Инженерно-технические методы очистки воздушных выбросов

Инженерно-технические методы очистки воздушных выбросов

Физические методы - механические, электрические, химические - за счет взаимодействия газообразных веществ с другими с образованием менее вредных соединений, физико-химические, например каталитические, абсорбционные, адсорбционные и биологические - с помощью растительности, микроорганизмов. Например одно взрослое дерево липы за сутки обезвреживает десятки килограммов оксида серы, почвенные микроорганизмы при температуре 15-35 ° Цельсия на одном квадратном метре аккумулируют в сутки до 80 г оксидов углерода.

Из физических методов чаще всего используют гравитационные пылеочистные камеры, в которых твердые частицы (пыль) оседают под действием силы тяжести при снижении скорости потока воздуха. Такие устройства дешевы, но коэффициент полезного действия (КПД) не более 50% их используют для предварительной очистки.

Инерционные сепараторы - устройства, работающие на принципе резкого изменения направления движения и скорости газового потока, и пыль при этом оседает. Производительность может составлять от 40 до 600 куб. м в час.

Циклонные сепараторы работают на принципе возникновения центробежного ускорения, которое отталкивает пылинки к внутренней поверхности стенки и они оседают. Чаще всего используют следующие разновидности этого типа пылеуловителей: горизонтальные, в которых газа оказывают вихороподибний круговое движение; вертикальные в виде трубы, в которую поток подают вращательным движением снизу, пыль оседает, а очищенный газ отводится вверх; ротационные, которые являются разновидностью циклонного сепаратора, в котором газовый поток движется спиралевидно вверх, а твердые частицы скапливаются в его центре и приходят вниз под действием силы тяжести.

Аппараты мокрой очистки, или скруббера, работающие на принципе промывки газового потока растворителем, чаще водой. Это могут быть водяные завесы, которые используют при окрашивании для улавливания пылевидных частиц краски, для поглощения тех газов, которые могут растворяться в воде или взаимодействовать с ней. Недостатком может быть потеря воды и укупоривания водных отверстий устройства. Выделяют барботажные, пенные устройства, производительность которых от 2 до 45 тыс. куб. м газа в час, КПД - до 99%. Кроме этого эффективно работают ударно-инерционные устройства, ротоклоны и срубберы ударного действия. Их производительность от 2,5 тыс. до 100 куб. м газа в час при КПД до 98%.

Электростатические методы очистки основаны на пропускании запыленного газа через систему электродов с напряжением 50 тыс. вольт, на которые налипает пыль, например мучная, сахарная, образующих пожаро-взрывную опасность. Такие устройства дороже других, но выгода в низких эксплуатационных расходах. Потребление электроэнергии от 300 до 600 ватт на 10 тыс. м3 газа.

Механические пористые фильтры работают по принципу домашнего пылесоса, обеспечивают высокое качество очистки. Недостатки - высокая стоимость эксплуатации, частая замена фильтров.

Абсорбционный метод основан на способности жидкости (вода) поглощать газ без образования другого вещества, то есть газ только растворяется, например хлористый водород, аммиак. Этот метод предполагает десорбцию - регенерацию газа из раствора для его дальнейшего использования.

Хемосорбции - основан на поглощении газов жидкостными (водные растворы щелочей, кислот) или твердыми поверхностями с образованием новых химических соединений. Например 3%-й раствор едкого натрия эффективно поглощает хлористый водород, оксиды азота, серы. В среде хемосорбция активно проявляется над морской поверхностью, имеет щелочную среду и обладает способностью активно поглощать газы кислотного характера.

Адсорбционный метод поглощения основан на способности некоторых твердых веществ (активированный уголь, полимерные ионообменные смолы) поглощать газ поверхностью без изменения его химического состава.

Химические методы основаны на способности вещества, содержащегося в газовом потоке, вступать в химические реакции с другими веществами-кислотами, щелочами, кислородом (сжигание - термический метод). Часто эти методы используются с другими в комплексе и достигают КПД до 99%.

Использование промышленных вентиляторов для очистки воздуха.

Физико-химические методы, или каталитические, основанные на способности некоторых веществ ускорять химические реакции, например окислы марганца, меди, хрома, ванадия, алюминия, железа или металлов - платина, палладий, серебро. Их используют для очистки газов от угарного газа, углеводородов в термическом методе.

Метод эффективен для уменьшения вредности газовых выбросов не только промышленного происхождения, а автомототранспорта, который дает почти 60% от общих выбросов. Так, при сгорании в двигателе автомобиля тонны бензина образуется около 40 кг угарного газа, 35 кг углеводородов (несгоревший бензин), 20 кг оксидов азота, около 2 кг оксидов серы, 1 кг альдегидов и 0,1-0,2 кг соединений свинца . При неисправности двигателя количество вредных веществ увеличивается на 20-50%. Итак, исходя из высокой температуры выхлопных автомобильных газов, к ним можно применить химические, каталитические методы, чтобы уменьшить их концентрацию, а следовательно, токсичность. Для этого нужно применять специальные устройства в выхлопной трубе.

Таким образом, существуют эффективные методы очистки газовых выбросов, уменьшения их токсичности, которые нужно обязательно применять в промышленности, на автомобильном транспорте.