Методы очистки отработанного воздуха и химзагрязненные водой

Для очистки воздуха прим-ют методы абсорбции ж-ями, адсорбции твердыми поглотителями и методы каталитического окисления.

Метод абсорбции ж-ью основан на избирательной растворимости вредных примесей или на их взаим-ии с активными компонентами жидкого поглотителя. Данный метод прим-ют для извлечения из газов диоксидов углерода, сероводорода и других сернистых соединений, оксидов азота, паров кислот и разнообразных орг-их соединений.

Метод адсорбции твердыми поглотителями основан на избирательном поглащении отдельных компонентов из пара газовой смеси адсорбентами, которые представляют собой твердые зернистые материалы с большой удельной пов-ью. В качестве сорбентов прим-ют активированный уголь, силикагель, алюмогель, природные и синтетические цеолиты.

Каталитическое окисление основано на р-ях в присутствии твердых кат-ров. В результате р-ий примеси, содержащиеся в газе превращаются либо в экологически безвредное соединение, либо в соединение легкоудаляемой из газа.

К жидким отходам относятся загрязненные растворители, различные фильтраты, кубовые остатки, отработанные к-ты, масла и орг-ие теплоносители и сточные воды.

Сточные воды очищают мех-ми, физико-хим-ми, биохим-ми и термическими методами.

Мех-ие методы в основном включают в себя отстаивание, осветление и фильтрование.

К физико-химическим относятся – дистилляция, ректификация, ионный обмен, обратный осмос.

Биохимические методы прим-ют для обработки стоков, содержащие орг-ие соединения в растворенном или тонко-дисперсном виде.

31. Химическая переработка топлива.

Топливом называют существующие в природе искусственно-изготовленные горючие орг-ие в-ва, являющиеся источником тепловой энергии и сырьем для хим-ой промыш-ти.

По прирлде процессов, протекающих в топливах при их использовании, они делятся на ядерные и хим-ие. В ядерных топливах энергия выделяется в результате деления ядер тяжелых элементов, процесса воспроизв-ва ядерного топлива и управляемого ядерного синтеза между ядрами легких элементов.

В хим-их топливах энергия выдел-ся в результате протекающих их экзотермических р-ий окисления, восстановления.

1)химические топлива подраздел-ся по происхождению:

-природные(уголь, нефть)

-искуственные(кокс, технологические газы)

2)по агрегатному состоянию:

-жидкие

-газообразные

-твердые.

3)по составу:

-однокомпонентные, в которых окислители и горючее находится в одной фазе

-многокомпонентные, в которых окислитель и горючее составляет разные фазы.

4)в зависимости от назначения хим-ое топливо делится на:

-энергетическое, используемое для выработки тепловой и эл-ой энергии.

-технологическое, используемое непосредственно в аппаратах хим-ой промыш-ти.

Доля хим-го топлива в мировом энергетическом балансе составляет около 90%. В настоящее время около 70% мирового энергопотребления покрывается засчет использования нефти и газа. Эффективность исп-ия хим-го топлива в качестве источника энергии зависит от условий сжигания состава топлива.

Все природные хим-ие топлива состоят из горючей массы, минеральных в-в и воды. После удаления влаги получают обезвоженное топливо или сухое топливо.

Горючая часть топлива включает в-ва, содержащие углерод и водород и окисляемые соединения серы(орг-ие и неорг-ие сульфиды).

Минеральные в-ва топлива представляют различные соли металлов, образующие при сжигании топлива золу.

Для исп-ия в качестве хим-го сырья твердого топлива большое значение имеет содержание в нем летучих в-в, т.е. в-в которые удаляются из топлива при нагревании его до определенной температуры без доступа воздуха.

Энергетической характеристикой топлива яв-ся его теплотворная способность, которая показывает кол-во тепла, получаемое при сжигании единицы массы или объема топлива.

Методы переработки топлива имеют много общего. Большое распространение получили методы пирогенетической переработки топлива, при которой физ-ие и хим-ие превращения протекают при высоких температурах.

Пирогенетическая переработка может протекать по 3-м основным уравнениям:

-газификация

-гидрирование

-нагрев без доступа воздуха, который наз-ся сухой перегонкой или пиролизом.

1)газификацией топлива наз-ся процесс, при котором органическая часть твердого топлива превращ-ся в горючие газы при взаимодействии с воздухом, водяным паром, кислородом или другими газами. Она позволяет получать из малоценного топлива генераторные газы, которые представляют собой беззольная транспортабельное топливо и сырье для ХП. В зависимости от применяемого для газификации газообразного агента получают следующие генераторные газы(воздушный, паровоздушный, парокислородный, которые отличаются друг от друга по составу и св-вам)

В этих газах могут содержаться такие горючие компоненты, как водород, окись углерода и метан. Газификацию проводят при температуре 900-1000 градусов. Такая высокая температура достигается засчет тепла экзотермической р-ии, взаимод-ия газифицирующих агентов с топливом.

2)гидрирование, или гидрогенизация – это переработка топлива, при котором под действием высокой температуры при действии водородов и их присутствия катализаторов происходят хим-ие р-ии, приводящие к образованию продуктов более богатых водородом, чем сырьем. Высокие температуры при гидрировании достигаются при нагревании реагирующих в-в горючими газами через стенку или засчет тепла экзотермических р-ий и процессы гидрирования прим-ся при переработки жидких и твердых топлив.

3)сухая перегонка топлива происходит при нагревании топлива без доступа воздуха. Для процесса необходим подвод тепла извне и нагрев реакционных аппаратов производятся горячими дымовыми газами. Этой перегонки подвергаются твердые и жидкие топливо.

Переработка жидких топлив.

Важнейшие жидкие жидкие топлива – это нефть, а также жидкие продукты, получаемые при ее переработке.

Большинство нефтей представляют собой маслянистые ж-ти от темно-коричневого до темно-бурого цвета, которая зависит от содержания в них окрашенных смолистых в-в.

Св-ва нефти зависит от ее состава. Нефть в основном состоит из углерода(83-87%) и водорода(12-14%), которые входят в состав сложной смеси УВ. Кроме УВ-ой части в нефти имеется небольшая неуглеводородная часть и минеральные примеси.

1)УВ-часть состоит из парафиновых, нафтеновых и ароматических УВ. Непредельное соединение в нефти отсутствует, но встречается в продуктах ее переработки. Газообразные парафины от С1-С4 присутствуют в нефти в растворенном состоянии. При добыче нефти из недр земли на пов-ть, когда давление нефти сниж-ся газообразные УВ выдел-ся из нее в виде попутных газов. Жидкие парафины от С5-С15 сост-ют основную массу жидкой части нефти из жидких фракций, получаемых при ее переработке. Твердые парафины от С16 и выше расворены в нефти и могут быть выделены из нее.

2)неуглеводородная часть нефти состоит из сернистых, кислородных и азотистых орг-их соединений. Сера входит в состав меркаптанов, сульфидов и дисульфидов жирного ряда. По содержанию серы нефть делится на:

-малосернистые(до 0,5%)

-сернистые(0,5-2%)

-высокосернистые(выше 2%)

Кислородные соединения нефти сост-ют нафтеновые кислоты смолы и асфальтовые в-ва.

Смолы и асфальты – это продукты с высокой молекулярной массой. Они придают нефти темную окраску, химически неустойчивы и при нагревании легко разлагаются и коксуются и суммарное содержание кислорода и азота в нефти – от 0,5 до 1,7%.

3)минеральные примеси в нефти. К ним относятся:мех-ие, минеральные соли и зола. Вода в нефти находится 2-х видов: отделяемая от нефти при отстаивании и в виде стойких эмульсий, которые могут быть разрушены только специальными методами. Минеральные соли растворены в воде, содержащейся в нефти.

Продукты переработки нефти исп-ся, как в качестве целевых продуктов, так в качестве сырья для дальнейшей переработки. Все нефтепродукты можно разделить на следующин группы:

1.моторное топливо, в том числе корбюраторное для поршневых двигателей с зажиганием от эл-ой искры, и дизельное топливо для поршневых дизельных двигателей с воспламенением от сжатия.

2.котельное топливо для топок паровых котлов генераторных установок и металлургических печей.

3.реактивное топливо для авиационных реактивных и газотурбинных двигателей.

4.смазочные масла для смазки трущихся деталей машин с целью уменьшения трения и отвода тепла.

5.консистентность смазки для уменьшения трения между деталями, защиты коррозии, герметизации соединений, содержащих загустители.

6.продукты, используемые в нефтехимии.

Нефтепродукты, исп-ые в качестве топлив и смазочных материалов должны удовлетворять требованиям. Так основными эксплуатационными хар-ками нефтяных, смазочных масел яв-ся вязкость, вязко-температурные св-ва, маслянистость, подвижность при низких температурах, хим-ая стабильность, защитные св-ва. К аналогичным хар-кам топлив для двигателей внутреннего сгорания относятся детонационная стойкость, фракционный состав, хим-ая стабильность, антикоррозионные св-ва, а для дизельных топлив также вязкость, температура застывания и коксуемость.

Переработка газообразного топлива.

Газообразным наз-ся топливо, находящееся в состоянии газа при температуре и давлении его эксплуатации. По происхождению делится на:

-синтетические

-природные.

К природному относится различные природные горючие газы, которые представляют собой естественные смеси УВ различного состава и строения. К синтетическому относится разнообразные горючие газы, полученные при переработке жидкого и твердого топлива.

Состав газообразного топлива зависит от его природы, происхождения и способа получения. Природные газы состоят из метана с незначительным содержанием низших алканов, оксида углерода и азота.

В попутных газах содерж-ся значительное кол-во алканов от метана до пентана при относительно низком содержании метана.

Газы конденсатных месторождений по составу занимают промежуточное положение. Во всех УВ-ых газах в различных кол-вах содержится оксид углерода, сероводород, аргон и гелий. В состав газов нефтепереработки помимо алканов входят низшие алкены и водород. Газообразное топливо исп-ся в качестве источника энергии и сырья в ХП.

По сравнению с твердым оно имеет ряд преимуществ:

1)образование гомогенных систем с воздухом и минимальные потери теплоты с продуктами горения.

2)удобства и дешевизна транспортировки

3)легкость воспламенения.