Методы очистки воздуха от вредных примесей.
 
 
Методы, применяемые для очистки воздуха от пылевых и газообразных загрязнителей, и требуемая эффективность очистки определяются в первую очередь санитарными и технологическими требованиями и зависят от физико-химических свойств самих примесей, от состава и активности реагентов и от конструктивного решения устройств, применяемых для очистки. В связи с этим применяемые методы очистки весьма разнообразны и отличаются как по конструкции аппаратов, так и по технологии обезвреживания.

Промышленные газообразные отходы, содержащие токсичные элементы в виде пыли или тумана, очищают в механических пылеуловителях (сухих и мокрых), фильтрах или электрофильтрах. Для тонких аэрозолей (древесная, табачная, мучная и угольная пыль) кроме механических пылеуловителей применяют адсорбционную очистку, или сжигание.

Промышленные газообразные отходы, содержащие токсичные элементы в виде паров и газовых примесей, очищают в специальных промывных камерах или адсорбционных очистителях с последующим дожиганием. Для обезвреживания этих же видов вредных выделений применяют конденсационную очистку, каталитическое дожигание и другие методы очистки.

Очистку газообразных выбросов от пыли или тумана на практике осуществляют в различных по конструкции аппаратах, которые можно разделить на четыре основные группы:

1) механические пылеуловители (пылеотстойные или пылеосадочные камеры, инерционные пыле- и брызгоуловители, циклоны и мультициклоны). Аппараты этой группы применяют обычно для предварительной очистки газов;

2) мокрые пылеуловители (полые, насадочные или барботажные скрубберы, пенные аппараты, трубы Вентури и др.). Эти устройства более эффективны, чем сухие пылеуловители;

3) фильтры (волокнистые, ячейковые, с насыпными слоями зернистого материала, масляные и др.). Наиболее распространены рукавные фильтры;

4) электрофильтры — аппараты тонкой очитки газов—улавливают частицы размером от 0,01 мкм. Эффективность электрофильтра может достигать 99,9%.

Обычно необходимая степень ояистки может быть обеспечена лишь комбинированной установкой, включающей несколько аппаратов одного или разных типов.


Принцип работы и конструктивные особенности уловителей пыли рассмотрены в гл. XIII.

Аппараты для очистки выбросов от газов и паров по принципу действия резко отличаются от обеспыливающих установок. Метод обработки воздуха выбирают в зависимости от физических и химических свойств вредных газов, их концентрации. Эти методы основаны на трех основных принципах: дожигании, абсорбции и адсорбции. Существуют также методы конденсационный и электрический.

Метод сжигания (дожигания) примесей применяют в тех случаях, когда их возвращение в производство невозможно или нецелесообразно.

Термическое дожигание применяют главным образом при высокой концентрации примесей (превышающей пределы воспламенения) и значительном содержании в газах кислорода. Температура горения 800—г 1100° С.

В последнее время получило развитие каталитическое дожигание. При этом методе обработки воздуха температура окисления не превышает 250—300° С. Каталитическая очистка в 2—3 раза дешевле высокотемпературного дожигания при более высокой эффективности процесса. Схема установки для каталитической очистки приведена на рис. XXIV. 1. Наличие теплообменника снижает расход энергии и обеспечивает непрерывность процесса. Каталитическое дожигание целесообразно использовать при низких концентрациях вредных веществ, близких к пределу воспламенения. Присутствие катализатора обеспечивает экзотермическое окисление органических соединений при более низкой температуре, чем температура самовоспламенения.

В качестве катализаторов используют металлы или металлические соединения (платину и металлы того же ряда, окись меди и др.)- Так как каталитическое горение является поверхностным, для его осуществления достаточно незначительного количества катализатора, расположенного так, чтобы обеспечивалась максимальная поверхность контакта. Например, тонкий слой платины, нанесенный на ленту хромированного никеля или на фарфоровые пластинки. Эффективность реакции возрастает с повышением температуры. Для каждой реакции характерна определенная температура, называемая температурой начала реакции, ниже которой катализатор становится неактивным. Верхним пределом является температура, при которой катализатор разрушается.

Каталитические способы окисления примесей широко применяют в лакокрасочном производстве, при эмалировке, прокаливании литейных стержней, в типографском производстве, в химическом , производстве, на нефтеперерабатывающих заводах, для нейтрализации окислов азота и т. д.

Абсорбционный метод очистки газообразных выбросов основан на поглощении жидкими реагентами токсичных газов и паров из их смесей с воздухом. Эффективность данного метода колеблется в широких пределах в зависимости от вида поглощаемого вещества и поглотительного раствора. В качестве абсорбента чаще всего используют воду. Имеются нереагирующие растворители, которые растворяют газы без химических реакций, и реагирующие, т. е. удаляющие вредные газы путем химической реакции с ними и нейтрализации их. В качестве аппаратов могут использоваться скрубберы, трубы Вентури, циклонные про-мыватели, оросительные камеры. Схема абсорбционной установки в виде оросительной камеры с насадкой показана на рис. XXIV.2.

Адсорбционный метод основан на поглощении вредных газов и паров с помощью твердых сорбентов (активированных углей, силикагелей, цеолитов и др.). Наиболее часто этот метод применяется для улавливания и возвращения в производство паров органических растворителей (рекуперация).

Здесь используются физические свойства некоторых пористых твердых тел с ультрамикроскопической структурой, которая делает их способными выборочно извлекать газы из воздушной смеси и удерживать их на своей поверхности. Наиболее распространенный адсорбер — активированный уголь.

Этот метод очистки воздуха широко применяется для уничтожения запахов, выделяемых предприятиями пищевой промышленности, кожевенными и текстильными фабриками или же установками по переработке природного газа, а также при производстве пестицидов, клеящих веществ, удобрений, фармацевтических продуктов и т. п. При чистом сорбенте эффективность очистки достигает 98%, при загрязненном снижается до 90%.

Несмотря на все принимаемые меры, не всегда удается полностью очистить выбросы. Поэтому возникает необходимость отделять промышленные предприятия от жилой застройки санитарно-защитными зонами и проводить расчеты рассеивания вредных веществ в атмосфере.