Книга - Охрана окружающей среды - Белов (1991) (994567), страница 25
Текст из файла (страница 25)
и — вертикальный, б — горизонтальный; а — кольцевой, Р— адсорбер, 2 — слой активированного угля; 3 — центральная труба для подачи паровоздушиой смеси при адсорбцин, 4 — барботер для подачи острого вара при десорбции, а — труба для выхода инертных по отав. шенню к поглотителю газов ярн адсорбции, б — труба для вы«ода пара при десорбцнн большие энергетические затраты, связанные с преодолением гидравлического сопротивления слоя адсорбента. Движение адсорбента в плотном слое под действием силы тяжести нли в восходяьцем потоке очшцаемого воздуха обеспечивает непрерывность работы установки, что позволяет полнее использовать адсорбционную способность сорбента, организовать 116 процесс десорбции, а также упростить условия эксплуатации оборудования. В качестве недостатка этих методов следует отметить значительные потери адсорбента за счет ударов частиц друг о друга и натирания о стенки аппарата.
На рис. 40 прелставлена схема адсорбциопной установки лля удаления БОя из горячего топочного газа Основным агрегатом установки служит адсорбер 1, который заполнен древесным активированным углем. Горячий топочный газ проходит теплообменник 2, подогревает воздух, поступающий в топку, и подается в нижнюю часть алсорбера, где при температу- г йпэгтук5 ре 156 †2'С происходит улавлнва- 1пзппку иие ЗОз.
Очищенный дымовой газ вы- аппо пвги гаэ брасывается в атмосферу через дымовую трубу. Адсорбент после насыщения переводится в десорбер 5, где с помощью подогревателя 3 поддержи- зпа вается температура 300 †6'С Богатый оксидом серы газ выводится из и пу йпэйук десорбера и может быть полезно использован Регенерированный адсорбент поступает в бункер 4 и затем с помощью ковшового элеватора посту- 4 пает в верхнюю часть алсорбера.
дйспдупнпз При проектировании адсорбера ис- ряс 40 лдсорбняонная уста- пользуют следующие исходные дан- нонка ддч удаясвяя КО, нз ные: объемный расход очищаемого га- горячего топочного газа за ч7, м'/с, концентрация удаляемой примеси св, мг/м', и давление отходящих газов р, Па, В результате расчета определяют потребную массу адсорбента, конструктинные размеры, гидравлическое сопротивление аппарата и время защитного действия адсорбера. На первом этапе расчета и проектирования адсорбера выбирают рабочую температуру и тип сорбента.
Для увеличения адсорбционной способности сорбента рабочую температуру, как правило, выбирают минимально возможной Выбор типа сорбента производится по изотермам адсорбции при рабочих параметрах температуры и концентрации примеси из условия минимальной массы сорбента. Минимальную необходимую массу сорбента определяют из уравнения материального баланса по улавливаемому компоненту: та =!Оз ч'сот ~з а где п — статическая поглотительная способность адсорбеита в рабочих условиях, мг/кг адсорбента; т — время процесса адсорбции, с; Й, — коэффициент запаса, равный 1,1 — 1,2. 117 Скорость потока газа в адсорбере нг„рассчитывают исходя из допустимого падения давления Лр в адсорбере; 4афаРьаьаП„РДг 1 ЗгРг (( — Пн) гаа где йь=!,5г(а(а((а+0,5А) '(1,гх(а'(а) '' — коэффициент формы зерна сорбента, учитывающий неравнодоступность всей поверхности зерна обдувающему потоку; г(,— эквивалентный диаметр зерна сорбента, м', для цилиндрических зерен длиной!, н диаметром а', равен П,аь,та (( П )(О баа+ьа) П,= (р,— р„) /р, — пористость слоя сорбента определяется через кажущуюся р„н насыпную р„плотности сорбента; $ — коэффициент гидравлического сопротивления, определяемый в зависимости от режима течения газа; прн )те<50 $=220/Ке, прн 50(Ие( (7200 $=11,6/)(е'", где 17е=нь,г(,р„/(т — критерий Рейнольдса.
Обычно, исходя из условий осуществления необходимого времени контакта газа с сорбентом и минимальных гидравлических сопротивлений, пг, выбирают в пределах 0,15 — 0,5 м/с. Геометрические размеры адсорбера (диаметр (), и длина (.а слоя адсорбента) подсчитывают по формулам: 40г (гаа ямгПн лРн()~~ Время защитного действия адсорбера определяют, исходя из характера кривой изотермы адсорбции. Для области изотермы адсорбции, в которой соблюдается закон Генри (а=Гс, где à — без.
размерный коэффициент Генри, равный отношению количества адсорбированного вещества ла к начальной концентрации вещества в газовом потоке са), продолжительность адсорбции т определяют по формуле где 5га —— 4(1 — Пн) (г(з(н) '(0,5аьа+1а) — удельная поверхность адсорбента, м'/м'. Коэффициент Ь определяют (табл. 38) в зависимости от отношения содержания поглощаемого вещества в газовом потоке на выходе и входе адсорбера: Пз Таблица 38 г1г.
г/г, с/са 0,005 О,О1 о,оз 0,05 1,84 1,67 1,З5 1,19 О,1 0,2 о,'з 0,4 0',63 0,42 0,23 05 О,б О,з О',9 0,07 — 010 — 0,27 — 0,68 Коэффициент массопередачи б, с-', определяют в зависимости от режима течения газа: (1 =0,833 йе ' ~Ргкм — ю при Не ( 30; ю' 8=0,53 йод" Ргюдю а при ггеогзо до'50, а где Ргг е/Π— диффузионный критерий Прандтля; т — коэффициент кинематической вязкости газа при рабочих условиях, м/с; гг=0ю(Т/Тю) "(рю/р) — коэффициент диффузии улавливаемого газа в воздухе, м'/с; .О,— коэффициент диффузии прн Те=273 К и ро=!01,3 кПа, Для области изотермы адсорбции, в которой соблюдается уравнение Лэнгмюра (а=АВс(1+Ас)-', где А н В- — константы, зависящие от свойств адсорбента и адсорбируемого вещества), продолжительность адсорбции определяют по формуле где с, — содержание вещества в газовом потоке, равновесное с количеством вещества, равным половине а „кгггм'.
Для области изотермы адсорбцни, где величина адсорбцви практически ие зависит от содержания вещества в газовом потоке (т е. ажВ), продолжительность адсорбцин определяют по формуле Если полученное время защитного действия адсорбера отличается от заданного т на величину Ат, то длину аппарата меняют на ве- 12,а~а~ личину 5йю= и пересчитывают массу сорбента. Остальр„г"а„ ной расчет корректировки не требует. Адсорбцня эффективна при удалении больших концентрапнй загрязняющих веществ (при этом необходима высокая адсорбпи- 119 онная емкость или большая масса адсорбента). В тех случаях, когда концентрации загрязнителей невелики и обработке подвергается большое количество воздуха, адсорбция может оказаться эффективной для удаления летучих углеводородов и органических растворителей.
Этот метод применим в случаях, когда загрязняющий газ трудно или невозможно сжечь, когда необходима гарантированная рекуперация достаточно ценной примеси, когда нужно удалить пары ядовитых веществ и предполагаемых канцерогенов. Адсорбцию широко используют при удалении паров растворителя нз отработанного воздуха при окраске автомобилей, органических смол и паров растворителей в системе вентиляции предприятий по производству стекловолокна и стеклотканей, а также паров эфира, ацетона и других растворителей в производстве нитроцеллюлозы и бездымного пороха. Адсорбентытакже применяют для очистки выхлопных газов автомобилей; для удаления ядовитых компонентов (например, сероводород из газовых потоков), выбрасываемых в атмосферу через лабораторные вытяжные шкафы; для удаления радиоактивных газов при эксплуатации ядерных реакторов, в частности радиоактивного иоЛа.
В некоторых случаях (например, при обработке горючих газов) для разрушения токсичных органических веществ может быть использовано дожигание. Однако применение этого метода затруднено тем, что концентрации органических примесей, распределенных в большом объеме воздуха, очень низки. Для того чтобы нагреть такой объем воздуха до температур, при которых проводится термическая нейтрализация, расходуется большое количество энергии Экономичность процесса дожигания может быть значительно повышена благодаря адсорбционному концентрированию загрязнений перед дожиганнем.
Адсорбционное концентрирование целесообразно при объемных концентрациях загрязнителя до 300 млн ', причем эффективность адсорбционной обработки резко возрастает с увеличением объема обрабатываемого газа. Термическая нейтрализация. Метод основан на способности горючих токсичных компонентов (газы, пары и сильно пахнущие вещества) окисляться до менее токсичных при наличии свободного кислорода и высокой температуры газовой смеси. Этот метод применяется в тех случаях, когда объемы выбросов велики, а концентрации загрязняющих веществ превышают 300 млн — '. Методы термической нейтрализации вредных примесей во многих случаях имеют преимущества перед методами адсорбции и абсорбции.
Отсутствие шламового хозяйства, небольшие габариты очистных установок, простота их обслуживания, а в ряде случаев и пожарная автоматизация их работы, высокая эффективность обезвреживания прн низкой стоимости очистки н другие положительные качества явились причиной их широкого распространения в машиностроительной промышленности. 120 Область применения метода термической нейтрализации вредных примесей ограничивается характером образующихся при окислении продуктов реакции. Так, прн сжигании газов, содержащих фосфор, галогены, серу, образующиеся продукты реакции по токсичности во много раз превышают исходный газовый выброс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
