Страус В. - Промышленная очистка газов, страница 4

е. проходящис через сито 200 меш.) и более ! мкм Твердые частицы размерами менее 1 мкм Жидкие частицы, обычно менее )О мкм Туманы иногда называют фогом (мглой). если они достаточно густые и сильно ухудшают видимость Зола (грит) Пыль Дым Туман Мгла (фог) Копотье (смок) Летучая зола, продукты неполного сгорания, либо оба этих вида загрязнений как жидкис, так и твердые Искусственное слово, составленное из слов «смок» и фо㻠— используется для определения любого нежелательного загрязнения атмосферы Слипшиеся частицы несгоревшего угля, образующиеся при его неполном сгорании Любые суспензии а воздухе (ранее так называли мелкодисперсные суспензии, относительно стабильные в воздухе) Смог Сажа Аэрозоли Это обозначение обычно упогреблиетсн при описании процессов сгорании. Сужествуют два типа смогов — лес-аиджелессиий и лондонский; лос-анджелесский смог имеет йготокимическую природу и обусловлен выклопиымн газами автомобилей, лондонский — вызван неполным сгоранием угли и харакгернзуетси относительно высоким содержанием ЗОг и тверкьж частиц.

3. СПОСОБЪ| ВОЗМОЖНОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ Все промышленные газы — как отходящие, так и технологические — передаются по газоходам или трубопроводам, которые могут снабжаться соответствующими газоочистпыми устройствами. Естественно, выбор погдходящего метода очистки зависит от природы улавливаемого материала.

Если удаляемое веществогазообраз- Рнс. В-3. Классификация атмосферных загрязнений по размерам и основные методы определения размеров частиц (ттй. 23 но, возможны два альтернативных варианта: адсорбция или абсорбция примесей из газовой смеси либо дальнейшие химические превращения компонентов смеси.

Абсорбция газов широко применяется в тех случаях, когда очистке подвергаются большие газовые потоки, например пары НС1, аммиак, 50з и СОь Адсорбция газов на твердых сорбеитах более применима для поглощения незначительных или следовых количеств газов, например пары воды селикагелем, СОх известью или пары органических соединений актнвированным углем.

Под химическими превращениями газов с целью очистки подразумевают сжигание или каталитический процесс, в частности каталитическое окисление органических соединений. Однако к этому методу можно отнести и увеличение, продолжительности процесса для окончания реакции вместо того, чтобы «заморозить» газовую смесь перед непосредспвенным выбросом ее в атмосферу. Следовательно, технология удаления ~азовых загрязнений из газового потока основа~на на химических реакциях нли на процессах адсорбции или абсорбции. В подавляюшем большинстве одновременно применяют только один из методов, поэтому для конструкциоиной разработки газоочистных установок могут применяться типовые приемы химического машиностроения. Удаление твердых частиц малого диаметра и капель жидкости гораздо сложнее и строгая физическая классификация методов ие представляется возможной,:поскольку в действие могут вступать, а и зачастую, вступают, различные комбинированные методы.

К основным физическим оппрациям, используемым для этой цели, относятся гравитационное осаждение, центрифугироввние, инерционный или прямой захват, броуновская или вихревая диффузия, осаждение (термическое, электростатическое или магнитное), броуновская или акустическая агломерация и турбулентное разделение. В большинстве пылеулаеливающих устройств обычно несколько упомянутых выше процессов одновременно участвуют в очистке газового потока, хотя чаще всего только один из них является основным при осаждении частиц оцределенного типа. Так, процесс фильтрации основан на инерционном и прямом захвате и Броунов- ской диффузии.

Однако Броуновская диффузия играет доминирующую роль в удалении частиц субмикронных размеров, тогда как инерция и прямой захват являются основными механизмами улавлива~ния частиц микронного размера. В этом процессе важную роль могут играть также электростатические силы, поскольку заряженные частицы могут индуцнровать заряд на незаряженной фильтрующей среде. 4. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПРИ ОЧИСТКЕ ГАЗОВ Прежде чем рекомендовать и сконструировать соответствуюшее газоочистное оборудование, необходимо установить, какие вещества нужно удалить из газового потока, объем потока и его пара- метры. Таким образом необходимо провести анализ газового потока и его компонентов.

К наиболее необходимой информации относятся скорость газового потока, температура и состав газа, природа удаляемых компонентов, а также требуемая степень очистки. Вопросы требуемой степени очистки будут обсуждаться в главе 1, тогда как методы получения остальной информации будут рассмотрены в главе 11.

Иногда возможно, а в ряде исключительно сложных проблем и экономически необходимо в принципе отказаться от очистки газов либо путем изменения самого технологического процесса, либо переместив производство на подходящую площадку, либо просто удлинив выхлопную трубу. Если газоочистная установка предназначена для нового технологического процесса, необходимо получить и оценить и~иформацию о скорости газового потока, температуре и составе газа. При этом паформация о природе удаляемых веществ может быть почерпнута из литературных источников, либо на основе результатов, полученных на другом аналогичном предприятии. Часто чрезмерное увлечение разработками новых типов оборудования для газоочистных установок оказывается очень дорогим, поэтому более оправданными могут оказаться данные лабораторных исследований.

После адекватного анализа проблемы становится возможным провести расчеты, относящиеся к удалению газообразных компонентов или частиц. С помощью расчетов можно получить сведения о возможных механизмах очистки, а также о размерах и сложности необходимого оборудования. Такая экономическая оценка методов очистки газов позволит выбрать наиболее подходящий из пнх и укажет его стоимость. Цель детального анализа механизмов газоочистки, приводимого в книге, является стремление автора помочь исследователям в расчетах найденных ими новых способов анализа этой проблемы. ГЛАВА 1 ТРЕБУЕМАЯ СТЕПЕНЬ ОЧИСТКИ ГАЗОВ В тех случаях, когда газы предназначены для использования в химических процессах, из них должны быть удалены любые компоненты — газообразные или пылеищпые, если они препятствуют проведению данного процесса.

Так, например, оксид углерода(П) отравляет катализатор синтеза аммиака, поэтому его содер,жание должно быть уменьшено до допустимо низкого значения перед подачей водорода и азота в колонну синтеза. Степень требуемой очистки определяется верхним порогом концентрации, допустимой для данного процесса. Стоимость очистки газов в да~ином случае является частью экономики процесса в целом. Другие газы, в основном природный газ, газы нефтеперегонки и коксовый газ производят главным образом для получения промышленного и бытового тепла; они содержат значительные количества сероводорода, вызывающего коррозию трубопроводов при охлаждении этих газов ниже точки росы.

Кроме того, они выделяют неприятный запах при сгорании и могут повлиять на некоторые ,технологические процессы, такие как подогрев стальных поковок. Поэтому содержание сероводорода необходимо снизить до концентрации, приемлемой для потребителя. Отходящие газы, образующиеся при сгорании топлива, в химических и металлургических процессах, обычно выбрасываются в атмосферу; они могут содержать опасные и вредные вещества, такие катг оксид мышьяка или радиоактивные примеси; они могут быть неприятными — например, клубы дыма.

Предельные величины выбросов определяются исходя из трех основных соображений: концентрация, у~рожающая растительному или животному миру; законодательные ограничения, определяемые государственными республиканскими илн местными властями; уменьшение загрязнения воздушного бассейна для обеспечения благополучия граждан. Эти соображения взаимозависимы; так законодательными ограничениями установлены концентрации выбросов в атмосферу, наносящие ущерб животному или растительному миру. В разделах этой главы обсуждаются вопросы о~раничения концентрации выбросов в атмосферу и концентраций примесей на уровне почвы; коротко рассмотрены географические факторы, влияющие на концентрацию газов, а также организация законодательного контроля за загрязнением воздушного бассейна в основных промышлеиных странах мира.