Книга - Охрана окружающей среды - Белов (1991) (994567), страница 24
Текст из файла (страница 24)
На Синарском трубном заводе (г. Каменск-Уральский) работает установка очистки газов от оксидов азота, выделяющихся из ванн травления, с помощью из- 'т Саид Н2 весткового раствора. Установка состоит из четырех параллельно работающих автономных линий газоочистки, одна из которых является резервной. В состав каждой линии входит скруббер Вентури с форсуночным орошением газов раствором извести. Газы травильных ванн, содержащие оксиды азота, пары серной, соляной и плавиковой кислот, отсасываются из общего борова вентиляторами и направляются в скрубберы, где онн контактируют с раствором извести, и нейтрализуются.
Очищенный газ поступает в центробежный каплеуловитель и выбрасывается в атмосферу. Эффективность очистки от оксидов азота составляет 0,17 — 0,86 и от паров кислот в 0,95. Стоимость приведенных затрат на очистку 1000 м' газа составляет 3,5 коп. Методы абсорбции и хемосорбции, применяемые для 'очистки промышленных выбросов, называют мокрыми. Преимущество абсорбционных методов заключается в экономичности очистки большого количества газов и осуществлении непрерывных технологических процессов. Эффективность мокрой очистки газов, отходящих от гальванических ванн с помощью щелевого скруббера ПВМ при обезвреживании их 2 — 3')~-ным водным раствором едкой щелочи, составляет по хлороводороду 0,85 — 0,92 и по оксидам азота (ХОэ) 0,65. При использовании в качестве поглотнтельной жидкости воды эффективность очистки по НС1 снижается до 0,75.
Основной недостаток мокрых методов состоит в том, что перед очисткой и после ее осуществления сильно понижается температура газов, что приводит в конечном итоге к снижению эффективности рассеивания остаточных газов в атмосфере. Кроме того, оборудование мокрых методов очистки громоздко и требует создания системы жидкостного орошения. В процессе работы абсорбционных аппаратов образуется большое количество отходов, представляющих смесь пыли, растворителя н продуктов поглощения.
В связи с этим возникают проблемы обезжиривания, транспортирпвки или утилизации шлама, что удорожает и осложняет эксплуатацию. Метод адсорбции. Основан на физических свойствах некоторых твердых тел с ультрамикроскопической структурой селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой смеси.
В пористых телах с капиллярной структурой поверхностное поглощение дополняется капиллярпой конденсацией. Лдсорбция подразделяется на физическую адсорбцию и хемосорбцию. При физической адсорбции молекулы газа прилипают к поверхности твердого тела под действием межмолекулярных сил притяжения (силы Ван-дер-Ваальса). Высвобождающаяся при этом теплота зависит от силы притяжения и по порядку значения (как правило, они находятся в пределах от 2 до 20 кДж/моль) совпадает с теплотой конденсации паров.
Преимущество физической адсорбции — обратимость процесса. При уменьшении давле- 1!3 ния адсорбата в потоке таза либо при увеличении температуры поглощенный газ легко десорбируется без изменения химического состава, Обратимость данного процесса исключительно важна, если экономически выгодно рекуперировать адсорбируемый газ или адсорбент. В основе хемосорбции лежит химическое взаимодействие между адсорбатом и адсорбируемым веществом Действующие прн этом силы сцепления значительно больше, чем при физической адсорбции соответственно и высвобождающаяся при хемосорбцни теплота существенно больше и по порядку значения (от 20 до 400 кДж/моль) совпадает с теплотой реакции.
Ввиду большой теплоты адсорбции энергия, необходимая для взаимодействия хемосорбировапной молекулы с молекулой другого сорта, может быть существенно меньше энергии, необходимой для реакции молекул двух различных видов непосредственно в газовой фазе, т. е. поверхность твердого вещества может оказаться катализатором, увеличивающим скорость некоторых химических реакций. Процесс хемосорбции, как правило, необратим: при десорбции меняется химический состав адсорбата.
Поэтому если желательна регенерация адсорбента или рекуперация адсорбата, то адсорбирующую среду следует выбирать таким образом, чтобы преобладали процессы физической адсорбции. В качестве адсорбентов или поглотнтелей применяют вещества, имеющие большую площадь поверхности па единицу массы. Так, удельная поверхность активированиых углей достигает 1О'— 10' м'/кг.
Их применяют для очистки газов от органических паров, удаления неприятных запахов и газообразных примесей, содержащихся в незначительных количествах в промышленных выбрасах, а также летучих растворителей и целого ряда других газов. В качестве адсорбентов применяют также простые и комплексные оксиды (активированный глинозем, силикагель, активированный оксид алюминия, синтетические цеолиты или молекулярные сита), которые обладают ббльшей селективной способностью, чем активированные угли. Однако их нельзя использовать для очистки очень влажных газов. Некоторые адсорбенты иногда пропитывают соответствующими реактивами, повышающими эффективность адсорбции, так как па поверхности адсорбента происходит хемосорбция.
Одним из основных параметров при выборе адсорбента является адсорбционная способность по извлекаемому компоненту. Адсорбционная способность, или масса вещества а, поглощенная едичппей массы адсорбепта в произвольный момент времени, зависит от концентрации адсорбируемого вещества (парциального давления р, Па) у поверхности адсорбента, общей площади этой поверхности, физических, химических и электрических свойств адсорб,.;з. с".,о-о н"" тва и адсорбепта, температурных условий и присутствия других примесей. 114 В качестве характеристики адсорбционных свойств пористых тел используют зависимость адсорбционной способности от парциального давления поглощаемого газового компонента при постоянной температуре 1нзотерма адсорбцин): а = 71р1 прп 7 = сопзк На рис.
37 изображены наиболее часто встречающиеся типы изотерм адсорбции. Во всех случаях адсорбционная способность сорбента возрастает при повышении давлений адсорбата, но характер этого роста различен. Выпуклая изотерма 1 специфична для адсорбции на мелкодисперсных сорбептах, применяемых для очистки газовой смеси при малом парциальном давлении извлекаемых примесей и для осушки. Изотерма 2 типична для непориц1п27з7 АР ббпр В95 555 д Па Рис.
37. Изотермы ад- сорбцпи Рпс. 38 Изотерлзы адсорпции ЯОз на активированном угле С1хТ при различных температурах, С. г — 20, з — ао; з — !оо; з — !зо 113 етых адсорбентов при полнмолекулярной физической адсорбции. Изотерма 3 наблюдается на адсорбентах с развитой системой крупных и средних пор. Эти сорбенты целесообразно применять для извлечения летучих газов при парциальном давлении, близком к давлению насыщения. В основе инженерно-технического расчета адсорбционного метода очистки должна находиться сетка кривых, отражающая равновесие поглощаемого компонента с адсорбентом, т. е.
сетка изотерм адсорбции. На рис, 38 представлены изотермы адсорбции БОз на активнрованном угле СКТ в диапазоне температур от 20 до 150'С. Как видно, с увеличением температуры происходит снижение адсорбционной способности активпрованного угля. На этом свойстве адсорбентов основан процесс их регенерации. Регенерацию осуществляют либо нагревом насыщенного адсорбента до температуры, превышающей рабочую, либо продувкой его паром или горячим газом.
Конструктивно адсорберы (рис 39) выполняются в виде вертикальных, горизонтальных либо кольцевых емкостей, заполненных пористым адсорбентом, через который фильтруется поток очищаемого газа. Выбор конструкции определяется скоростью газовой смеси, размером частиц адсорбента, требуемой степенью очистки и рядом других факторов. Вертикальные адсорберы, как правило, применяют прп небольших объемах очищаемого газа; горизонтальные и кольцевые при высокой производительности, достигающей десятков и сотен тысяч мй/ч.
Фильтрация газа происходит через неподвижный (адсорберы периодического действия) нли движущийся слой адсорбента. Наиболее распространены адсорберы периодического действия, в которых период контактирования очищаемого газа с твердым адсорбентом чередуется с периодом регенерации адсорбента. Установки периодического действия (с неподвижным слоем адсорбента) отличаются конструктивной простотой, но имеют низкие допускаемые скорости газового потока и, следовательно, повышеапую металлоемкость и громоздкость Процесс очистки в таких аппаратах имеет периодический характер, т е. отработанный, потерявший активность поглотитель время от времени заменяют либо регенерируют. Существенный недостаток таких аппаратов— Разрез лаяв г Рис З9 Конструктивные схемы адсорбсрсав.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
