For tiden er en lang rekke ulike metoder for å rense gasser fra tekniske forurensninger utviklet og testet i industrien: NOx, SO2, H2S, NH3, karbonmonoksid, ulike organiske og uorganiske stoffer.

Vi vil beskrive disse grunnleggende metodene og angi deres fordeler og ulemper.

a) Absorpsjonsmetode.

Absorpsjon er prosessen med å løse opp en gassformig komponent i et flytende løsningsmiddel. Absorpsjonssystemer er delt inn i vandige og ikke-vandige. I det andre tilfellet brukes vanligvis lavflyktige organiske væsker. Væsken brukes kun til absorpsjon én gang, eller den regenereres, og frigjør forurensningen i sin rene form. Ordninger med engangsbruk av en absorber brukes i tilfeller der absorpsjon fører direkte til produksjonen ferdig produkt eller halvprodukt. Eksempler inkluderer:

produksjon av mineralsyrer (SO3-absorpsjon i produksjonen av svovelsyre, absorpsjon

nitrogenoksider i produksjonen av salpetersyre),

oppnå salter (absorpsjon av nitrogenoksider med alkaliske løsninger for å produsere nitritt-nitratvæsker, absorpsjon vandige løsninger kalk eller kalkstein å få tak i

kalsiumsulfat),

andre stoffer (absorpsjon av NH3 av vann for å produsere ammoniakkvann, etc.).

Ordninger med gjentatt bruk av absorberen (sykliske prosesser) er mer utbredt. De brukes til å fange hydrokarboner, rense røykgasser fra termiske kraftverk fra SO2, rense ventilasjonsgasser fra hydrogensulfid ved bruk av jern-soda-metoden for å produsere elementært svovel, og monoetanolamingassrensing fra CO2 i nitrogenindustrien.

Avhengig av metoden for å skape kontaktflaten til fasene, skilles overflate-, boble- og sprøyteabsorpsjonsanordninger.

I den første gruppen av enheter er kontaktflaten mellom fasene et væskespeil eller overflaten av en flytende væskefilm. Dette inkluderer også pakkede absorbenter, der væske strømmer over overflaten av en pakket pakking fra legemer ulike former. I den andre gruppen av absorbenter øker kontaktflaten på grunn av fordelingen av gass strømmer inn i væsken i form av bobler og stråler. Spyling utføres ved å føre gass gjennom et væskefylt apparat eller i kolonne-type apparater med plater av forskjellige former.

I den tredje gruppen skapes kontaktflaten ved å sprøyte en væske inn i en gassmasse. Kontaktflaten og effektiviteten av prosessen som helhet bestemmes av dispersjonen

sprayet væske.

De mest brukte er pakkede (overflate) og boblende skiveabsorbere For effektiv bruk av vandige absorpsjonsmedier må komponenten som skal fjernes være godt oppløst i absorpsjonsmediet og ofte kjemisk samvirke med vann, som for eksempel ved rensing. gasser fra HCl, HF, NH3, NO2. For å absorbere gasser med mindre løselighet (SO2, Cl2, H2S) brukes alkaliske løsninger basert på NaOH eller Ca(OH)2. Tilsetninger av kjemiske reagenser øker i mange tilfeller absorpsjonseffektiviteten på grunn av forekomsten av kjemiske reaksjoner i filmen. For å rense gasser fra hydrokarboner, brukes denne metoden mye sjeldnere i praksis, noe som først og fremst skyldes de høye kostnadene for absorbenter. Vanlige ulemper med absorpsjonsmetoder er dannelsen av flytende avfall og tungheten til utstyret.

b) Adsorpsjonsmetode.

Adsorpsjonsmetoden er et av de vanligste virkemidlene for å beskytte luften mot forurensning. Bare i USA har titusenvis av adsorpsjonssystemer blitt introdusert og fungerer vellykket. De viktigste industrielle adsorbentene er aktivert karbon, komplekse oksider og impregnerte sorbenter. Aktivert karbon (AC) er nøytralt mot polare og ikke-polare molekyler av adsorberte forbindelser. Den er mindre selektiv enn mange andre sorbenter og er en av få som er egnet for bruk i våte gassstrømmer. Aktivt karbon brukes spesielt til gassrensing fra illeluktende stoffer, gjenvinning av løsemidler osv.

Oksydadsorbenter (OA) har høyere selektivitet mot polare molekyler på grunn av deres egen ujevn fordeling av elektrisk potensial. Deres ulempe er en reduksjon i effektivitet i nærvær av fuktighet. OA-klassen inkluderer silikageler, syntetiske zeolitter og aluminiumoksid.

Følgende hovedmetoder for å utføre adsorpsjonsrenseprosesser kan skilles:

Etter adsorpsjon utføres desorpsjon og de fangede komponentene gjenvinnes for gjenbruk. På denne måten fanges ulike løsemidler og karbondisulfid opp i produksjonen kunstige fibre og en rekke andre urenheter.

Etter adsorpsjon avhendes ikke urenhetene, men utsettes for termisk eller katalytisk etterbrenning. Denne metoden brukes til å rense avgasser fra kjemisk-farmasøytiske og malings- og lakkbedrifter, næringsmiddelindustrien og en rekke andre industrier. Denne typen adsorpsjonsrensing er økonomisk forsvarlig ved lave konsentrasjoner av forurensninger og (eller) multikomponentforurensninger.

Etter rengjøring regenereres ikke adsorbenten, men utsettes for eksempel for nedgraving eller forbrenning sammen med en sterkt kjemisorbert forurensning. Denne metoden er egnet ved bruk av billige adsorbenter.

For desorpsjon av urenheter brukes oppvarming av adsorbenten, evakuering, spyling med en inert gass og fortrengning av urenheter med et lettere adsorbert stoff, for eksempel vanndamp. Sist Spesiell oppmerksomhet De er viet til desorpsjon av urenheter ved støvsuging, og de kan ofte enkelt kastes.

En rekke utstyr er utviklet for å utføre adsorpsjonsprosesser. De vanligste adsorbatorene er de med en fast sjikt av granulær eller honeycomb adsorbent. Kontinuiteten til prosessene for adsorpsjon og regenerering av adsorbenten sikres ved bruk av fluidisert sjiktapparat.

I de senere årene har fibrøse sorpsjonsaktive materialer blitt stadig mer brukt. Ikke forskjellig mye fra granulære adsorbenter i deres kapasitive egenskaper, de overgår dem betydelig i en rekke andre indikatorer. For eksempel utmerker de seg ved høyere kjemisk og termisk motstand, ensartethet av den porøse strukturen, et betydelig volum av mikroporer og en høyere masseoverføringskoeffisient (10-100 ganger høyere enn for sorpsjonsmaterialer). Installasjoner som bruker fibermaterialer opptar et betydelig mindre område. Vekt av adsorbent ved bruk fibrøse materialer mindre enn ved bruk av AU med 15-100 ganger, og massen til enheten er 10 ganger. Lagmotstanden overstiger ikke 100 Pa.

Det er også mulig å øke de tekniske og økonomiske indikatorene for eksisterende prosesser ved å organisere desorpsjonsstadiet optimalt, for eksempel gjennom en programmert temperaturøkning.

Det bør bemerkes effektiviteten av rengjøring med aktivert karbon av en honeycomb (cellulær) struktur, som har forbedrede hydrauliske egenskaper. Slike sorbenter kan oppnås ved å påføre visse blandinger med AC-pulver på skummet syntetisk harpiks eller ved å skumme en blanding av en gitt blanding som inneholder AC, samt brenne ut fyllstoffet fra en blanding som inneholder AC sammen med et bindemiddel.

En annen retning for å forbedre adsorpsjonsrensemetoder er utviklingen av nye modifikasjoner av adsorbenter - silikageler og zeolitter, som har økt termisk og mekanisk styrke. Imidlertid gjør hydrofilisiteten til disse adsorbentene deres bruk vanskelig.

De mest brukte er adsorpsjonsmetoder for utvinning av løsemidler, inkludert klororganiske stoffer, fra avgasser. Dette skyldes den høye effektiviteten til gassrenseprosessen (95-99%), fraværet av kjemiske reaksjoner i dannelsen av sekundære forurensninger, den raske tilbakebetalingen av gjenvinningsenheter (vanligvis 2-3 år) på grunn av gjenbruk av løsemidler og den lange (opptil 10 år) levetiden til AC. Det pågår et aktivt arbeid med adsorpsjonsutvinning av svovel- og nitrogenoksider fra gasser.

Adsorpsjonsmetoder er en av de vanligste gassrensemetodene i industrien. Bruken av dem gjør det mulig å returnere en rekke verdifulle forbindelser til produksjon. Ved konsentrasjoner av urenheter i gasser på mer enn 2-5 mg/m3. rengjøring viser seg til og med å være kostnadseffektiv. Den største ulempen med adsorpsjonsmetoden er den høye energiintensiteten til desorpsjonen og påfølgende separasjonstrinn, noe som betydelig kompliserer bruken av flerkomponentblandinger.

c) Termisk etterforbrenning.

Etterforbrenning er en metode for å nøytralisere gasser ved termisk oksidasjon av ulike skadelige stoffer, hovedsakelig organisk, i praktisk talt ufarlig eller mindre skadelig, hovedsakelig CO2 og H2O. Typiske etterbrenningstemperaturer for de fleste forbindelser er i området 750-1200 grader C. Bruken av termiske etterbrenningsmetoder gjør det mulig å oppnå 99 % gassrensing.

Når du vurderer muligheten og gjennomførbarheten av termisk nøytralisering, er det nødvendig å ta hensyn til arten av de resulterende forbrenningsproduktene. Forbrenningsprodukter av gasser som inneholder forbindelser av svovel, halogener og fosfor kan være mer giftige enn de opprinnelige gassutslippene. I dette tilfellet er ytterligere rengjøring nødvendig. Termisk etterbrenning er svært effektiv for å nøytralisere gasser som inneholder giftige stoffer i form av faste inneslutninger av organisk opprinnelse (sot, karbonpartikler, trestøv, etc.).

De viktigste faktorene som bestemmer gjennomførbarheten av termisk nøytralisering er energikostnadene (drivstoff) for å sikre høye temperaturer i reaksjonssonen nøytraliseres kaloriinnholdet i urenhetene, muligheten for å forvarme gassene som renses. En økning i konsentrasjonen av etterbrennende urenheter fører til en betydelig reduksjon i drivstofforbruket. I noen tilfeller kan prosessen fortsette i autotermisk modus, det vil si at driftsmodusen opprettholdes bare på grunn av varmen fra reaksjonen av dyp oksidasjon av skadelige urenheter og forvarming av den opprinnelige blandingen med avfallsnøytraliserte gasser.

Den grunnleggende vanskeligheten ved bruk av termisk etterforbrenning er dannelsen av sekundære forurensninger, som nitrogenoksider, klor, SO2, etc.

Termiske metoder er mye brukt for å rense avgasser fra giftige brannfarlige forbindelser. Etterbrenningsenheter utviklet de siste årene er kompakte og har lavt energiforbruk. Bruken av termiske metoder er effektiv for etterbrenningsstøv fra flerkomponent- og støvladede avgasser.

G). Termokatalytiske metoder.

Katalytiske gassrensemetoder er allsidige. Med deres hjelp er det mulig å frigjøre gasser fra svovel- og nitrogenoksider, ulike organiske forbindelser, karbonmonoksid og andre giftige urenheter. Katalytiske metoder gjør det mulig å omdanne skadelige urenheter til ufarlige, mindre skadelige og til og med nyttige. De gjør det mulig å behandle flerkomponentgasser med lave begynnelseskonsentrasjoner av skadelige urenheter, oppnå høy rensingsgrad, gjennomføre prosessen kontinuerlig og unngå dannelse av sekundære forurensninger. Bruken av katalytiske metoder er oftest begrenset av vanskeligheten med å finne og produsere katalysatorer som er egnet for langsiktig drift og tilstrekkelig billige. Den heterogene katalytiske transformasjonen av gassformige urenheter utføres i en reaktor lastet med en fast katalysator i form av porøse granuler, ringer, kuler eller blokker med en struktur nær en bikake. Den kjemiske transformasjonen skjer på den utviklede indre overflaten av katalysatorene, og når 1000 m2. / G.

En rekke stoffer fungerer som effektive katalysatorer som brukes i praksis - fra mineraler, som brukes nesten uten forbehandling, og enkle massive metaller til komplekse forbindelser med en gitt sammensetning og struktur. Vanligvis viser faste stoffer med ioniske eller metalliske bindinger og som har sterke interatomiske felt katalytisk aktivitet. Et av hovedkravene til en katalysator er stabiliteten til strukturen under reaksjonsbetingelser. For eksempel bør metaller ikke omdannes til inaktive forbindelser under reaksjonen.

Moderne nøytraliseringskatalysatorer er preget av høy aktivitet og selektivitet, mekanisk styrke og motstand mot giftstoffer og temperaturer. Industrielle katalysatorer, produsert i form av ringer og blokker av en bikakestruktur, har lav hydrodynamisk motstand og et høyt eksternt spesifikt overflateareal.

De mest brukte er katalytiske metoder for å nøytralisere avgasser i et fast katalysatorsjikt. Vi kan skille mellom to fundamentalt forskjellige metoder for å utføre gassrenseprosessen - i stasjonære og i kunstig skapte ikke-stasjonære moduser.

1. Stasjonær metode.

Kjemiske reaksjonshastigheter som er akseptable for praksis, oppnås på de fleste billige industrielle katalysatorer ved en temperatur på 200-600 grader C. Etter foreløpig rensing fra støv (opptil 20 mg/m3) og forskjellige katalytiske giftstoffer (As, Cl2, etc.), gasser har vanligvis betydelig lavere temperatur.

Oppvarming av gasser til de nødvendige temperaturene kan utføres ved å introdusere varme røykgasser eller bruke en elektrisk varmeovn. Etter å ha passert gjennom katalysatorlaget, slippes de rensede gassene ut i atmosfæren, noe som krever betydelig energiforbruk. Energiforbruket kan reduseres dersom varmen fra avgassene brukes til å varme opp gassene som kommer inn i behandlingen. Recuperative rørformede varmevekslere brukes vanligvis til oppvarming.

Under visse forhold, når konsentrasjonen av brennbare urenheter i eksosgassene overstiger 4-5 g/m3, lar implementering av prosessen ved hjelp av et varmevekslerskjema gjøre det uten ekstra kostnader.

Slike enheter kan bare fungere effektivt ved konstante konsentrasjoner (strømningshastigheter) eller ved bruk av avanserte automatiske prosesskontrollsystemer.

Disse vanskelighetene kan overvinnes ved å utføre gassrensing i en ikke-stasjonær modus.

2. Ikke-stasjonær metode (omvendt prosess).

Den omvendte prosessen innebærer periodisk endring av filtreringsretningen av gassblandingen i katalysatorlaget ved hjelp av spesielle ventiler. Prosessen fortsetter som følger. Katalysatorlaget forvarmes til en temperatur hvor den katalytiske prosessen skjer ved høy hastighet. Etter dette tilføres renset gass til apparatet ved en lav temperatur, hvor hastigheten på kjemisk transformasjon er ubetydelig. Fra direkte kontakt med et fast materiale varmes gassen opp, og en katalytisk reaksjon begynner å skje i katalysatorlaget med en merkbar hastighet. Laget av fast materiale (katalysator), som overfører varme til gassen, avkjøles gradvis til en temperatur lik gassinnløpstemperaturen. Siden varme frigjøres under reaksjonen, kan temperaturen i sjiktet overstige den opprinnelige oppvarmingstemperaturen. Det dannes en varmebølge i reaktoren, som beveger seg i retning av filtrering av reaksjonsblandingen, dvs. i utgangsretningen fra laget. Regelmessig bytte av gasstilførselsretningen til motsatt lar deg holde varmebølgen inne i laget så lenge du ønsker.

Fordelen med denne metoden er driftsstabiliteten med svingninger i konsentrasjonene av brennbare blandinger og fravær av varmevekslere.

Hovedretningen i utviklingen av termokatalytiske metoder er å lage billige katalysatorer som fungerer effektivt på lave temperaturer og motstandsdyktig mot ulike giftstoffer, samt utvikling av energibesparende teknologiske prosesser med lave kapitalkostnader for utstyr. Termiske katalytiske metoder er mest brukt i rensing av gasser fra nitrogenoksider, nøytralisering og deponering av ulike svovelforbindelser og nøytralisering av organiske forbindelser og CO.

For konsentrasjoner under 1 g/m3. og store mengder rensede gasser, krever bruken av den termokatalytiske metoden høyt energiforbruk, samt en stor mengde katalysator.

d). Ozonmetoder.

Ozonmetoder brukes til å nøytralisere røykgasser fra SO2 (NOx) og deodorisere gassutslipp fra industribedrifter. Innføringen av ozon akselererer oksidasjonsreaksjonene av NO til NO2 og SO2 til SO3. Etter dannelsen av NO2 og SO3 introduseres ammoniakk i røykgassen og en blanding av de resulterende komplekse gjødselstoffene (ammoniumsulfat og nitrat) frigjøres. Kontakttiden for gassen med ozon som kreves for å fjerne SO2 (80-90 %). og NOx (70-80%) er 0,4 – 0,9 sek. Energiforbruk for gassrensing ved bruk av ozonmetoden er estimert til 4-4,5 % av kraftenhetens ekvivalente effekt, noe som tilsynelatende er hovedårsaken til å begrense industriell bruk denne metoden.

Bruken av ozon for deodorisering av gassutslipp er basert på oksidativ nedbrytning av illeluktende stoffer. I en gruppe metoder blir ozon introdusert direkte i gassene som skal renses i en annen, gassene vaskes med pre-ozonert vann. Påfølgende passering av ozonisert gass gjennom et lag med aktivert karbon eller tilførsel til katalysatoren brukes også. Når ozon introduseres og gassen deretter føres gjennom katalysatoren, reduseres temperaturen for transformasjon av stoffer som aminer, acetaldehyd, hydrogensulfid, etc. til 60-80 grader C. Både Pt/Al2O3 og oksider av kobber, kobolt og jern på en bærer brukes som katalysator. Hovedanvendelsen av ozondeodoriseringsmetoder er i rensing av gasser som frigjøres under bearbeiding av råvarer av animalsk opprinnelse i kjøtt (fett) planter og i hverdagen.

e). Biokjemiske metoder.

Biokjemiske rensemetoder er basert på mikroorganismers evne til å ødelegge og transformere ulike forbindelser. Nedbrytningen av stoffer skjer under påvirkning av enzymer produsert av mikroorganismer i miljøet av rensede gasser. Med hyppige endringer i sammensetningen av gassen har ikke mikroorganismer tid til å tilpasse seg for å produsere nye enzymer, og graden av ødeleggelse av skadelige urenheter blir ufullstendig. Derfor er biokjemiske systemer mest egnet for å rense gasser med konstant sammensetning.

Biokjemisk gassrensing utføres enten i biofiltre eller i bioscrubbere. I biofiltre føres gassen som skal renses gjennom et lag med dyse vannet med vann, noe som skaper fuktighet tilstrekkelig til å støtte den vitale aktiviteten til mikroorganismer. Overflaten på dysen er dekket med en biologisk aktiv biofilm (BP) av mikroorganismer.

BP-mikroorganismer, i ferd med deres livsaktivitet, absorberer og ødelegger stoffer som finnes i gassmiljøet, noe som resulterer i en økning i deres masse. Renseeffektiviteten bestemmes i stor grad av masseoverføring fra gassfasen til BP og jevn fordeling av gass i pakkelaget. Disse typer filtre brukes for eksempel til luftfjerning. I dette tilfellet filtreres den rensede gasstrømmen under medstrømsforhold med en irrigert væske som inneholder næringsstoffer. Etter filteret kommer væsken inn i sedimenteringstanker og blir deretter igjen tilført for vanning.

For tiden brukes biofiltre til å rense avgasser fra ammoniakk, fenol, kresol, formaldehyd, organiske løsemidler fra malings- og tørkelinjer, hydrogensulfid, metylmerkaptan og andre organiske svovelforbindelser.

Ulempene med biokjemiske metoder inkluderer for det første den lave hastigheten på biokjemiske reaksjoner, noe som øker størrelsen på utstyret; for det andre spesifisiteten (høy selektivitet) til mikroorganismestammer, som gjør det vanskelig å behandle flerkomponentblandinger; for det tredje kompleksiteten til å behandle blandinger med variabel sammensetning.

og). Plasmakjemiske metoder.

Den plasmakjemiske metoden er basert på å føre en luftblanding med skadelige urenheter gjennom en høyspentutladning. Som regel brukes ozonisatorer basert på barriere-, korona- eller glidende utladninger, eller pulserende høyfrekvente utladninger på elektriske utfellere. Luft med urenheter som passerer gjennom lavtemperaturplasmaet blir bombardert med elektroner og ioner. Som et resultat dannes atomært oksygen, ozon, hydroksylgrupper, eksiterte molekyler og atomer i gassmiljøet, som deltar i plasmakjemiske reaksjoner med skadelige urenheter. De viktigste bruksområdene for denne metoden er fjerning av SO2, NOx og organiske forbindelser. Bruk av ammoniakk ved nøytralisering av SO2 og NOx gir pulverisert gjødsel (NH4)2SO4 og NH4NH3 ved reaktorens utløp, som filtreres.

Ulempene med denne metoden er:

utilstrekkelig fullstendig dekomponering av skadelige stoffer til vann og karbondioksid, ved oksidasjon av organiske komponenter, ved akseptable utladningsenergier

tilstedeværelsen av gjenværende ozon, som må dekomponeres termisk eller katalytisk

betydelig avhengighet av støvkonsentrasjon ved bruk av ozonisatorer som bruker barriereutslipp.

3) Plasmakatalytisk metode

Det er pent ny måte rensing, som bruker to velkjente metoder - plasmakjemisk og katalytisk. Installasjoner som opererer på grunnlag av denne metoden består av to trinn. Den første er en plasmakjemisk reaktor (ozonisator), den andre er en katalytisk reaktor. Gassformige forurensninger, som passerer gjennom høyspentutladningssonen i gassutladningsceller og interagerer med elektrosynteseprodukter, blir ødelagt og omdannet til ufarlige forbindelser, opp til CO2 og H2O. Omdannelsesdybden (rensing) avhenger av mengden spesifikk energi som frigjøres i reaksjonssonen. Etter den plasmakjemiske reaktoren gjennomgår luften en endelig finrensing i en katalytisk reaktor. Ozon syntetisert i gassutslippet fra en plasmakjemisk reaktor når katalysatoren, hvor den umiddelbart brytes ned til aktivt atomært og molekylært oksygen. Rester av forurensninger (aktive radikaler, eksiterte atomer og molekyler), som ikke er ødelagt i den plasmakjemiske reaktoren, blir ødelagt på katalysatoren på grunn av dyp oksidasjon med oksygen.

Fordelen med denne metoden er bruken av katalytiske reaksjoner ved lavere temperaturer (40-100 grader C) enn med den termokatalytiske metoden, noe som fører til økt levetid for katalysatorene, samt lavere energiforbruk (ved konsentrasjoner av skadelige stoffer opp til 0,5 g/m kubikk).

Ulempene med denne metoden er:

høy avhengighet av støvkonsentrasjon, behov for foreløpig rengjøring til en konsentrasjon på 3-5 mg/m3,

ved høye konsentrasjoner av skadelige stoffer (over 1 g/m3) overstiger kostnadene for utstyr og driftskostnader tilsvarende kostnader sammenlignet med den termokatalytiske metoden

i) Fotokatalytisk metode.

Den fotokatalytiske metoden for oksidasjon av organiske forbindelser blir nå mye studert og utviklet. I utgangspunktet brukes katalysatorer basert på TiO2, som blir bestrålt med ultrafiolett lys. Det er husholdningsluftrensere fra det japanske selskapet Daikin som bruker denne metoden. Ulempen med denne metoden er at katalysatoren blir tilstoppet med reaksjonsprodukter. For å løse dette problemet bruker de introduksjonen av ozon i blandingen som skal renses, men denne teknologien er anvendelig for en begrenset sammensetning av organiske forbindelser og ved lave konsentrasjoner.

Atmosfærisk luftforurensning skal forstås som enhver endring i dens sammensetning og egenskaper, som har en negativ innvirkning på menneskers og dyrs helse, tilstanden til planter og økosystemer.

Atmosfærisk forurensning kan være naturlig (naturlig) og menneskeskapt.

Naturlig forurensning luft forårsaket av naturlige prosesser. Disse inkluderer vulkansk aktivitet, forvitring av steiner, vinderosjon, massiv blomstring av planter, røyk fra skogbranner, etc.

Antropogen forurensning assosiert med utslipp av ulike forurensninger under menneskelige aktiviteter. I skala overstiger den naturlig luftforurensning betydelig.

I henhold til deres aggregeringstilstand er utslipp av skadelige stoffer til atmosfæren klassifisert i:

1) gassformig (svoveldioksid, nitrogenoksid, karbonmonoksid, hydrokarboner, etc.);

2) flytende syrer, alkalier, saltløsninger, etc.;

3) fast (kreftfremkallende stoffer, bly og dets forbindelser, organisk og uorganisk støv, sot, harpiksholdige stoffer og andre).

De viktigste forurensningene (forurensningene) i atmosfærisk luft, dannet under industrielle og andre menneskelige aktiviteter - svoveldioksid (SO 2), nitrogenoksid (NO x), karbonmonoksid (CO) og svevestøv. De står for om lag 98 % av de totale utslippene av skadelige stoffer. I tillegg til de viktigste forurensende stoffene, er mer enn 70 typer skadelige stoffer observert i atmosfæren i byer og tettsteder, inkludert formaldehyd, hydrogenfluorid, blyforbindelser, ammoniakk, fenol, benzen, karbondisulfid, etc. Det er imidlertid konsentrasjonene av de viktigste forurensningene (svoveldioksid, etc.) som oftest overstiger tillatte nivåer i mange russiske byer.

Det totale globale utslippet til atmosfæren av de fire viktigste atmosfæriske miljøgiftene (forurensningene) var 401 millioner tonn i 1990, og i Russland i 1991 var det 26,2 millioner tonn. I tillegg til disse hovedforurensningene kommer mange andre svært farlige giftige stoffer inn i atmosfæren: bly, kvikksølv, kadmium og andre tungmetaller (utslippskilder: biler, smelteverk, etc.); hydrokarboner (C x H x), blant dem er den farligste benzo(a)pyren, som har en kreftfremkallende effekt (eksosgasser, kjelebranner, etc.), aldehyder, og først og fremst formaldehyd, hydrogensulfid, giftige flyktige løsningsmidler (bensiner). , alkoholer, etere), etc.

Den farligste luftforurensningen er radioaktiv. For tiden er det hovedsakelig forårsaket av globalt distribuerte langlivede radioaktive isotoper - produkter av atomvåpentester utført i atmosfæren og under jorden. Atmosfærens overflatelag er også forurenset av utslipp av radioaktive stoffer til atmosfæren fra drift av kjernekraftverk under normal drift og andre kilder.

Atmosfærisk beskyttelse.

1. Støvsamler (tørr).

Det er nødvendig at bunkeren er forseglet, ellers vil støvet bli blåst ut. Virkningsgrad 80-95 %, partikler med størrelse d h > 10 mikron. Samt sykloner og støvfellingskamre.

Syklonoperasjonsdiagram:

1. ramme
2. rørgren
3. rør
4. bunker

Tørrstøvsamlere (sykloner, støvfellingskamre) er designet for grov mekanisk rengjøring av utslipp fra stort og tungt støv. Driftsprinsippet er sedimentering av partikler under påvirkning av sentrifugalkrefter og tyngdekraft. Støv- og gasstrømmen føres inn i syklonen gjennom et rør, deretter utfører den en rotasjons- og translasjonsbevegelse langs kroppen; Støvpartikler kastes mot syklonens vegger og faller deretter ned i støvsamleren (hopper), hvorfra de med jevne mellomrom fjernes. For å øke driftseffektiviteten brukes gruppe (batteri) sykloner.

Venturi scrubber.

n = 99 % d > 2 µm.

Den fungerer etter prinsippet om avsetning av støvpartikler på overflaten av dråper under påvirkning av treghetskrefter og Brownsk bevegelse. Uunnværlig for å fjerne støv fra eksplosive og brennbare gasser.

Ris. Venturi scrubber

1. Vanningsmunnstykke

2. Venturi-rør

3. Slipp eliminator

Filtre.

Filterelementet kan være granulært lag(fikset), med fleksible skillevegger(stoff, filt, svampgummi, polyuretanskum), med halvstive skillevegger(strikket netting, spon), med stive skillevegger(porøs keramikk, porøse metaller). Håndholdte filtre renser luften for støv med en størrelse d h > 10 mikron, rensegraden er 97-99%. d til< 0,05 мкм.

Filterkrets

2. filterelement

3. lag med urenhetspartikler

4. Våt støvsamlere (bobleskum).

Høy effektivitet av partikkelrensing d h ≥ 0,3 µm. Gass beveger seg gjennom risten, passerer et lag med vann og skum - de er følsomme for ujevn gasstilførsel, risten er utsatt for tilstopping. Renseeffektivitet er 0,95-0,96 %, samt scrubbere, turbulente, gassscrubbere.

Ris. Bubbler-skum støvsamler

2. Skumlag

3. Overløpsrist

Tåkefjernere.

Avsetning av dråper på overflaten av porene med påfølgende flyt av væske langs fibrene inn Nedre del tåkeeliminator. Rengjøringseffektivitet 0,999 partikler 3 mikron.

Ris. Lavhastighets tåkeliminatorfilterelementdiagram

2. Monteringsflens

3. Nettsylindre

4. Fiberfilterelement

5. Bunnflens

6. Vannforseglingsrør

Absorpsjonsmetode.

Rensing av gasser fra gasser og damper er basert på absorpsjon av sistnevnte av væske. Den avgjørende betingelsen for anvendelse av metoden er løseligheten av damper og gasser i absorbenten (væsken). Så for å fjerne ammoniakk, klor og hydrogenfluorid brukes vann, alkalier, vann, ammoniakk og jernsulfat. h = 85 %.

Kjemosorbere - absorberer gasser og damper med flytende og faste absorbere med dannelse av lett løselige eller lite flyktige forbindelser. Rengjøring er effektivt mot nitrogenoksid og syredamp. Effektivitet fra nitrogenoksid er fra 0,17-0,86, fra syrer - 0,95.

Adsorpsjonsmetode.

Adsorbenter er absorbenter, faste stoffer som absorberer komponenter fra en gassblanding. Aktivert karbon, aktivert alumina, aktivert alumina, syntetiske zeolitter. Effektiv mot løsemidler (damp), aceton, hydrokarboner. Brukes i åndedrettsvern og gassmasker. (97-99%).

Termisk nøytralisering.

Forbrenning av gasser for å danne mindre giftige stoffer. Nøytralisatorer brukes til dette: direkte forbrenning, termisk oksidasjon, katalytisk etterforbrenning. Oksidasjon eller forbrenning når karbondioksid og vann (ved en oksidasjonstemperatur på 950-1300 °C, katalytisk forbrenning 250-450 °C). Effektivitet 99,9 %.

Ris. Installasjonsskjema for termisk oksidasjon

2. Innløpsrør

3. Varmeveksler

4. Brenner

6. Utløpsrør

Elektrostatiske utskillere.

Den mest avanserte metoden for å rense gasser fra suspenderte støvpartikler opp til 0,01 mikron i størrelse (d< 0,01), η = 99-99,5%. Принцип действия: ионизация пыле-газового потока у поверхности коронирующих электродов. Приобрела отрицательный заряд, пылинки движутся к осадительному электроду, имеющим положительный заряд. При встряхивании электродов осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли. Электроды требуют большого расхода электроэнергии – это их основной недостаток.

En av de mest perfekte metoder fjerning av støv og tåkepartikler. Den er basert på slagionisering av gass, overføring av ioneladning til urenhetspartikler og avsetning av sistnevnte på elektroder.

Rengjøringseffektiviteten varierer fra 0,95 til 0,99. Avhenger av We - hastigheten på bevegelse av partikler inn elektrisk felt og F-slag – bestemt overflateareal samle elektroder.

Bedre rengjøring- kombinerte metoder. For eksempel gassrensing i sykloner - Venturi-støbbere - elektriske utfellere.

Bedrifter overalt bruker ulike metoder for å rense avgasser fra aerosoler (støv, aske, sot) og giftige gasser og dampforurensninger (NO, NO 2, SO 2, SO 3, etc.), men fra fremtidens synspunkt , støv og gass rensing enheter ovennevnte årsaker har ingen utsikter.

Brukes for tiden til å rense utslipp fra aerosoler. Forskjellige typer enheter avhengig av graden av støv i luften, størrelsen på faste partikler og nødvendig rengjøringsnivå.

Hydrosfæreforurensning.

Det er fastslått at 400 typer stoffer kan forårsake vannforurensning. Skille kjemisk, biologisk og fysisk miljøgifter (Bertox, 1980)

Kjemiske forurensninger – olje, overflateaktive stoffer, plantevernmidler, tungmetaller, dioksiner.

Biologisk – virus, mikrober.

Fysisk – radioaktive stoffer, varme.

De viktigste kildene til forurensning inkluderer:

1. utslipp av urenset avløpsvann til vannforekomster;

2. vaske vekk plantevernmidler med nedbør;

3. gass- og røykutslipp;

4. lekkasjer av olje og petroleumsprodukter.

Oljeraffineri- utslipp av petroleumsprodukter, overflateaktive stoffer, fenoler, ammoniumsalter, sulfider.

Masse- og papirfabrikk, skogbruksindustri– sulfater, ligniner, nitrogen, organiske stoffer.

Maskinteknikk, metallurgi– tungmetaller, fluorider, ammoniumnitrogen, fenoler, harpikser, cyanider.

Lett, tekstil, mat industri – Overflateaktive stoffer, organiske fargestoffer, petroleumsprodukter.

Miljømessige konsekvenser forurensning av ferskvannsøkosystemer fører til eutrofiering av vannforekomster. "Blomming" av vann - spredning av blågrønne alger, tap av genpool, forringelse av selvregulering. Forurensning av vannforekomster er en reduksjon i biosfærefunksjoner og økologisk betydning som et resultat av at skadelige stoffer kommer inn i dem.

Beskyttelse av hydrosfæren.

1. Mekanisk rengjøring – siling, sedimentering, filtrering (opptil 90%) – sand, leire, avleiring. Rister, sandfang, sandfiltre, bunnfellingstanker og fettutskillere brukes. Stoffer som flyter på overflaten av avløpsvann (olje, harpiks, oljer, fett, polymerer osv.) holdes tilbake av olje-oljefeller og andre typer feller eller brennes av.

Septiktanker kan være horisontal, radiell, kombinert.

Hydrosyklon(kombinert).

Ris. Opplegg av en kombinert hydrosyklon

1. Innløpsrørledning

2. Kammer for renset avløpsvann

3. Mottakskammer

4. Rørledning med justerbart strømningsareal

5. Rørledning for fjerning av oljeprodukter

6. Vannavløpsledning for videre rengjøring

7. Slamsamler

Avløpsvann som inneholder oljeprodukter beveger seg oppover. Tettheten av urenheter er mindre og de konsentreres i kjernen av den virvlende strømmen og kommer inn i kammeret (3), gjennom rørledningen (5) fjernes oljeproduktene fra hydrosyklonen. Avløpsvann, renset for faste partikler og olje, samler seg i kammer (2) hvorfra det slippes ut gjennom rørledningen (6) for videre rensing. Luft fra kjernen av den virvlende strømmen går inn i røret (4).

Brukes til å fjerne fine faste urenheter - granulære filtre, separatorer. Rengjøringseffektivitet 0,97-0,99 (polyuretanskum).

Kornfilter.

Avløpsvann gjennom et rør (4) kommer inn i huset (1) gjennom et filterlag (3) av marmorflis. Renset avløpsvann slippes ut fra filteret gjennom et rør (8). Partikulært materiale i det filtrerte materialet. Trykkfallet i filteret øker og grenseverdien nås og innløpsrørledningen (4) lukkes. Statisk luft tilføres gjennom rør (9). Den fortrenger vann og partikler fra det filtrerte laget inn i et trau (6) og slippes ut gjennom et rør (7). Det er bedre hvis filteret er polyuretanskum. η = 97-99 %.

Ris. Kornfilterkrets

1. Filterhus

2. Porøs skillevegg 3. Filtrer media

3. Innløpsrør for avløpsvann

4. Porøs skillevegg 6. Renne

5. Rørledning for fjerning av faste stoffer

6. Utløpsrørledning for renset vann

7. Tilførselsrørledning for trykkluft.

Separatorfilter

.

Ris. Filter-separatorkrets

2. Rotor med filtermedier

3. Lommer for drenering av oljeprodukter

4. Nedre og øvre støttegitter

5. Avløpsrørledning

6. Mottaksringlomme for fjerning av renset vann

7. Elektrisk motor

Avløpsvann i røret (5) tilføres støttegitteret (4). Vann passerer gjennom filterbelastningen i rotoren (2), det øvre gitteret (4) og vannet, renset for urenheter, helles inn i den mottagende ringlommen (6) og fjernes fra huset (1). η = 92–90 %

t filter -16-24 timer.

Når den elektriske motoren (7) er slått på, roterer rotoren (2) med filteret. lasting. Som et resultat kastes polyuretanskumpartikler, under påvirkning av sentrifugalkraften, mot rotorens indre vegger, og presser ut oljeprodukter fra den, som kommer inn i lommer (3) og går til regenerering.

Fysisk-kjemiske metoder.

Koagulasjon– innføring av koagulanter (ammoniumsalter, Fe, kobber, slam) for å danne flokkulente sedimenter.

Flotasjon– å vaske ut oljeprodukter når de er innhyllet i gassbobler som tilføres avløpsvann. Vedheft av oljepartikler og bobler flotasjon: damp, pneumatisk, skum, kjemisk, vibrasjon, biologisk, elektroflotasjon. Hydrogen, et koaguleringsmiddel, brukes som tilført gass. Klynger av partikler og gassbobler.

Utdrag– omfordeling av urenheter i avløpsvannet i en blanding av gjensidig uløselige væsker (avløpsvann og ekstraksjonsmiddel). For å fjerne fenol brukes benzen og butylacetat som ekstraksjonsmidler.

Nøytralisering– for separering av syrer, alkalier og metallsalter fra avløpsvann. Dette er kombinasjonen av hydrogenioner og en hydroksylgruppe til vannmolekyler. Som et resultat har avløpsvannet en pH-verdi på 6,7 (nøytralt miljø). Alkalinøytralisatorer: kaustisk soda, kaustisk kalium, lime, dolomitt. Marmor, kritt, brus, magnesit. For alkalier: salt, nitrogen.

Sorpsjon– rengjøring fra løselige urenheter (aske, toror, sagflis, slagg, leire, Aktivert karbon).

Ionebytterrensing– ved bruk av harpiks (0,2-2 mm granulat), ionebyttere er laget av vannuløselige stoffer og kationer og anioner plasseres på overflaten. De reagerer med ioner av samme tegn. Kationer H +, Na +, anioner OH -

Hyperfiltrering– behandling ved osmose, gjennom membraner. Lav energi.

Biologisk behandling.

Rengjøring i vanningsfelt, biologiske dammer, filtreringsfelt. Og i kunstige metoder (luftetanker, biofiltre). Etter klaring av avløpsvann dannes det et slam som slippes ut i armerte betongtanker (kokere), og deretter føres til slambed for tørking og deretter brukes som gjødsel. Nå er tungmetaller funnet i sedimentet, så vi kan ikke gå ut i åkrene.

En del av avløpsvannet renses og renses inn luftetanker– lukket, hvor vannet er beriket med oksygen og blandet med aktivert slam (mugg, gjær, vannlevende sopp, hjuldyr) (karbonoksiderende bakterier, karbonoksiderende nitratbakterier, nitrifiserende bakterier). Oksygen 5 mg/m2. BIR. Etter sekundær bosetting avløpsvann desinfisere (klor_ mot bakterier og virus.

Ordning for biologisk vannrensing.

Alle kjente metoder og midler for å beskytte atmosfæren mot kjemiske urenheter kan kombineres i tre grupper.
Den første gruppen inkluderer tiltak som tar sikte på å redusere utslippsraten, det vil si å redusere mengden utslipp av stoffer per tidsenhet. Den andre gruppen inkluderer tiltak rettet mot å beskytte atmosfæren ved å behandle og nøytralisere skadelige utslipp med spesielle rensesystemer. Den tredje gruppen omfatter tiltak for å regulere utslipp både fra enkeltforetak og enheter, og i regionen som helhet.
For å redusere kraften til utslipp av kjemiske urenheter, er følgende mest brukt:

• erstatning for mindre miljøvennlige arter miljøvennlig drivstoff;
• drivstoffforbrenning ved spesiell teknologi;
• opprettelse av lukkede produksjonssykluser.

I det første tilfellet brukes drivstoff med lavere luftforurensningsgrad. Ved brenning forskjellige typer drivstoffindikatorer som askeinnhold, mengden svoveldioksid og nitrogenoksider i utslipp kan variere mye, derfor er det innført en totalindikator på luftforurensning i poeng, som gjenspeiler graden av skadevirkninger på mennesker. Så for skifer er det 3,16, kull i Moskva-regionen - 2,02, Ekibastuz-kull - 1,85, Berezovsky-kull - 0,50, naturgass - 0,04.

Drivstoffforbrenning ved hjelp av en spesiell teknologi utføres enten i et fluidisert (fluidisert) lag eller ved foreløpig gassifisering.

For å redusere svovelutslipp, fast, pulver eller flytende drivstoff brent i et fluidisert sjikt, som er dannet av faste partikler av aske, sand eller andre stoffer (inerte eller reaktive). Faste partikler blåses inn i passerende gasser, hvor de virvler, blander seg intensivt og danner en tvungen likevektsstrøm, som generelt har egenskapene til en væske.

Kull og oljebrensel gjennomgår foreløpig gassifisering, men i praksis brukes kullgassifisering oftest. Siden produserte og eksosgasser i kraftverk effektivt kan renses, vil konsentrasjonene av svoveldioksid og svevestøv i utslippene være minimale.

En av de lovende måtene å beskytte atmosfæren mot kjemiske urenheter er innføringen av lukket produksjonsprosesser, som minimerer avfallet som slippes ut i atmosfæren ved å resirkulere og konsumere det, det vil si å gjøre det om til nye produkter.

Basert på deres aggregeringstilstand deles luftforurensninger inn i støv, tåke og gassformige urenheter.
Støvfjerningssystemer er delt inn i fire hovedgrupper: tørre og våte støvsamlere, samt elektrostatiske filtere og filtre. Tørrstøvsamlere inkluderer treghetssystemer: sykloner, vortex og radielle roterende støvsamlere. Våtstøvsamlere: jetscrubbere og venturi-scrubbere, samt slagtreghets- og boblende og andre typer enheter.

For å rense luften fra (for eksempel syrer, alkalier, oljer og andre væsker) brukes filtersystemer som kalles tåkeliminerer.

Midler for beskyttelse mot gassformige urenheter avhenger av den valgte rengjøringsmetoden. Basert på naturen til de fysiske og kjemiske prosessene, metodene for absorpsjon (vaskeutslipp med løsemidler av urenheter), kjemisorpsjon (vaskeutslipp med løsninger av reagenser som kjemisk binder urenheter), adsorpsjon (absorpsjon av gassformige urenheter på grunn av katalysatorer) og termisk nøytralisering utmerker seg.

Metoder for rensing av atmosfæren bestemmes av forurensningenes natur. En rekke moderne teknologiske prosesser er forbundet med sliping av stoffer. I dette tilfellet blir noen av materialene til støv, som er helseskadelig og forårsaker betydelig materiell skade på grunn av tap av verdifulle produkter.

Støv avsatt i industribyer inneholder hovedsakelig 20 % jernoksid, 15 % silisiumoksid og 5 % sot. Industristøv inkluderer også oksider ulike metaller og ikke-metaller, hvorav mange er giftige. Disse er oksider av mangan, bly, molybden, vanadium, antimon, arsen og tellur. Støv og aerosoler gjør ikke bare pusten vanskelig, men fører også til klimaendringer fordi de reflekterer solstråling og gjør det vanskelig for varme å slippe ut fra jorden.

Arbeidsprinsipper støvoppsamlingsutstyr basert på bruk ulike mekanismer partikkelavsetning: gravitasjonsavsetning, avsetning under påvirkning av sentrifugalkraft, diffusjonsavsetning, elektrisk (ioniserings)avsetning og noen andre. Avhengig av metoden for å samle støv, kan enheter være tørre, våte og elektriske.

Hovedkriteriet for valg av utstyrstype: fysiske og kjemiske egenskaper til støv, rensingsgrad, gassstrømningsparametere (innstrømningshastighet). For gasser som inneholder brennbare og giftige urenheter, er det bedre å bruke våtrengjøringsutstyr.

Hovedretningen for å beskytte atmosfæren mot forurensning er etableringen av lavavfallsteknologier med lukkede produksjonssykluser og integrert bruk av råvarer.

Rengjøring - fjerning (separering, fangst) av urenheter fra ulike miljøer.

Eksisterende rensemetoder kan deles inn i to grupper: ikke-katalytisk (absorpsjon og adsorpsjon) og katalytisk.

Nøytralisering - behandling av urenheter til de er ufarlige for mennesker, dyr, planter og generelt, miljø betingelse.

Desinfeksjon - inaktivering (deaktivering) av mikroorganismer av ulike typer som finnes i gass-luft-utslipp, flytende og faste medier.

Deodorisering - behandling av luktstoffer (stoffer med lukt) inneholdt i luft, vann eller faste medier for å eliminere eller redusere intensiteten av lukt.

Gassrensing fra karbondioksid:

1. Absorpsjon med vann. Metoden er enkel og billig, men renseeffektiviteten er lav, siden maksimal absorpsjonskapasitet for vann er 8 kg CO2 per 100 kg vann.

2. Absorpsjon med etanolaminløsninger: Monoetanolamin brukes vanligvis som absorbent, selv om trietanolamin er mer reaktivt.

3. Kald metanol er en god CO2-absorber ved 35 °C.

4. Rengjøring med zeolitter. CO2-molekyler er veldig små: 3,1A, så å trekke ut CO2 fra naturgass og fjerning av avfallsprodukter (fuktighet og CO2) i moderne miljøisolerte systemer ( romskip, ubåter osv.) brukes molekylsikter.

Gassrensing fra karbonmonoksid:

• Etterbrenning på en Pt/Pd-katalysator.
• Konvertering (adsorpsjonsmetode).

Rensing av gasser fra nitrogenoksider .

I den kjemiske industrien utføres 80 % av nitrogenoksidfjerningen gjennom transformasjoner på en katalysator:

1. Oksidative metoder er basert på oksidasjonsreaksjonen av nitrogenoksider etterfulgt av absorpsjon av vann:

• Oksidasjon med ozon i væskefasen.
• Oksidasjon med oksygen ved høy temperatur.

2. Reduksjonsmetoder er basert på reduksjon av nitrogenoksider til nøytrale produkter i nærvær av katalysatorer eller under påvirkning av høye temperaturer i nærvær av reduksjonsmidler.

3. Sorpsjonsmetoder:

• Adsorpsjon av nitrogenoksider med vandige løsninger av alkalier og CaCO3.
• Adsorpsjon av nitrogenoksider av faste sorbenter ( brunkull, torv, silikageler).

Gassrensing fra svoveldioksid SO2:

1. Ammoniakkrensingsmetoder. De er basert på interaksjonen av SO2 med en vandig løsning av ammoniumsulfitt.

Den resulterende bisulfitten spaltes lett av syre.

2. SO2-nøytraliseringsmetode gir høy grad av gassrensing.

3. Katalytiske metoder. Basert på kjemiske transformasjoner av giftige komponenter til ikke-giftige på overflaten av katalysatorer:

• pyrolusittmetode - oksidasjon av SO2 med oksygen i væskefasen i nærvær av en katalysator - pyrolusitt (MnO2); metoden kan brukes til å produsere svovelsyre.
• Den ozonkatalytiske metoden er en variant av pyrolusittmetoden og skiller seg fra den ved at oksidasjonen av Mn2+ til Mn3+ utføres i en ozon-luftblanding.

Effektiviteten til rengjøring avhenger av mange faktorer: partialtrykk av SO2 og O2 i gassblandingen som renses; røykgasstemperaturer; tilstedeværelse og egenskaper av faste og gassformige komponenter; volum av rensede gasser; tilgjengelighet og tilgjengelighet av komponenter; den nødvendige graden av gassrensing.

Etter rensing kommer gassen inn i atmosfæren og forsvinner, mens luftforurensning i grunnlaget ikke bør overstige maksimalt tillatt konsentrasjon.

Industriell rengjøring - Dette er rensing av gass med det formål etterfølgende deponering eller retur til produksjon av et produkt skilt fra gassen eller omdannet til en ufarlig tilstand. Denne typen rensing er et nødvendig stadium av den teknologiske prosessen, mens teknologisk utstyr koblet til hverandre av materialstrømmer med passende rørledninger av enheter. Lossesykloner, støvfellingskamre, filtre, adsorbere, scrubbere etc. kan brukes som støv- og gassoppsamlingsutstyr.

Sanitær rengjøring - dette er rensing av gass fra restinnholdet av et forurensende stoff i gassen, som sikrer overholdelse av de maksimalt tillatte konsentrasjonene fastsatt for sistnevnte i luften i befolkede områder eller industrilokaler. Sanitær rensing av gass-luftutslipp utføres før avgassene kommer inn i atmosfærisk luft, og det er på dette stadiet det er nødvendig å sørge for muligheten for prøvetaking av gasser for å overvåke dem for innhold av skadelige urenheter.

Valget av avgassrensemetode avhenger av de spesifikke produksjonsforholdene og bestemmes av en rekke hovedfaktorer:

Volum og temperatur av eksosgasser;

Fysisk tilstand og fysiske og kjemiske egenskaper til urenheter;

Konsentrasjon og sammensetning av urenheter;

Behovet for å gjenopprette eller returnere dem til den teknologiske prosessen;

Kapital- og driftskostnader;

Miljøsituasjonen i regionen.

Støvoppsamlingsutstyr. Støvoppsamlingsutstyr avhengig av metoden for å skille støv fra gass-luftstrømmen, er den delt inn i tørke, når støvpartikler legger seg på en tørr overflate, og våt, når støvpartikler separeres ved hjelp av væsker.

Valget av type støvsamler bestemmes av graden av støvinnhold i gassen, spredningen av partikler og kravene til graden av dens rensing.

Enheter for gravitasjonsrensing enkel i design, men egnet hovedsakelig for grov forrensing av gasser. De enkleste er støvfellingskamre. De brukes hovedsakelig til foreløpig rensing av gasser fra grovt støv (med en partikkelstørrelse på 100 mikron eller mer) og samtidig for avkjøling av gassen. Kammeret er en hul boks eller med hyller med rektangulært tverrsnitt med en trakt i bunnen for oppsamling av støv. Tverrsnittsarealet til kammeret er betydelig større enn arealet til tilførselsgasskanalene, som et resultat av at gasstrømmen beveger seg sakte i kammeret - omtrent 0,5 m/s og støvet legger seg (fig. 1).

Figur 1. Støvavsetningskammer: a - hul; b - med skillevegger

Fordeler med støvavsetningskammeret:

1. har lav aerodynamisk motstand;

2. enkel og lønnsom å bruke.

Ulemper - voluminøse, lav grad av rensing.

Effektiviteten til kammeret kan økes til 80 - 85% hvis skillevegger er laget inne i kammeret, noe som øker oppholdstiden for gassen i det. Vanligvis er støvfellingskamre innebygd i røykkanaler, de er laget av metall, murstein, betong, etc.

Treghetsstøvsamlere. I disse enhetene, på grunn av en skarp endring i retningen til gasstrømmen, treffer støvpartikler ved treghet den reflekterende overflaten og faller ned på den koniske bunnen av støvsamleren, hvorfra avlastningsanordningen kontinuerlig eller periodisk fjernes fra enheten. De enkleste støvsamlere av denne typen er støvsamlere(poser) vist i fig. 2. De beholder også bare store fraksjoner av støv, rensegraden er 50 - 70%.

Ris. 2. Treghetsstøvsamlere (støvsamlere): a - med skillevegg; b - med sentralrør

I mer komplekst lameller Enhetene fanger opp partikler med en størrelse på 50 mikron eller mer. De er designet for å rense store mengder gass-luftutslipp. Persiennene består av overlappende rader av plater eller ringer med åpninger på 2-3 mm, og hele gitteret er gitt noe avsmalning for å opprettholde en konstant gassstrøm. Gasstrømmen, som passerer gjennom risten med en hastighet på 15 m/s, endrer brått retning. Store støvpartikler som treffer de skrå planene til gitteret, reflekteres av treghet fra sistnevnte til kjeglens akse og avsettes. Gassen, frigjort fra grovt støv, passerer gjennom risten og fjernes fra apparatet. En del av gasstrømmen i et volum på 5-10 % av den totale strømningshastigheten som suges fra rommet foran lamellgitteret inneholder hovedmengden av støv og sendes til syklonen, hvor det frigjøres fra støv og deretter slutter seg til. hovedstrømmen av støvbelastet gass. Graden av gassrensing fra støv større enn 25 mikron er omtrent 60 % (fig. 3). De største ulempene med lamellstøvsamlere er den komplekse utformingen av apparatet og abrasiv slitasje lamellelementer.

Ris. 3. Treghetsventilstøvsamler: 1 - treghetsapparat; 2 - syklon; 3 - lamellgitter

Mye brukte støvoppsamlingsenheter er sykloner , hvis handling er basert på bruk av sentrifugalkraft. Støv- og gassblandingen kommer tangentielt inn i enheten gjennom en armatur og får en rettet nedadgående spiralbevegelse. I dette tilfellet kastes støvpartikler tilbake med sentrifugalkraft til syklonens vegg, faller ned og samles i mottaksbeholderen. Støv slippes periodisk ut fra beholderen gjennom en lukker. Den rensede luften slippes ut gjennom det sentrale røret fra apparatet.

Effektiviteten av å samle støv i en syklon er direkte proporsjonal med massen av partikler og omvendt proporsjonal med diameteren til apparatet. Derfor, i stedet for én stor syklon, er det lurt å installere flere mindre sykloner parallelt. Slike enheter kalles gruppe batterisykloner .

For å rense store mengder gasser med ikke-koalescerende faste partikler med middels dispersjon, kan du bruke multisykloner (Fig. 4) . I disse enhetene organiseres rotasjonsbevegelsen til støv- og gasstrømmen ved hjelp av en spesiell styringsenhet (socket eller skrue) plassert i hvert syklonelement. Multisykloner, bestående av elementer med en diameter på 40 - 250 mm, gir en høy (opptil 85-90%) grad av gassrensing fra fine partikler med en diameter på mindre enn 5 mikron.

Ris. 4 Multisyklon og dens element

Sykloner er effektive støvoppsamlingsanordninger, hvis rensegrad avhenger av partikkelstørrelsen og kan nå 95% (med en partikkelstørrelse på mer enn 20 mikron) og 85% (med en partikkelstørrelse på mer enn 5 mikron).

Ulempene med sykloner av alle design inkluderer relativt høy aerodynamisk motstand (400 - 700 Pa), betydelig slitasje på veggene til apparatet, og sannsynligheten for sekundært medriving av støv som legger seg i støvsamleren på grunn av gassoverbelastning og lekkasjer. I tillegg fanger ikke sykloner effektivt opp polydisperst støv med partikkeldiameter mindre enn 10 mikron og lav materialtetthet.

For å eliminere manglene ved sykloner, virvelstøvsamlere (VPU), som også tilhører direktestrømsenheter med sentrifugalvirkning. Det er to typer VPU - munnstykke og blad (5, a, b).

Ris. 5 Vortex støvsamlere

I enheter av denne typen kommer støvete gass inn i kammer 1 gjennom innløpsrøret med en bladvirvler 5 av typen "rosett" og en kledning 4. Det ringformede rommet rundt innløpsrøret er dannet av en holdeskive 2, hvis plassering og dimensjoner sikrer irreversibel avsetning av støv i støvbeholderen. Kåpen leder strømmen av støvete gass til veggene i apparatet og oppover, og strålene av sekundærluft som kommer ut av dysen 3 på grunn av deres tangentielt skråstilte arrangement, transformerer de strømningsbevegelsen til en rotasjonsbevegelse. Sentrifugalkreftene som oppstår i luftstrømmen kaster støvpartikler mot apparatets vegger, og derfra blir de sammen med spiralluftstrømmen rettet nedover.

I tilfeller hvor det er tillatt å fukte gassen som renses, bruk vannstøvsamlere. I disse enhetene kommer den støvete strømmen i kontakt med væsken eller overflater som vannes av den. Våtstøvsamlere skiller seg fra tørre ved sin høyere effektivitet til en relativt lav kostnad. De er spesielt effektive for rensing av gass-luftutslipp som inneholder brennbare, eksplosive og klebende stoffer.

Våtrenseapparater kan brukes til å rense gasser fra fint støv med en partikkelstørrelse på 0,1 mikron, samt fra gass og dampformige skadelige stoffer.

Våtstøvsamlere er delt inn i fem grupper:

1 - skrubbere;

2 - våte sentrifugale støvsamlere;

3 - turbulente støvsamlere;

4 - skumapparat;

5 - vifte støvsamlere.

De enkleste og vanligste enhetene for rensing og kjøling av gasser er hule og pakkede skrubbere .

Ris. 6 skrubbere: EN- hul; 6 – dyser

De er vertikale sylindriske søyler, i den nedre delen av hvilke støvete gass blir introdusert, og forstøvet væske tilføres ovenfra gjennom dyser. Den rensede gassen fjernes fra toppen av apparatet, og vann med oppfanget støv i form av slam samles i bunnen av skrubberen. Rensegraden fra støv med en partikkelstørrelse på mer enn 5 mikron kan være mer enn 90 %.

Mest gode resultater rengjøring oppnås ved hjelp av grove sprøytedyser som danner dråper med en diameter på 0,5 - 1,0 mm. For å redusere medføring av sprut, bør hastigheten til den rensede gassen i skrubberen ikke overstige 1,0 - 1,2 m/s.

Pakkede skrubbere fylles med ulike pakkede legemer (Raschig-ringer, Berl-sadler, mesh, glassfiber osv.) lagt på et støttegitter. Samtidig med oppsamling av støv på den komplekse overflaten av de pakkede legemer, kan absorpsjon av individuelle komponenter i gassblandingen også forekomme. Den hydrauliske motstanden til en pakket skrubber avhenger av gasshastigheten (vanligvis er den 0,8 - 1,25 m/s), vanningstetthet, dysehøyde og noen andre parametere og varierer fra 300 til 800 Pa.

Sentrifugale våtstøvsamlere er den største gruppen av separasjonsenheter for en rekke formål.

Ris. 7. Vannfilmsyklon (WFC)

Innerveggen til enhetens kropp 3 vannes med vann tilført fra oppsamleren 5 gjennom munnstykket 4, som er satt i en vinkel på 300 nedover tangent til indre overflate hus. For å forhindre at sprut blir medført, faller vannspruten sammen med rotasjonsretningen til den støvete gasstrømmen. På bunnen av enheten er det en vannforsegling 6.

Fra turbulente støvsamlere De siste årene har Venturi-skrubbere vunnet stor popularitet (fig. 8), hvis høye effektivitet tillater gassrensing for nesten alle konsentrasjoner av fanget støv. Disse enhetene er enkle å produsere, installere og betjene, og er preget av små dimensjoner.

Ris. 8. Venturi scrubber

I Venturi scrubber støvete gass gjennom confuseren 3 tilføres til hals 2, hvor strømningshastigheten øker til 30 - 200 m/s på grunn av en reduksjon i det åpne tverrsnittet av apparatet. Vann tilføres til forvekslingsområdet. Når den blandes med en gasstrøm, blir den spredt i små dråper. I hals 2 og diffuser 1 støvpartikler i støvete luft kombineres med vanndråper, fuktes, koagulerer og frigjøres i form av slam i separatoren 4 (dråpefanger). Vann kan tilføres skrubberen forskjellige måter, men den største direkte tilførselen av væske til forvirringen.

Nesten alle kjente typer hydromekaniske anordninger for å separere heterogene systemer (separatorer, sykloner, skumanordninger, elektriske utfellere, etc.) brukes som dråpeeliminatorer. Oftest brukes sykloner av ulike typer.

De er mye brukt i republikkens industri skummaskiner :

Ris. 9. Skummaskiner

I disse støvsamlerne passerer en støvete luftstrøm gjennom et væskelag med en hastighet på 2-3 m/s (overskrider hastigheten for fritt flyt av luftbobler under bobling), noe som resulterer i dannelsen av forhold for dannelse av en lag med svært turbulent skum. Skuminnretninger leveres i to typer: med kollapsede rister (fig. 9, EN) og overløpsgitter (fig. 9, b). I enheter med feilrist kommer all væsken for dannelsen av skumlaget fra vanningsenheten 3 på barene 4, faller gjennom hullene på det nedre gitteret, og blir deretter, sammen med slammet, fjernet fra apparatet. Den støvete luftstrømmen kommer inn i apparatets 1 kropp nedenfra, og danner et lag med skum på ristene når de samvirker med vann. For å fange opp vannsprut, er en dråpefanger 2 installert i den øvre delen av apparatet.

Den største ulempen med skumanordninger er deres følsomhet for fluktuasjoner i strømningshastigheten til gassen som renses. I dette tilfellet viser det seg å være umulig å opprettholde et skumlag over hele området av risten: ved gassstrømhastigheter som er mindre enn optimale, kan ikke skum dannes jevnt over hele overflaten av risten strømningshastigheter, er skumlaget også ujevnt og blåser til og med av noen steder. Dette fører til gjennombrudd av ubehandlede gasser, økt medføring av sprut og som et resultat en kraftig reduksjon i apparatets effektivitet.

TIL viftestøvsamlere Disse inkluderer tørre og våte rotokloner (fig. 10), som er mye brukt i utlandet.

Ris. 10. Rotoklon

I hovedsak er de kombinerte støvsamlere, hvis operasjonsprinsipp er basert på avsetning av støv fra irrigerte overflater, virkningen av treghets- og sentrifugalkrefter, vannsprøyting, etc. For eksempel suges støvete luft gjennom et sentralt rør 3 inn i kroppen 2 av den våte rotoklonen, mens støvpartikler kastes på bladene 1 av en spesiell profil, fuktet med vann tilført fra sprøytedysene 4. Støvpartikler fuktes, koaguleres og kommer i form av slam inn i den nedre delen av apparatet, hvorfra de fjernes gjennom rør 5 inn i sumpen.

Effektiviteten til våtstøvsamlere avhenger i stor grad av fuktbarheten til støvet. Ved fangst av dårlig fuktet støv, tilføres et overflateaktivt middel i vanningsvannet.

Ulempene med våtstøvoppsamling inkluderer: høyt vannforbruk, vanskeligheten med å skille det oppsamlede støvet fra slammet, muligheten for korrosjon av utstyr ved behandling av aggressive gasser, en betydelig forringelse av forholdene for spredning av avfallsgasser gjennom anleggsrør pga. til en reduksjon i deres temperatur. I tillegg krever våtstøvsamlere betydelig energiforbruk for å tilføre og forstøve vann.

Filtrering- representerer den mest radikale løsningen på problemet med å rense gasser fra faste urenheter, og gir en rensegrad på 99 -99,9 % til moderate kapital- og driftskostnader. I forbindelse med de siste årenes økte krav til gassrensegrad, har det vært en klar trend mot en økning i andelen filterbruk sammenlignet med våtrenseapparater og elektriske feller.

Filtre er enheter der støvbelastet luft føres gjennom porøse materialer som er i stand til å fange eller avsette støv. Rensing fra grovt støv utføres i filtre fylt med koks, sand, grus og vedlegg av ulik form og art. For å fjerne fint støv, filtermaterialer som papir, netting, nonwovens, filt eller stoff med forskjellige tettheter. Papir brukes til å rense atmosfærisk luft eller gass med lavt støvinnhold.

I industrielle forhold søke om stoff, eller erme, filtre. De har form av en trommel, tøyposer eller lommer som jobber parallelt. Støvpartikler som legger seg på filtermaterialet lager et lag med porer som er mindre enn filtermaterialets, slik at støvlagets oppsamlingsevne øker, men samtidig øker dets aerostatiske motstand.

Av filtertypene for fjerning av støv er de mest brukte stoff (pose) filtre(Fig. 11).

Ris. 11. Posefilter

Stoffhylser er laget av bomull, ull, dacron, nylon, polypropylen, teflon, glassfiber og andre materialer. Silikonbelegg påføres ofte tekstiler for å forbedre bøyningsmotstand, varmebestandighet, krympebestandighet, slitestyrke eller vevsregenerering. Valget av filtermateriale avhenger av driftsforholdene. Graden av gassrensing fra støv med riktig bruk av filtre kan nå 99,9%.

Ulempene med posefiltre er arbeidskrevende å ta vare på stoffet til posene og det høye metallforbruket til enhetene, siden posene strammes ved hjelp av vekter.

I industrien er et stort antall filterdesign laget av porøse materialer mye brukt for finrensing av gasser fra støv og giftige urenheter. Disse inkluderer filtre med halvstive filterplater laget av ultratynne polymermaterialer (Petryanov-filtre), som har varmebestandighet, mekanisk styrke og kjemisk motstand. Blant de mange designene av filtre av denne typen, de fleste bred bruk fikk rammefiltre(Fig. 12).

Ris. 12 Rammefilter med FP-stoff

Filteret er satt sammen av tresidige rammer 1 slik at endesiden er vekselvis til høyre og deretter til venstre. Filterpartisjon 2 er installert som vist i diagrammet (fig. 12 ). Luften passerer gjennom spaltene mellom rammene, filtreres gjennom filterskilleveggen og kommer rengjort ut på den andre siden. En pakke med rammer er plassert i etuiet 4. For å forhindre at lerretene kobles til hverandre under trykket fra luftstrømmen, er det plassert korrugerte separatorer mellom dem 3 (Fig. 12, a, b, c, d, e). Det er en flens på huset på innløpssiden for støvstrømmen 5 med limt gummipakning 6. Filterhuset er laget av kryssfiner, plast, metall.

Mange design er kjent landingsfilter bokstype med munnstykke laget av glassfiber, slaggull og andre fibermaterialer. Tykkelsen på dysen er 100 mm med en pakningstetthet på 100 kg/m3 og en filtreringshastighet på 0,1 - 0,3 m/s. Den aerodynamiske motstanden til slike filtre er 450 - 900 Pa. Boksformet, eller kassettfiltre brukes vanligvis til rengjøring ventilasjonsgasser ved lave temperaturer (30-40 °C) og lavt startstøvinnhold på ca. 0,1 g/m3.

Elektrostatiske utskillere brukes til å rense støvete gasser fra de minste partikler av støv og tåke opp til 0,01 mikron i størrelse. Industrielle elektrostatiske utskillere er delt inn i to grupper: ett-trinns (enkeltsone), der ionisering og luftrensing skjer samtidig, og to-trinns (to-sone), der ionisering og luftrensing utføres samtidig. forskjellige deler apparater.

Ved design er elektrostatiske utskillere delt inn i plate og rørformede, horisontale og vertikale, dobbeltfelt og multifelt, enkelt- og flerseksjoner, tørre og våte.

I fig. 13 viser rørdiagrammer (EN) og lamellær (b) elektrostatiske utskillere.

Ris. 1. 3.Elektrostatiske utskillerkretser

I huset 1 til den rørformede elektrostatiske utskilleren er det samleelektroder 2 med en høyde på 3 - 6 m, laget av rør med en diameter på 150 - 300 mm. Koronaelektroder er strukket langs aksen til rørene 3 med en diameter på 1,5-2 mm, som er festet mellom rammene 4. Øvre ramme 4 koblet til gjennomføringsisolator 5. Det er et distribusjonsnett 6.

I en plate elektrostatisk utskiller (fig. 13, b) koronaelektroder 3 strukket mellom parallelle overflater av samleelektroder 2. Avstandene er 250 - 350 mm. De to ytterste elektrodene er veggene i metallhuset. Hvis spenningen elektrisk felt mellom elektrodene overstiger den kritiske verdien, som ved atmosfærisk trykk og en temperatur på 15 °C er lik 15 kV/cm, da blir luftmolekylene i apparatet ionisert og får positive og negative ladninger. Ionene beveger seg mot den motsatt ladede elektroden, møter støvpartikler på vei, overfører ladningen til dem, og de beveger seg på sin side mot elektroden. Etter å ha nådd det, danner støvpartikler et lag som fjernes fra overflaten av elektroden ved hjelp av støt, vibrasjon, vask, etc.

Konstant elektrisitet høyspenning (50 - 100 kV) tilføres elektrofilteret til korona- (vanligvis negative) og nedbørselektroder. Elektriske utfellere gir en høy grad av rensing. Ved gasshastigheter i rørformede elektrostatiske utskillere fra 0,7 til 1,5 m/s, og i plate-elektrostatiske utskillere fra 0,5 til 1,0 m/s, kan en gassrensegrad nær 100 % oppnås. Disse filtrene har høy gjennomstrømning. Ulempene med elektriske utfellere er deres høy pris og vanskeligheter med drift.

Ultralyd maskiner brukes til å forbedre effektiviteten til sykloner eller posefiltre. Ultralyd med en strengt definert frekvens fører til koagulering og forstørrelse av støvpartikler. De vanligste ultralydkildene er forskjellige typer sirener. Relativt god effekt Ultralydstøvsamlere gir høye støvkonsentrasjoner i gassen som renses. For å øke effektiviteten til enheten, tilføres vann til den. Ultralydinstallasjoner i kombinasjon med en syklon brukes de til å fange opp sot og tåke av forskjellige syrer.

Absorpsjon- er prosessen med absorpsjon av gasser eller damper fra gass eller dampblandinger av væskeabsorbere - absorbenter. Det skilles mellom fysisk og kjemisk absorpsjon. På fysisk absorpsjon molekyler av det absorberte stoffet (absorbenten) kommer ikke i kontakt med absorberende molekyler kjemisk reaksjon. I dette tilfellet er det et visst likevektstrykk av komponenten over løsningen. Absorpsjonsprosessen fortsetter så lenge partialtrykket til målkomponenten i gassfasen er høyere enn likevektstrykket over løsningen.

På kjemisk absorpsjon absorberende molekyler inngår kjemisk interaksjon med de aktive komponentene i absorbenten, og danner en ny kjemisk forbindelse. I dette tilfellet er likevektstrykket til komponenten over løsningen ubetydelig sammenlignet med fysisk absorpsjon, og dens fullstendige ekstraksjon fra det gassformige mediet er mulig.

Absorpsjonsprosessen er selektiv og reversibel.

Selektivitet er absorpsjonen av en spesifikk målkomponent (absorbent) fra en blanding som bruker en bestemt type absorbent. Prosessen er reversibel, siden det absorberte stoffet kan trekkes ut av absorbenten igjen (desorpsjon), og absorbenten kan brukes igjen i prosessen.

I fig. Figur 14 viser et skjematisk diagram av en absorpsjonsinstallasjon for å fange målkomponenten fra en gassblanding.

Ris. 14. Skjematisk diagram absorpsjon-desorpsjonsprosess

Gassblandingen kommer inn i absorber 1, hvor den kommer i kontakt med en avkjølt absorbent, som selektivt absorberer den ekstraherte komponenten (absorbenten). Gassen renset fra komponenten fjernes, og løsningen byttes ut 4, oppvarmes i den og tilføres av pumpe 5 til desorberen 3, hvor den absorberte komponenten trekkes ut av den ved å varme opp absorberen med vanndamp. Absorber frigjort fra målkomponent med pumpe 6 sendes først til varmeveksleren 4, hvor den avkjøles, avgir varme til den mettede absorbenten, deretter strømmer den gjennom kjøleskap 2 igjen for å vanne absorberen.

Absorbentene som brukes må løse opp den ekstraherte gassbrønnen, ha et minimumsdamptrykk for å forurense den rensede gassen med absorberdamp minst mulig, være billig og ikke forårsake korrosjon av utstyr.

For å rense gasser fra karbondioksid brukes vann, etanolaminløsninger og metanol som absorbenter.

Hydrogensulfidfjerning utføres med løsninger av etanolaminer, vandige løsninger av Na2C03, K2C03, NH3 (etterfulgt av oksidasjon av absorbert H2S med luftoksygen for å produsere elementært svovel).

For å rense gasser fra svoveldioksid brukes ammoniakkmetoder, kalkmetoden og manganmetoden.

For å fjerne karbonmonoksid absorberes det med kobber-ammoniakkløsninger.

Absorpsjonsprosessen skjer ved fasegrensesnittet, så absorberen må ha den mest utviklede kontaktflaten mellom væske og gass. I henhold til metoden for dannelse av denne overflaten, kan absorbere deles inn i overflate, pakket og boblende. Overflateabsorbenter har lav ytelse og brukes kun til å absorbere svært løselige gasser. De vanligste universaltypene er pakkede absorbere. De har en mer utviklet kontaktflate, er enkle i design og pålitelige. De er mye brukt til å rense gasser fra nitrogenoksider, SO2, CO2, CO, C12 og noen andre stoffer.

Mer kompakte, men også mer komplekse i utformingen er boblende absorbere, der gass bobles gjennom et lag av absorbent plassert i en kolonne på brett.

Skumabsorbenter er enda mer avanserte. I disse innretningene blir væsken som interagerer med gassen omdannet til en skumtilstand, som gir en stor kontaktflate mellom absorbenten og gassen, og følgelig høy renseeffektivitet.

Generelt kan alle masseoverføringsanordninger som brukes i den kjemiske industrien brukes som absorbere.

Adsorpsjon - er basert på selektiv utvinning av urenheter fra gass ved bruk av adsorbenter - faste stoffer med en utviklet overflate. Adsorbenter må ha høy absorpsjonskapasitet, selektivitet, termisk og mekanisk motstand, lav motstand mot gassstrømning og lett frigjøring av det adsorberte stoffet. Aktive karboner, silikageler, syntetiske og naturlige zeolitter brukes hovedsakelig som adsorbenter.

Aktive karboner De er granulære eller pulverformige karbonadsorbenter laget ved hjelp av spesiell teknologi fra kull, torv, polymerer, kokosnøttkjerner, tre og andre råvarer. For å rense gass-luftutslipp brukes gass og gjenvinningskull.

Gasskull brukes til å fange relativt dårlig sorberte stoffer med lave konsentrasjoner. Hvis konsentrasjonen av målkomponenten i gasstrømmen er betydelig, er det i dette tilfellet nødvendig å bruke gjenvinningskull.

Silikageler er mineralske adsorbenter med en vanlig porestruktur. De produseres i to typer: klump (korn uregelmessig form) og granulære (korn av sfæriske eller oval form). Silikageler er harde glassaktige eller matte korn med en størrelse på 0,2 - 7,0 mm, en bulkdensitet på 400 - 900 kg/m3. Silikageler brukes hovedsakelig til å tørke luft, gasser og absorbere damper av polare stoffer, for eksempel metanol.

Egenskaper som ligner på silikageler er aluminium geler (aktivt aluminiumoksid), som produseres av industrien i form av sylindriske granuler (med en diameter på 2,5-5,0 mm og en høyde på 3,0-7,0 mm) og i form av kuler (med en gjennomsnittlig diameter på 3-4 mm).

Zeolitter (molekylsikter) er syntetiske aluminosilikatkrystallinske stoffer som har høy absorpsjonsevne og høy selektivitet selv med svært lavt innhold av et bestemt stoff (adsorbent) i gassen.

Basert på deres opprinnelse er zeolitter delt inn i naturlige og syntetiske. Naturlige zeolitter inkluderer mineraler som klinoptilolitt, mordenitt, erionitt, chabazitt, etc. Syntetiske zeolitter kjennetegnes ved en nesten perfekt homogen mikroporøs struktur og evnen til selektivt å adsorbere små molekyler ved lave konsentrasjoner av den adsorberte komponenten.

Adsorpsjon utføres hovedsakelig i batch adsorbere. Gassen som skal renses passerer fra topp til bunn gjennom adsorbentlaget. Absorpsjonsprosessen til adsorbenten begynner fra det øverste laget av sorbenten, deretter beveger absorpsjonsfronten seg gradvis nedover og fanger opp alle lagene, og etter at absorpsjonskapasiteten til alle lagene er oppbrukt, skjer et "gjennombrudd" av den absorberte komponenten, noe som indikerer at apparatet skal byttes til desorpsjonsprosessen.

Desorpsjon utføres vanligvis med levende damp tilført nedenfra, som fjerner produktet (adsorbatet) absorbert av det fra sorbenten og kommer inn i kjøleskap-kondensatoren, hvor produktet separeres fra vannet.

Periodiske adsorbere er enkle og pålitelige. Deres ulemper er periodisiteten til prosessen, lav produktivitet og relativt lav effektivitet.

Kontinuerlige prosesser for adsorpsjonsgassrensing utføres i et fluidisert adsorbentsjikt.

I fig. Figur 15 viser et skjematisk diagram av adsorpsjonsgassrensing med en sirkulerende fluidisert adsorbent.

Ris. 15. Skjematisk diagram av adsorpsjonsgassrensing med en sirkulerende fluidisert adsorbent

Gassen som skal renses tilføres adsorberen 1 med en slik hastighet at et fluidisert lag av adsorbent 3 dannes og opprettholdes i det, hvor målkomponentene absorberes. En del av adsorbenten senkes hele tiden ned i desorber 2 for regenerering, som utføres av et fortrengende stoff som tilføres den nedre delen av desorberen. Desorberen opprettholder også et fluidisert sjikt av adsorbent, hvorfra adsorbatet trekkes ut og fjernes fra systemet. Den regenererte adsorbenten returneres til adsorberen igjen 1.

Adsorbere med fluidisert sjikt er komplekse i design og krever presis prosesskontroll.

På min egen måte kjemisk oppbygning atmosfærisk luft er en blanding av gasser. Det er konstante, variable og tilfeldige komponenter av luft. De permanente komponentene i atmosfærisk luft inkluderer nitrogen (78,16 volum%), oksygen (20,9%), argon (0,93%), neon og andre inerte gasser (0,01%). Variable komponenter inkluderer karbondioksid og vanndamp, deres innhold i luften kan variere (CO2 varierer fra 0,02 til 0,93 %, og innholdet av vanndamp kan nå 2-3 %).

Tilfeldige komponenter presenteres:

Ulike gasser som kan dannes som følge av aktiviteten til levende organismer, nedbrytning av organiske stoffer, branner, vulkanutbrudd, produksjonsaktiviteter person;

Damper eller dråper av væsker som hovedsakelig dannes når luften er forurenset av industrielle utslipp;

Faste urenheter dannet under forvitring av bergarter, jord, og også som et resultat av menneskelig produksjonsaktiviteter. Tilfeldige urenheter inkluderer også mikroorganismer og plantepollen.

Luftforurensninger klassifiseres etter følgende kriterier:

Etter opprinnelse - på naturlig, forårsaket av naturlige, ofte unormale prosesser i naturen og menneskeskapte, knyttet til menneskelige aktiviteter.

Naturlige prosesser fører til en konstant utslipp av spredte partikler til atmosfæren. For eksempel, under vulkanutbrudd, slippes enorme mengder faste og flytende partikler ut i atmosfæren til en høyde på opptil 20 km. Svevestøv kommer inn i atmosfæren under skogbranner, jordforvitring, spesielt under støvstormer; Hver dag kommer opptil 10 tusen tonn kosmisk støv inn i jordens atmosfære.

Avhengig av kilden og mekanismen for dannelsen, skiller de hoved Og sekundær luftforurensninger. Førstnevnte er kjemikalier som slippes direkte ut i luften fra kilder. Sekundære dannes som et resultat av samspillet mellom primære forurensninger i atmosfæren med hverandre og med stoffer som er tilstede i luften.
(O2, O3, H 2O) under påvirkning av ultrafiolett stråling. Med tanke på toksisitet og potensiell fare, er luftforurensninger delt inn i flere grupper.

- O de viktigste luftforurensningene - karbonmonoksid, svoveldioksid, nitrogenoksider, hydrokarboner, svevestøv. Nitrogenoksider dannes under høytemperaturfiksering av nitrogen og oksygen i kraftverk og forbrenningsmotorer, under elektriske utladninger i atmosfæren og er tilstede i kjøretøyets eksosgasser. Svoveldioksid dannes når drivstoff brenner med høyt innhold svovel (kull, olje). Kilder til svoveldioksid er termiske kraftverk, bedrifter for produksjon av gjødsel, svovelsyre og petrokjemiske produkter. Karbonmonoksid er den farligste og mest utbredte luftforurensningen, hvis toksisitet skyldes en reaksjon med hemoglobin i blodet. CO-dannelse oppstår under ufullstendig forbrenning av ulike drivstoff.

Svevestøv består av støv og aerosoler av organisk og uorganisk natur.

- polysykliske aromatiske hydrokarboner(PAH). De har en uttalt kreftfremkallende effekt. De viktigste kildene til PAH er termiske kraftverk som opererer på olje eller kull, petrokjemisk industri og motorkjøretøyer.

- spor av grunnstoffer. Spormengder kjemiske elementer er representert i atmosfæren av svært giftige forurensninger som arsen, beryllium, kadmium, bly, magnesium, krom. De er vanligvis tilstede i luften som uorganiske salter adsorbert på partikler. Rundt 60 metaller er identifisert i kullforbrenningsprodukter. I røykgasser Termiske kraftverk oppdaget arsen, kvikksølv, barium, kadmium, kobolt, kobber, jern, fluor, bly, mangan, tinn, molybden, nikkel, selen, tinn, sink, vanadium.

- permanente gasser(karbondioksid, fluorklormetaner) og plantevernmidler.

Akkumulerer i atmosfæren, forurensninger samhandler med hverandre, hydrolyserer og oksiderer under påvirkning av fuktighet og oksygen i luften, og endrer også sammensetningen deres under påvirkning av stråling. Som et resultat er varigheten av oppholdet til giftige urenheter i atmosfæren relatert til deres kjemiske egenskaper. For svoveldioksid er denne perioden fire dager, H2S - to, NOx - fem, NH3 - syv dager, og CO2 og CH4, på grunn av deres treghet, vedvarer i tre år.

Redusering av konsentrasjonen av forurensninger i luften kan oppnås ved å utvikle teknologiske prosesser som eliminerer eller reduserer dannelse og frigjøring av forurensninger, samt ved å redusere luftforurensning ved å påvirke støv og gasser som oppstår.

Det første angrepet er mer rasjonelt, siden det for det første er mye lettere å forhindre dannelse av støv enn å eliminere det, og for det andre reduserer dette tap av råvarer. Alt dette krever imidlertid mye utgifter og tid. Derfor løses for tiden problemet med støvkontroll i industribedrifter i andre retning.

Prosessen med fjerning av luftstøv i generelt syn inkluderer følgende trinn:

Hindre spredning av den "originale" støvaerosolen i luften arbeidsplass (støvoppsamlingsprosess) ;

Ødeleggelse av støvaerosol, som består i frigjøring av støv fra luften ( støvrenseprosess);

Ytterligere reduksjon i stabiliteten til støvaerosol på grunn av spredning av støv som er igjen i luften i atmosfæren ( støvspredningsprosess).

Ulike typer støvoppsamling brukes støvoppsamlingsutstyr– tørre, våte, filtrerings- og elektrofiltreringsutstyr.

For å rense utslipp fra gassformige urenheter, brukes metoder

absorpsjon, kjemisorpsjon, adsorpsjon, katalytisk oksidasjon og termisk.

Absorpsjonsmetode består i absorpsjon av individuelle komponenter i en gassblanding av en absorbent (absorber), som er en væske. Absorbenten velges basert på løseligheten til gassen i den. For eksempel brukes vann til å fjerne ammoniakk og hydrogenklorid, svovelsyre brukes til å fange opp vanndamp, og olje brukes til å fange aromatiske hydrokarboner.

Kjemisorpsjonsmetode er basert på absorpsjon av damper og gasser av faste eller flytende absorbere, noe som resulterer i dannelsen av lett flyktige og lett løselige forbindelser.

Adsorpsjonsmetode basert på fangst av skadelige gassurenheter av overflaten faste stoffer. For eksempel brukes aktivert karbon for å fjerne organiske damper, silikagel brukes til å fjerne vanndamp.

Katalytisk oksidasjonsmetode basert på fjerning av urenheter i nærvær av katalysatorer. Virkningen av en katalysator manifesteres i den mellomliggende kjemiske interaksjonen mellom katalysatoren og de reagerende stoffene, noe som resulterer i dannelsen av mellomliggende forbindelser. Metaller og deres oksider brukes som katalysatorer, som for eksempel brukes til å rense eksosgasser fra forbrenningsmotorer.

Termisk metode er basert på rensing av gasser før utslipp ved høytemperatur etterbrenning.