Методы очистки газов

Фізичні методи - механічні, електричні, хімічні - за рахунок взаємодії газоподібних речовин з іншими з утворенням менш шкідливих сполук, фізико-хімічні, наприклад каталітичні, абсорбційні, адсорбційні та біологічні - за допомогою рослинності, мікроорганізмів. Наприклад одне доросле дерево липи за добу знешкоджує десятки кілограмів оксиду сірки, ґрунтові мікроорганізми при температурі 15-35° Цельсія на одному квадратному метрі акумулюють за добу до 80 г оксидів вуглецю.

З фізичних методів найчастіше використовують гравітаційні пилоочисні камери, в яких тверді частинки (пил) осідають під дією сили тяжіння при зниженні швидкості потоку повітря. Такі пристрої дешеві, але коефіцієнт корисної дії (ККД) не більше 50% і їх використовують для попереднього очищення.

Інерційні сепаратори - пристрої, що працюють на принципі різкої зміни напряму руху та швидкості газового потоку, і пил при цьому осідає. Продуктивність може складати від 40 до 600 куб. м за годину.

Циклонні сепаратори працюють на принципі виникнення відцентрового прискорення, яке відштовхує пилинки до внутрішньої поверхні стінки і вони осідають. Найчастіше використовують такі різновиди цього типу пилоуловлювачів: горизонтальні, в яких газу надають вихороподібний круговий рух; вертикальні у вигляді труби, в яку потік подають обертовим рухом знизу, пил осідає, а очищений газ відводиться вгору; ротаційні, які є різновидом циклонного сепаратора, в якому газовий потік рухається спіралеподібно вверх, а тверді частинки скупчуються в його центрі і спадають вниз під дією сили тяжіння.

Апарати мокрої очистки, або скруббери, працюють на принципі промивання газового потоку розчинником, найчастіше водою. Це можуть бути водяні завіси, які використовують при фарбуванні для вловлювання пиловидних частинок фарби, для поглинання тих газів, які можуть розчинятися у воді або взаємодіяти з нею. Недоліком може бути втрата води та закупорювання водяних отворів пристрою. Вирізняють барботажні, пінні пристрої, продуктивність яких від 2 до 45 тис. куб. м. газу за годину, ККД - до 99%. Крім цього ефективно працюють ударно-інерційні пристрої, ротоклони та сруббери ударної дії. Їх продуктивність від 2,5 тис. до 100 куб. м газу за годину при ККД до 98%.

Електростатичні методи очистки засновані на пропусканні запиленого газу через систему електродів з напругою до 50 тис. вольт, на які налипає пил, наприклад мучний, цукровий, які утворюють пожеже-вибухову небезпеку. Такі пристрої дорожчі за інші, але вигода в низьких експлуатаційних видатках. Споживання електроенергії від 300 до 600 ват на 10 тис. м³ газу.

Механічні пористі фільтри працюють за принципом домашнього пилососа, забезпечують високу якість очистки. Недоліки - висока вартість експлуатації, часта заміна фільтрів.

Абсорбційний метод базується на здатності рідини (вода) поглинати газ без утворення іншої речовини, тобто газ тільки розчиняється, наприклад хлористий водень, аміак. Цей метод передбачає десорбцію - регенерацію газу з розчину для його подальшого використання.

Хемосорбція - базується на поглинанні газів рідинними (водні розчини лугів, кислот) або твердими поверхнями з утворенням нових хімічних сполук. Наприклад 3%-й розчин їдкого натрію ефективно поглинає хлористий водень, оксиди азоту, сірки. У природному середовищі хемосорбція активно проявляється над морською поверхнею, яка має лужне середовище і має здатність активно поглинати гази кислотного характеру.

Адсорбційний метод поглинання заснований на здатності деяких твердих речовин (активоване вугілля, полімерні іонообмінні смоли) поглинати газ поверхнею без зміни його хімічного складу.

Хімічні методи базуються на здатності речовини, що міститься в газовому потоці, вступати в хімічні реакції з іншими речовинами -кислотами, лугами, киснем (спалювання - термічний метод). Часто ці методи використовують з іншими в комплексі і досягають ККД до 99%.

Фізико-хімічні методи, або каталітичні, базуються на здатності деяких речовин прискорювати хімічні реакції, наприклад оксиди марганцю, міді, хрому, ванадію, алюмінію, заліза або металів - платина, паладій, срібло. Їх використовують для очищення газів від чадного газу, вуглеводнів у термічному методі.

Метод є ефективним для зменшення шкідливості газових викидів не тільки промислового походження, а й автомототранспорту, який дає майже 60% від загальних викидів. Так, при згорянні в двигуні автомобіля однієї тонни бензину утворюється близько 40 кг чадного газу, 35 кг вуглеводнів (незгорілий бензин), 20 кг оксидів азоту, близько 2 кг оксидів сірки, 1 кг альдегідів та 0,1-0,2 кг сполук свинцю. При несправності двигуна кількість шкідливих речовин збільшується на 20-50 %. Отже, виходячи з високої температури вихлопних автомобільних газів, до них можна застосувати хімічні, каталітичні методи, щоб зменшити їх концентрацію, а отже, токсичність. Для цього треба застосовувати спеціальні пристрої у вихлопній трубі.

Таким чином, існують ефективні методи для очищення газових викидів, зменшення їх токсичності, які треба обов'язково застосовувати в промисловості, на автомобільному транспорті.

Дата добавления: 2015-07-12