Действие аппаратов
мокрой очистки газов основано на захвате
частиц пыли жидкостью, которая уносит
их из аппаратов в виде шлама. Процессу
улавливания пыли в мокрых пылеуловителях
способствует конденсационный эффект
– укрупнение частиц пыли за счет конденсации
на них водяных паров. Поскольку в этих
аппаратах процесс пылеочистки обычно
сопровождается процессами абсорбации
и охлаждения газов, они применяются и
в качестве теплообменных аппаратов, и
для очистки газообразных составляющих.
Обычно в качестве орошающей жидкости,
если не требуется химическая очистка,
используется вода. Часто аппараты мокрой
очистки газов используются в качестве
предварительной ступени перед аппаратами
других типов.
Аппараты мокрой очистки
газов называются пенными газоочистителями
и скрубберами, они подразделяются на
полые и насадочные, центробежные, динамические,
турбулентные. Скрубберы (рис. 15) удаляют
частицы размером более 10 мкм, а пенные
газоочистители улавливают частицы размером
до 2 мкм. Они применяются на участках
окраски изделий и нанесения полимерных
покрытий в замкнутых системах воздухопользования.
Эффект очистки составляет 90–99 %. Фильтрация основана на пропускании
запыленного газового потока через фильтрующий
материал. Фильтрацию применяют для сверхтонкой
очистки атмосферного воздуха от древесной,
асбоцементной, абразивной пыли, золы,
сажи, частиц металлов, их оксидов, ангидридов.
В зависимости от фильтрующего материала,
фильтры принято делить на тканевые, волокнистые,
пористые и зернистые (из сыпучих материалов).
В тканевых фильтрах используют не только
ткани, но и нетканые материалы, такие
как войлок или фетр. Фильтры из хлопчатобумажных
тканей применяются для фильтрации нейтральных
и щелочных газов при относительно невысокой
температуре. В волокнистых фильтрах применяют
набивные слои из натуральных или синтетических
волокон, шлаковаты, стружки металлов
или полимерных материалов, а так же сформированные
слои (фильтровальная бумага, картон).
Широкое распространение получили фильтры
из синтетического и стеклянного волокна.
Они обладают высокой термостойкостью
и механической прочностью. Наиболее распространенными
пылеулавливающими аппаратами, работающими
по методу фильтрации, являются рукавные
фильтры, которые представляют из себя мешок, натянутый
на трубчатую раму. Для очистки воздуха
от туманов кислот, щелочей, масел и других
жидкостей применяют волокнистые фильтры
– туманоулавители улавливающие частицы
размером менее 3 мкм, принцип действия
которых основан на осаждении капель на
поверхности волокон с последующим стеканием
жидкости под действием сил тяжести. Эффективность
очистки составляет 90–99 %.
Физические методы
базируются на использовании электрических
и электростатических полей, процессов
охлаждения, конденсации и кристаллизации.
Электростатическая очистка газов осуществляется
в вертикальных и горизонтальных электрофильтрах,
она основана на электризации загрязняющих
частиц размером до 0,1 мкм и выделении
их из газа под действием электрического
поля (до 50 кВ), создаваемого специальными
электродами.
Электрофильтры –
одно- или двухсекционные аппараты прямоугольной
формы (рис. 18). Корпуса аппаратов – стальные,
покрытые снаружи теплоизоляцией. Активная
зона электрофильтров состоит из осадительных
электродов (плоских полотен, набранных
из пластинчатых элементов специального
профиля) и коронирующих электродов (трубчатых
рам, в которых натянуты коронирующие
элементы). Расстояние между соседними
осадительными электродами (300 мм) является
также шириной единичного газового прохода.
Удаление уловленной пыли с электродов
– механическое, путем периодического
встряхивания их ударами молотков
По способу удаления
осаждающихся на электродах частиц различают
сухие и мокрые электрофильтры. Сухие
электрофильтры используются для удаления
сухой пыли, а мокрые применяют для очистки
газов от паров кислот: серной, соляной,
азотной. Эффект очистки составляет 97–99
%.
Физико-химические
методы основаны на физико-химических
взаимодействиях загрязнителей с очищающими
агентами. К таким методам относятся: абсорбция,
хемосорбция, адсорбция, каталитический
метод, термический метод.
Абсорбция основана
на разделении газовоздушной смеси на
составные части путем поглощения одного
или нескольких газовых компонентов этой
смеси жидким поглотителем (абсорбентом).
Для удаления из выбросов аммиака, хлористого
и фтористого водорода применяют воду.
Для удаления ароматических углеводородов
используют серную кислоту. В настоящее
время наибольшее распространение в качестве
абсорберов получили скрубберы-абсорберы.
Адсорбция основана
на извлечении из газов смесей вредных
примесей с помощью твердых адсорбентов.
Наиболее широко в качестве адсорбента используется
активированный уголь, кроме того, существуют
и такие сорбенты, как активированный
глинозем, силикагель, активированный
оксид алюминия, синтетические цеолиты.
Некоторые адсорбенты пропитывают реактивами,
повышающими эффективность адсорбции
и превращающими вредную примесь в безвредную
за счет происходящей на поверхности адсорбента
хемосорбции. Основным очистным оборудованием
являются вертикальные, горизонтальные,
скрубберы – адсорберы.
Хемосорбция основана
на поглощении газов и паров жидкими и
твердыми поглотителями с образованием
химических соединений. Этот метод используется
для удаления из выбросов сероводорода
и окислов азота. В качестве очистного
оборудования используются скрубберы,
а химическими поглотителями являются
мышьякощавелевые и этаноламиновые растворы.
Каталитический метод очистки
заключается в селективном ускорении
химической реакции и превращении загрязнителя
в безвредное вещество. Для снижения токсичности
выхлопных газов применяют каталитические
нейтрализаторы, в которых загрязненный
воздух пропускают над катализатором,
чаще всего оксидом алюминия. С помощью
такого очистного оборудования можно
очистить воздух от угарного газа, углеводородов,
окислов азота. В жидкостных нейтрализаторах
применяют для уменьшения содержания
альдегидов и оксидов азота 10 %-ные водные
растворы Na2SO3 или NaHSO4 с добавкой
0,5 %-ного основного реагента для предохранения
от преждевременного окисления. Таким
методом может быть достигнута полная
очистка газов от альдегидов, а содержание
оксидов азота снижено на 70 %.
Термический метод основан на дожигании
и термической деструкции вредных веществ
в выбросах. Используется в том случае,
когда вредные примеси в выбросах горючи.
Этот метод применяют для очистки выбросов
от лакокрасочных и пропиточных участков.
Системы термического и огневого обезвреживания
обеспечивают эффективность очистки до
99 %.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
ИСТОЧНИКОВ
Константинов В.М. Охрана
природы. М.: Издательский центр «Академия»,
2010. – 240 с.
Коробкин В.И., Передельский
Л.В. Экология для студентов ВУЗов. Ростов-на-Дону,
Феникс, 2010. – 575 с.
Петров В.В. Экологическое
право России. М.: БЕК, 2009. – 557 с.