Методы очистки от вредных примесей
Методы, используемые для очистки воздуха от газообразных и пылевых загрязнителей, и необходимая эффективность очистки в первую очередь определяются технологическими и санитарными требованиями и зависят от химических и физических свойств конкретных примесей, от активности и состава реагентов и от конструктивного решения устройств, используемых для очистки. Поэтому, используемые методы очистки достаточно разнообразны и отличаются и по конструкции аппаратов, и по технологии обезвреживания.
Газообразные промышленные отходы с токсичными элементами в виде тумана или пыли очищают в механических мокрых или сухих пылеуловителях, фильтрах или электрических фильтрах. Для тонких аэрозолей (табачная, древесная, угольная и мучная пыль) кроме механических пылеуловителей используют адсорбционную очистку, либо сжигание.
Газообразные промышленные отходы с токсичными элементами в виде газовых примесей и паров очищают в промывных камерах или адсорбционных очистителях с дальнейшим дожиганием. Для обезвреживания данных видов вредных выделений используют конденсационную очистку, каталитическое дожигание и другие способы очистки.
Аппараты для очистки выбросов от паров и газов по принципу действия сильно отличаются от обеспыливающих установок. Способ очистки воздуха выбирают в зависимости от химических и физических свойств вредоносных газов, их концентрации. Данные методы основаны на трех принципах: абсорбции, дожигании и адсорбции. Также есть методы электрический и конденсационный.
Способ дожигания примесей используют тогда, когда их возвращение в производство нецелесообразно или невозможно.
Термическое дожигание главным образом используют при высокой концентрации примесей (больше пределов воспламенения) и существенном содержании кислорода в газах.
В последние годы развивается каталитическое дожигание. При таком методе очистки воздуха температура окисления не выше 250-300°С. Каталитическая очистка обходится дешевле в 2-3 раза, чем высокотемпературное дожигание при более высокой эффективности. Наличие теплообменника сокращает расход энергии, гарантирует непрерывность процесса. Метод каталитического дожигания целесообразно применять при небольших концентрациях вредных веществ, которые близки к пределу воспламенения. Наличие катализатора способствует экзотермическому окислению органических соединений в условиях более низкой температуры, чем температура самовоспламенения.
Катализаторами являются металлические соединения (платина и металлы этого же ряда, окись меди и т.д.) и металлы. Поскольку каталитическое горение поверхностное, для его осуществления нужно небольшое количество катализатора, расположенного так, чтобы была обеспечена наибольшая поверхность контакта. Тонкий слой платины, например, нанесенный на фарфоровые пластинки или на ленту хромированного никеля. Эффективность реакции увеличивается с возрастанием температуры. Для каждой реакции свойственна определенная температура, которую называют температурой начала реакции, ниже которой катализатор неактивен. Верхний предел температуры – температура, при которой происходит разрушение катализатора.
Каталитические методы окисления примесей используются широко в лакокрасочном производстве, прокаливании литейных стержней, при эмалировке, в химическом и типографском производстве, на нефтеперерабатывающих заводах, а также для нейтрализации окислов азота и т.д.
Абсорбционный метод очистки газообразных выбросов базируется на поглощении токсичных паров и газов реагентами из смесей их с воздухом. Эффективность этого способа находится в широких пределах в зависимости от типа поглощаемого вещества и раствора поглощения. В качестве абсорбента, как правило, используют воду. Существуют нереагирующие растворители, способные растворять газы без химических реакций, которые реагируют, то есть удаляют вредные газы методом химической реакции с ними и их нейтрализации. В качестве аппаратов могут выступать скрубберы, трубы Вентури, оросительные камеры, циклонные промыватели.
Адсорбционный способ основан на поглощении вредных паров и газов при помощи твердых сорбентов (силикагелей, активированных углей, цеолитов и т.д.). Метод этот применяется в основном для улавливания и возвращения паров органических растворителей в производство (рекуперация).
Здесь применяются физические свойства отдельных пористых твердых тел, характеризующихся ультрамикроскопической структурой, которая позволяет сделать их способными извлекать из воздушной смеси газы выборочно и задерживать их на своей поверхности. Самый распространенный – активированный уголь.
Данный метод очистки воздуха используются широко для уничтожения запахов, которые выделяются предприятиями пищевой промышленности, текстильными и кожевенными фабриками или оборудованием по переработке природного газа, а также в процессе производства клеящих веществ, пестицидов, фармацевтических продуктов, удобрений и т.д. При чистом сорбенте результативность очистки приближается к 98%, при загрязненном – к 90%.
