Методы очистки воздуха от вредных газообразных примесей

 

2. Отчистка отходящих газов на заводах технического углерода

 

В промышленном производстве основная причина образования вредных  веществ – технологические процессы, связанные с переработкой исходного  сырья. Формирующиеся при этом вредные  вещества выделяются вместе с отходящими газами в атмосферу, загрязняя ее пылевидными отходами и токсическими соединениями. Для снижения вредных  органических, пылевидных и других компонентов отходящих газов  в промышленности применяют различные  методы их очистки, выбор которых  определяется составом и концентрацией  газов.

Углерод технический (сажа) – высокодисперсный продукт неполного  сгорания или частичного разложения углеводородов, содержащихся в природном  и промышленном газах, а так же в нефтяных и каменноугольных  маслах. Состоит главным образом  из углерода (не менее 90%); содержит 0,3 – 0,8 НІ; до 10% хемосорбированного ОІ; 0,05 – 0,5% минеральных примесей. Средний диаметр частиц (преимущественно сферической формы) 10 – 40 нм; плотность: 0,8 – 1,95 г/смі.

Применяемое в производстве сажи газообразное сырье содержит пыль, влагу, сероводород, нафталин и другие примеси, подлежащие удалению. Операции очистки газа от пыли, смолы и  влаги осуществляются чаще всего  на установках, где этот газ получается. Для очистки газа от пыли применяются  пылеосадительные камеры, принцип работы которых основан на осаждении  частиц пыли при изменении скорости или направления газа. Более полная очистка газа от пыли достигается  в батарейных циклонах, в которых  взвешенные в газе частицы под  действием центробежной силы отбрасываются  к стенкам циклона и выпадают в его нижней части. Для очистки  увеличенных капель смолы газ  пропускают через каплеуловитель, заполненный  насадкой. Освобождение газа от паров  воды производится путем охлаждения. Очистка газа от нафталина и сероводорода может осуществляться сухими способами (для очистки применяются твердые  вещества) и мокрыми способами (для  очистки применяются растворы).

При очистке коксового  газа от паров нафталина используют каменноугольное или соляровое  масло. Очистка коксового и естественного  газа от сероводорода может осуществляться твердыми поглотителями – гидратом окиси железа (являющимся составной  частью болотной руды) в присутствии  гашеной извести. Наиболее распространенными  методами очистки газа, используемого  для производства сажи, являются этаноламиновый и мышьяково-содовый. При очистке  газа от сероводорода этаноламиновым способом одновременно с сероводородом  улавливается и двуокиси углерода, наличие которой в газе отрицательно сказывается на процессе сажеобразования.

 

 

Заключение

 

На практике реализуются  следующие варианты защиты атмосферного воздуха:

вывод токсичных веществ  из помещений общеобменной вентиляцией;

локализация токсичных веществ  в зоне их образования местной  вентиляцией, очистка загрязненного  воздуха в специальных аппаратах  и его возврат в производственное или бытовое помещение, если воздух после очистки в аппарате соответствует  нормативным требованиям к приточному воздуху;

локализация токсичных веществ  в зоне их образования местной  вентиляцией, очистка загрязненного  воздуха в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере;

очистка технологических  газовых выбросов в специальных  аппаратах, выброс и рассеивание  в атмосфере; в ряде случаев перед  выбросом отходящие газы разбавляют атмосферным воздухом;

очистка отработавших газов  энергоустановок, например, двигателей внутреннего сгорания в специальных  агрегатах, и выброс в атмосферу  или производственную зону (рудники, карьеры, складские помещения и  т. п.)

Для соблюдения ПДК вредных  веществ в атмосферном воздухе  населенных мест устанавливают предельно  допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ  из систем вытяжной вентиляции, различных  технологических и энергетических установок.

Аппараты очистки вентиляционных и технологических выбросов в  атмосферу делятся на: пылеуловители (сухие, электрические, фильтры, мокрые); туманоуловители (низкоскоростные  и высокоскоростные); аппараты для  улавливания паров и газов (абсорбционные, хемосорбционные, адсорбционные и  нейтрализаторы); аппараты многоступенчатой очистки (уловители пыли и газов, уловители туманов и твердых  примесей, многоступенчатые пылеуловители). Их работа характеризуется рядом  параметров. Основными из них являются активность очистки, гидравлическое сопротивление  и потребляемая мощность.

Широкое применение для очистки  газов от частиц получили сухие пылеуловители - циклоны различных типов.

Электрическая очистка (электрофильтры) - один из наиболее совершенных видов  очистки газов от взвешенных в  них частиц пыли и тумана. Этот процесс  основан на ударной ионизации  газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. Для этого  применяют электрофильтры.

Для высокоэффективной очистки  выбросов необходимо применять аппараты многоступенчатой очистки. В этом случае очищаемые газы последовательно  проходят несколько автономных аппаратов  очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки.

Такие решения находят  применение при высокоэффективной  очистке газов от твердых примесей; при одновременной очистке от твердых и газообразных примесей; при очистке от твердых примесей и капельной жидкости и т. п. Многоступенчатую очистку широко применяют в системах очистки воздуха с его последующим  возвратом в помещение.

Абсорбционный способ очистки  газов, осуществляемый в установках-абсорберах, наиболее прост и дает высокую  степень очистки, однако требует  громоздкого оборудования и очистки  поглощающей жидкости. Основан на химических реакциях между газом, например, сернистым ангидридом, и поглощающей  суспензией (щелочной раствор: известняк, аммиак, известь). При этом способе  на поверхность твердого пористого  тела (адсорбента) осаждаются газообразные вредные примеси. Последние могут  быть извлечены с помощью десорбции  при нагревании водяным паром.

Способ окисления горючих  углеродистых вредных веществ в  воздухе заключается в сжигании в пламени и образовании СО2 и воды, способ термического окисления - в подогреве и подаче в огневую горелку.

Каталитическое окисление  с использованием твердых катализаторов  заключается в том, что сернистый  ангидрид проходит через катализатор  в виде марганцевых составов или  серной кислоты.

Для очистки газов методом  катализа с использованием реакций  восстановления и разложения применяют  восстановители (водород, аммиак, углеводороды, монооксид углерода). Нейтрализация  оксидов азота NOx достигается применением  метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации  на втором этапе образующегося монооксида углерода.

Перспективен сорбционно-каталитический способ очистки особо токсичных  веществ при температурах ниже температуры  катализа.

Адсорбционно-окислительный  способ также представляется перспективным. Он заключается в физической адсорбции  малых количеств вредных компонентов  с последующим выдуванием адсорбированного вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического или термического дожигания.

В крупных городах для  снижения вредного влияния загрязнения  воздуха на человека применяют специальные  градостроительные мероприятия: зональную  застройку жилых массивов, когда  близко к дороге располагают низкие здания, затем - высокие и под их защитой - детские и лечебные учреждения; транспортные развязки без пересечений, озеленение.

Для повышения эффективности  санитарно-защитных зон на их территории высаживают древесно-кустарниковую  и травянистую растительность, снижающую  концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, интенсивно загрязняющих атмосферный  воздух вредными для растительности газами, следует выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и  травы с учетом степени агрессивности  и концентрации промышленных выбросов. Особо вредны для растительности выбросы предприятий химической промышленности (сернистый и серный ангидрид, сероводород, серная, азотная, фтористая и бромистая кислоты, хлор, фтор, аммиак и др.), черной и  цветной металлургии, угольной и  теплоэнергетической промышленности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Варенков А. Н., Костиков В. И. Химическая экология и инженерная безопасность металлургических производств: Учебное пособие. – М.: Интернет Инжиниринг, 2000. – 382 с.
2. Загрязнение атмосферного воздуха. Окружающая среда. Энциклопедический словарь-справочник. Т. 1, 2. М.: Прогресс, 1999 г.
3. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология. – М.: Издательский дом «Дрофа», 1995 г.
4. Чернова Н.М., Былова А.М., Экология: Учебное пособие. – М.: Просвещение, 1988 г.
5. Чуйкова Л. Ю. «Общая Экология» – М.: Астрахань, 1996 г.

Размещено на Allbest.ru