Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 1 (Тимонин А.С. - Инженерно-экологический справочник), страница 14

СО, СО,, СН4, мс каптаны. Н,Б, пестициды Часть Н. Технологические рви~ения «о обезвреживанию вредных вещееаи в газовых выбросах выбрасываемых в атмосферу. Поэтому число промышленных методов и оборудования, используемых для удаления вредных веществ из газовых выбросов, также является обозримым и поддается классификации. В табл. 1.2 приведена классификация основных методов и оборудования для очистки газов от вредных примесей. Основные методы очистки газов эт вредных примесей подразделяются на две группы: физико-мсханическис и физико-химические. Физико-механические методы служат в основном для очистки гетерогенных газовых систем, к которым относятся аэрозоли и газовзвссь. В гетерогенных газовых системах сплошной (диспсрсионной) фазой является газ или смесь газов, а дискретной (дисперсной) фазой являются взвешенные твердые или жидкие частицы различного размера.

Аэрозоли условно подразделяются на: собственно аэрозоли (размер частиц или капель от 0,01 до 0,1 мкм), дым (размер твердых частиц от 0,1 ао 5 мкм), пыль (размср твердых частиц от 5 до 100 мкм), туман (размер капель жидкости от 0,1 до 5 мкм). Кроме того, следует иметь в виду, что в технической литературе пылью также называют высажденпыс из гетерогенной газовой системы частицы твердой фазы.

Под газовзвесью понимается гетерогенная газовая система с размером твердых частиц или капель жидкости свыше 100 мкм. Физико-химические методы служат в основном для очистки гомо- генных газовых систем, т.е. для удаления вредных газовых или паро- образных веществ из потока газовой смеси. При физико-механических методах очистки газовых смесей в различных тинах оборудования действуют один или несколько механизмов осаждения (выделения) частиц из газового потока. Гравитаиионное осаждение (седиментация) происходит под действием силы тяжести, действующей на частицы, при прохождении гетерогенной системы через газоочистной аппарат. Центробежное осаждение происходит.под действием центробежной силы, действующей на частицы, двигающиеся в газоочиспюм аппарате по криволинейным траекториям.

Инерционное осаждение происходит под действием сил инерции, возникающих при резких изменениях направления движения частиц, при прохождении гетерогегнюй системы через газоочистной аппарат. Осаждение зацеплением (касанием) происходит за счет поверхностных сил, возникающих при касании частиц фильтровальных перегородок, жидкостных пленок и капель, рабочих элементов газоочистного оборудования при движении сквозь них гетерогенных систем.

Электрическое осаждсние происходит под действием сил электрического поля, действующего на заряженные частицы, при движении гетерогенных систем через газоочистной аппарат. Диффузионное осаждсние происходит под действием нспрсрывно направленного воздействия молскул газа, находящихся в броуновском движении, на частицы, что приводит к их осаждению на повсрхности 81 Таблица 1.2 Физико-химические Физико-механические Адсорбци- Конденса- Капгали- Абсорбци- онные методы Мелгбран- ные ме- тоды Терлгичес- кие ме- пгоды Злекпгри- ческие лгетоды И1окрые мепгоды Сухие тические методы ционные лгетоды Полые Поверхно- стные Реакторы с неподвижным слоем Сухие электро- фильтры Плоско- Печные асадочные аб- сорберы газопро- мывателн дожига- тели рамные аппараты конден- саторы Насадочные газо- промыва- тели Тарсл ьчатые абсор- беры Топочныее окрые электро- фильтры Трубчатые аппараты Реакторы с движущимся слоем дожига- тели Конденса- торы сме- шения Тарельчатые газопромыва- тели леноч- ные абсор- беры Горслоч- ные дожи- Рулонные аппараты Реакторы с псевдо- ожижен- гатели Распыли- дарко-инерционные га- зопромыва- тели Аппараты на полых тельные абсор- бе ы ным слоем волокнах 11ентробеж- ные осааител и Механические осааители Скоростные осаангели ильтругоши осадители Классификация методов и оборудования очистки газов от вредных'примесей ь »» ьъ »',» Г» о Е о Щ 4» $'» ь »» Я г:» Ц 4- г» о С» $ Щ к Ю» й Часть П.

Технологические решения ло обсввреживаиию вредных веществ в газовых выбросах обтекаемых тел или стенок газоочистного аппарата. В основе метода конденсации лежит явление уменьшения давления насыщенного пара вредного компонента при понижении температуры парогазовой смеси, что приводит к образованию тумана и высаждению его на рабочих поверхностях газоочистного аппарата или каплях прощающей жидкости. При реализации физико-химических методов проявляются иныс механизмы, приводящие к очистке газовых смесей от вредных примесей.

Лбсорбцнонные методы очистки основаны на избирательном извлечении одного или нескольких компонентов из газовой смеси жидкими поглотителями (абсорбентами). Если процесс извлечения идет без химической реакции, то абсорбция называется физической. При наличии химического взаимодействия между извлекаемым компонентом н поглотителем процесса именуется химический абсорбцией, или хемосорбцией. Адсорбцнонные методы очистки основаны на избиратсльном извлсчснии одного или нескольких компонентов из газовой смеси твердыми поглотителями (сорбентами). Различают физическую адсорбцию и химическую адсорбцию (хсмосорбцию). При физической адсорбции извлеченные молекулы газов или паров удерживаются на поверхностях поглотитсля силами Ван-дср-Ваальса, при хемосорбции — химическими силами. Каталнтнческие методы очистки основаны на химических превращениях токсичных газовых компонентов в нетоксичные на поверхностях твердых катализаторов.

Термические методы очистки основаны на высокотсмпературном превращении токсичных твердых частиц, капель, газов или паров в менее токсичные или безвредные газовые компоненты. Мембранные методы очистки основаны на различной проницаемости мембран для компонентов очищаемой газовой смеси. Раздел 2. Технология очистки газовых выбросов различных отраслей и нроизводств РАЗДЕЛ 2 ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ И ПРОИЗВОДСТВ Анализ эволюции развития мегодов и способов очистки газовых выбросов от вредных веществ показывает, что до начала ХХ века основными методами борьбы с вредными выбросами являлись физико- механические методы. Это объясняется тем, что данные методы реализуются в сравнительно простой аппаратуре, нс требуют сложных технологических схем, имеют невысокие энергозатраты на обезвреживание единицы массы вредных компонентов. К тому же воздушный бассейн планеты легко справлялся самостоятельно с утилизацией и обезврсживанисм основной массы вредных выбросов.

Однако некоторые технологические производства, какго: металлургические, энергетические, химические — все-таки требовали активного внедрения различных методов и способов борьбы с вредными выбросами. Концентрация вредных веществ на территориях прсдприятий и в близлежащих окрестностях создавала некомфортные условия труда и проживания населения. Конечно„в этот период о серьезных научных разработках в области обшей и производственной санитарии и гигиены труда не могло быть и речи, регламента по нор- мативам выбросов не существовало как у нас, так и в развитых странах Запада.

Поэтому до начала ХХ века основным методом борьбы с загрязнениями вредными веществами рабочих зон и населенных близлежащих территорий являлся метод рассеивания газовых выбросов через дымовые и вентиляционные трубы. Однако практика работы предприятий показывала, что горизонтальные участки газоходов (борова) быстро забивались диспсрсными частицами, выбрасываемыми с газовыми потоками.

К тому жс частицы размером более ЗОО мкм буквально покрывали слоями прилегающие к предприятию территории, что негативно сказывалось на условиях жизни населения. Указанные факторы быстро привели к созданию целой группы пылеосадительных аппаратов: пылсосадитсльных камср, пылеосадительных мешков, инерционных пьшеуловителей, которые, с точки зрсния эффективности пылсулавливания, являлись простейшими аппаратами и могли с достаточной степенью очистки высаждать из пылегазовых потоков частицы размером до 100 мкм.

С начала ХХ века в большинстве развитых стран уже были заложены Чааль П. Технологические решения ло ооезвреживанию вредаых веьхес~лв в газовых выбросах основы производственной санитарии и гигиены труда. Появились систематизированные исследования влияния вредных газовых выбросов на человека и окружающий мир. Были сделаны выводы о вредном влиянии многочисленных веществ, выбрасываемых в атмосферу промышленными предприятиями, особенно металлургическими и пороховыми заводами, серно-кислотными и содовыми предприятиями, предприятиями переработки нефти, кожевенными и бумажными фабриками и т.д.

С этого периода началось бурное развитие сухих и мокрых методов очистки газовых выбросов, появилась высокоэффективная пылеочистная техника: циклоны, мокрые скрубберы, тканевые и насыпные фильтры. Однако только к началу 70-х годов ХХ века начало приходить осознание, что физико-механические методы борьбы с вредными выбросами вряд ли приведут к перелому в борьбе за чистоту воздушного бассейна. К этому периоду десятки тысяч квадратных километров лесных массивов Канады и СШЛ в районе Великих озер буквально были выжжены кислотны-. ми дождями, виновниками которых явились крупнейшие металлургические предприятия и тепповые электростанции, прилегающие к этому району.

Лналогичная ситуация складывалась в районе Рура (Западная Европа), критическая ситуация набл<одалась и в СССР близ крупных металлургических заводов Донбасса, Запорон<ья, Урала. Загрязнение воздушного бассейна стало носить не локальный, а 'глобальный характср. При этом основной составляющей вредного выброса стали не пылевидные частицы, а вредные газовые примеси, особенно БО„МО,, СО, СО„НР и др. Очистка гомогснных газовых систем от вредных компонентов оказалась более сложной задачсй, поэтому в промышленности начинают бурно развиваться физико-химические методы очистки газовых выбросов: абсорбционные, адсорбционные, каталитические, мембранные.