органических растворителей. Адсорбция находит применение и в тех случаях, когда необходимо более дли менее избирательное удаление определенных газообразных компонентов из смеси. Адсорбция применяется для удаления неорганических загрязнений из топочных газов.

Для очистки газов используют адсорберы периодического и непрерывногодействия. К аппаратам периодического действия относятся вертикальные, горизонтальные, кольцевые адсорберы, а также выполненные в виде трубчатого теплообменника.

Заключение.

На пороге ХХI века можно констатировать, что в результате сложившейся ситуации происходят существенные изменения в состоянии здоровья населения, которые затрагивают как качественные, так и количественные его характеристики и, соответственно, показатели заболеваемости и смертности, воспроизводства и миграции населения. Представляется, что указанные изменения связаны с глубокими переменами глобольного характера, произошедшими во второй половине ХХ века. Следует признать, что «Двадцатый век ворвался в историю человечества невиданными и ошеломляющими переменами. Сейчас человеку приходится адоптироваться не столько к природным условиям, сколько к им же созданным отрицательным факторам антропогенного происхождения». Антропогенные изменения качества среды обитания безусловно и прямо и опосредованно отражаются на показателях здоровья людей и, именно здоровье, является тем интегральным индикатором, который адекватно характеризует особенности состояния окружающей среды. Атмосферный воздух – один из важнейших факторов среды обитания человека, характеризующих санитарно – эпидемиологическое благополучие населения. Охрана и защита атмосферного воздуха – задача нашего века, проблема ставшая социальной

Необходимо, чтобы каждый житель нашей планеты осознал, что экологическая угроза исходит не от безымянного человечества вообще, а от каждого конкретного человека, то есть от нас с вами. Главную роль в решении этой задачи играет экологическое просвещение всех слоёв и всех возрастных категорий общества. Общая цель национального и международного природоохранного законодательства достаточно ясна: ни отдельному человеку, ни государству в целом не должно быть выгодно загрязнять планету сверх заранее согласованной международным сообществом меры и каждый случай сверхнормативного загрязнения должен преследоваться законом. Мы должны привыкнуть к тому, что охрана Земли от загрязнений-дело дорогое, и, планируя бюджет-государственный, общественный или личный, предусматривать немалые расходы на экологические нужды, в том числе на разрабоку инновационных технологий, методов и оборудования для очистки биосферы от загрязнений.
Список используемой литературы.

  1. А.И.Родионов, В.Н.Клушин, Н.С.Торочешников «Техника защиты окружающей среды» – учебник для вузов, – М.: Химия, 1989г.
  2. С.С.Виноградов «Методы и оборудование для очистки и обезвреживания выбросов в атмосферу» Экология производства №1,2007г.
  3. А.Г.Ветошкин «Процессы и аппараты газоочистки», учебное пособие, Пенза: Изд – во ПГУ, 2005г.
  4. И.Нойберт, Н.М.Ишков « Очистка воздуха от промышленных выбросов и неприятных запахов», Экология производства №8, 2007г.

Методы и оборудование для очистки и обезвреживания выбросов в атмосферу

Очистка газа от паров и газообразных примесей

Очистка широко используется на заводах и заводах в технических и санитарных (экологических) целях, поскольку промышленные газы обычно загрязнены вредными примесями. Промышленные методы очистки газов от токсичных примесей в газах и парах можно разделить на три основные группы.

  1. Поглощение жидкостью.
  2. Адсорбция твердым абсорбентом.
  3. Очистка катализатора.
  • Поглощение жидкостями (абсорбент-абсорбент-вещество) включает диоксид серы, сероводород и другие соединения серы, оксиды азота, пары диоксида кислоты и оксида углерода, различные органические соединения (фенол, формальдегид, используется для извлечения летучих растворителей).

Абсорбционные методы используются для технической и санитарной очистки газов. Они основаны на селективной растворимости примесей газа и пара в жидкостях (физическое поглощение) или на селективном извлечении примесей путем химической реакции с активными компонентами абсорбента (хемосорбция).

Абсорбционная очистка обычно является периодическим процессом, поскольку абсорбция примесей обычно включает регенерацию абсорбционного раствора и его возврат в начале цикла очистки. При физической абсорбции (и некоторых процессах хемосорбции) абсорбент регенерируется путем нагревания и сброса давления, а примеси поглощенного газа и их концентрации десорбируются (удаление адсорбированных веществ с поверхности различных объектов).

Абсорбенты, используемые в промышленности, оцениваются по следующим показателям:

  1. Абсорбционная способность, т.е. растворимость экстрагируемых веществ в абсорбенте в зависимости от температуры и давления.
  2. Характеризуется селективностью, растворимостью отделяемых газов и коэффициентом их поглощения.
  3. Минимальное давление пара, чтобы избежать загрязнения газа, который будет промываться абсорбирующим паром.
  4. Низкая стоимость
  5. Отсутствует коррозионное воздействие на оборудование.

В качестве абсорбентов используются вода, растворы аммиака, карбонаты едкого и щелочного металлов, соли марганца, этаноламин, масла, суспензии гидроксида кальция, оксида марганца и оксида магния, сульфат магния и т. д.

Оборудование для обработки аналогично устройству захвата влажного аэрозоля, которое было рассмотрено.

Наиболее распространенный сопловый скруббер используется для очистки газов от диоксида серы, сероводорода, хлористого водорода, хлора, окиси углерода, двуокиси углерода, фенола и многого другого. В сопловых скрубберах низкоинтенсивный гидродинамический режим этих реакторов, работающих на скорости газа, замедляет процесс массообмена. 0,02-0,7 м / с. Поэтому объем устройства большой, а установка громоздка.

Устройства интенсивного массообмена также используются для очистки выбросов от газообразных и парообразных примесей-пенообразователей, абсорберов без сопел и скрубберов Вентури, работающих при более высоких скоростях газа. Поглотители пены работают со скоростью 1-4 м / с и обеспечивают относительно быстрый процесс поглощения и десорбции.

Абсорбционные методы характеризуются непрерывностью и универсальностью процесса, эффективностью и способностью извлекать большое количество примесей из газов. Недостаток этого способа заключается в том, что скрубберы с соплами, барботеры и даже пенные машины могут в высокой степени извлекать вредные примеси и полностью регенерировать поглотитель на нескольких этапах промывки.

Процесс мокрой абсорбционной очистки выхлопных газов от газовых и паровых примесей рекомендуется только в том случае, если он циклический и скудный. Тем не менее, циклические системы мокрой очистки конкурентоспособны только тогда, когда пылевая очистка и газовое охлаждение совмещены.

Методы адсорбции используются для различных технических целей – для разделения смеси газа и пара на компоненты, для разделения фракций, для сушки газа и для дезинфекции отработанного газа.

В последние годы адсорбционные методы привлекают внимание как средство надежной защиты атмосферы от токсичных газообразных веществ, и эти вещества можно концентрировать и использовать.

Наиболее надежным и самым экономичным способом охраны биосферы от вредных газовых выбросов является переход к безотходному производству, или к безотходным технологиям. Под ним подразумевается создание оптимальных технологических систем с замкнутыми материальными и энергетическими потоками.

Оцените статью
Реферат Зона
Добавить комментарий