Очистка отходящих газов от газовых примесей

Способы очистки от газообразных загрязнителей можно разделить на:

1) физико-химические — адсорбционные (физическая и хемосорбция), абсорбционные, радиационно-химические;

2) химические, включая каталитические;

3) биохимические.

Абсорбция заключается в разделении газо-воздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов (абсорбатов) этой смеси жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора. В качестве поглощающих жидкостей используют водные растворы щелочей, кислот, растворы с добавками восстановителей или окислителей.

Адсорбция основана на физических свойствах некоторых твердых тел с ультрамикроскопической структурой извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой смеси. В качестве адсорбентов используют активированные угли, силикагели, гашеную и негашеную известь, соли кальция, соду, цемент, соли аммония, различные комбинации адсорбентов и т.д. Применяется для очистки от органических паров, удаления неприятных запахов газообразных примесей, очистки выхлопных газов автомобилей, удаления сероводорода, ртути, оксидов серы и азота из отходящих газов.

Радиационно-химические методы в их основе лежит воздействие на выбросы потоком ускоренных электронов. Как следствие, в них образуются валентно-ненасыщенные возбужденные частицы с положительными или отрицательными зарядами (ионы, радикалы) Под их воздействием в газах происходит радиолиз токсичных элементов, т.е. их химические превращения. Продукты радиолиза нетоксичны. Область применения — очистка газов от оксидов азота и серы. При облучении топочных газов ТЭС резко возрастает скорость их окисления до азотного и серного ангидрида с последующим образованием азотной и серной кислот. Если одновременно к газам добавить аммиак, то в качестве конечных продуктов появятся не кислоты, а сульфат и нитрат аммония. Образующиеся аммонийные соли улавливаются в электрофильтрах и могут быть использованы как удобрения.

Химические методы удаления газовых примесей осуществляется обычно в жидких или газообразных фазах.

При жидкофазной очистке в качестве активной среды часто используют водные или другие растворы веществ, химически взаимодействующих с поглощаемым компонентом. Как правило, это растворы электролитов (кислот, щелочей, солей), образующих с газовой примесью малолетучие или малорастворимые химические соединения. Например, очистка от оксида азота щелочным растворителем. Очистка от сернистого ангидрида сульфит-бисульфитными методами. Растворы регенерируют, нагревая их до кипения. При нагревании бисульфита натрия образуются концентрированный сернистый ангидрид и сульфит натрия. При регенерации сульфит аммония разлагается на аммиак, воду и сернистый ангидрид.

Газофазные методы, основаны на нейтрализации вредных примесей с переводом их в менее опасные соединения. Большая часть их относится термическим, т.е. проводится при высокой температуре.

Выделяют три основных варианта термической нейтрализации газовых выбросов: сжигание, термическое окисление и термокатализ.

Сжигание — окислительный термический процесс автогенного характера. Автогеность означает, что теплоты выделяемой при окислении отхода, достаточно для поддержания горения и дополнительного топлива для этого не требуется (температура процесса 600-800 ^оС).

Термическое окисление требует дополнительного источника тепла (топлива), т.к. в отходящих газах недостаточно горючих примесей и кислорода (подмешивание свежего воздуха, нагрев отходящих газов, добавление топлива).

Термокаталитические реакции являются частным случаем сжигания или термического окисления, отличаясь лишь применением катализаторов. Катализатор, взаимодействуя с одним из реагирующих соединений, образует промежуточное вещество, которое распадается с образованием продукта регенерированного катализатора. К наиболее эффективным относят композиции на базе благородных металлов платины, палладия.

Биохимические методы здесь используют два типа аппаратов: биоскрубберы и биофильтры.

Биоскрубберы аппараты в которых абсорбентом служит водная суспензия микроорганизмов активного ила. Содержащиеся в очищаемых газах вредные вещества улавливаются и расщепляются ею.

В биофильтрах очищаемый газ пропускают через слой насадки, орошаемый водой до влажности, достаточной для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов. Насадкой служат природные (почва, торф, компост) и искусственные материалы.

Контрольные вопросы.

1. Очистка отходящих газов от пыли.

2. Очистка отходящих газов от газовых примесей.