20195

Мокрые пылеулавливающие аппараты (скрубберы)

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Очистка газов от газообразных загрязнений Все методы очистки газов от газообразных загрязнений делятся на три группы: Абсорбция это поглощение газа в объёме твёрдого или жидкого поглотителя чаще всего жидкости. Адсорбция это поглощение газа на поверхности твёрдого или жидкого поглотителя. Скорость переноса поглощаемого газа определяется: Свободной поверхностью абсорбента. Площадь абсорбирующей поверхности зависит: От количества орошающей жидкости на единицу объёма газа.

Русский

2013-07-25

52.5 KB

5 чел.

Лекция 12

Мокрые пылеулавливающие аппараты (скрубберы)

Мокрые пылеулавливающие аппараты называют скрубберы. Схема скруббера:

1-жидкость с пылью.

2-форсунки для распыления жидкости.

Очистка газов от газообразных загрязнений

Все методы очистки газов от газообразных загрязнений делятся на три группы:

Абсорбция – это поглощение газа в объёме твёрдого или жидкого поглотителя, чаще всего – жидкости.

Адсорбция – это поглощение газа на поверхности твёрдого или жидкого поглотителя.

Термические методы.

Чистая абсорбция, чаще всего, проводится жидкими поглотителями. Движущей силой процесса является разность концентраций загрязняющего вещества в газе и жидкости. Скорость переноса поглощаемого газа определяется:

Свободной поверхностью абсорбента.

Движущей силой процесса.

Коэффициентом «массопереноса».

Площадь абсорбирующей поверхности зависит:

От количества орошающей жидкости на единицу объёма газа.

От размеров капель.

От конструкции абсорбера.

Коэффициент «массопереноса» зависит:

От скорости диффузии газовых молекул.

Толщины переходного слоя на поверхности.

Разности концентраций загрязняющего вещества в газе и жидкости.

От температуры и давления в системе.

Хемосорбция отличается от чистой абсорбции тем, что после поглощения вредное вещество вступает в химическую реакцию с каким-либо реагентом и переводится в безвредное состояние. Хемосорбция применяется для очистки газов от:

Угарного газа.

Углекислого газа.

Оксидов серы.

Оксидов азота.

Сероводорода.

Хлористого водорода.

Биохимические методы основаны на способности микроорганизмов разрушать и перерабатывать различные соединения. Эти методы более всего применимы для очистки газов постоянного состава. При изменении состава газа микроорганизмы не успевают приспособиться и эффективность очистки падает. Высокая эффективность газоочистки достигается при условии, что скорость биохимического окисления вредных веществ превышает скорость их поступления с газом. Различают две группы аппаратов биохимической очистки:

Биоскрубберы.

Биофильтры.

Биоскрубберыэто абсорбционные аппараты, в которых газ орошается водным раствором активного ила и вредные вещества разрушаются микроорганизмами присутствующими в активном иле. В биофильтрах очищаемый газ пропускается через фильтрующий слой, который орошается водой для создания необходимой влажности. Фильтрующим слоем служат природные или искусственные материалы, на которые наносится плёнка активного ила.

Адсорбция

Адсорбция – это поглощение газов на поверхности твёрдого или жидкого поглотителя, чаще всего используются твёрдые пористые вещества. Площадь поверхности адсорбента может быть очень велика и для некоторых веществ составляет несколько квадратных метров на грамм вещества. Поглощаемые вещества удерживаются в порах либо химическими силами - это химическая адсорбция, либо силами Ван-дер-Ваальса – это физическая адсорбция.

Газ адсорбируется в несколько стадий:

Перенос молекулы газа к поверхности твёрдого тела.

Проникновение молекулы газа в поры твердого тела.

Собственно адсорбция, т.е. удержание молекулы газа.

Лимитирующей для процесса является самая медленная из этих трёх стадий. Движущей силой процесса является градиент концентрации загрязняющего вещества в газе и на поверхности твёрдого тела. С ростом концентрации этого вещества на поверхности, градиент концентрации уменьшается и преобладающим процессом становится равновесный обмен молекулами. Адсорбция рекомендуется для газа с невысокими концентрациями загрязняющих компонентов. Поглощённые вещества удаляются из спор продувкой инертным газом, паром или термической десорбцией при нагревании.

Достоинствами этого метода являются:

Высокая степень очистки.

Отсутствие жидкостей:

а)    Газы не охлаждаются.

б)   Нет необходимости в насосах и энергии на перекачку.

Недостатками этого метода являются:

Очищаются только сухие и незапылённые газы.

Скорость движения газа через аппарат очень мала.

Термические методы

Основаны на способности горючих токсичных компонентов окисляться до менее токсичных при высокой температуре. Преимущества этой группы методов:

Небольшие габариты установок.

Простота обслуживания.

Высокая эффективность обезвреживания.

Низкая стоимость очистки.

Область применения метода ограничивается характером веществ, получающихся при окислении. Так, если газовая смесь содержит фосфор, серу или галогены, то после окисления получаются вещества более токсичные, чем исходные. Различают три схемы термических методов:

Прямое сжигание в пламени.

Термическое окисление.

Каталитическое окисление.

Выбор схемы определяется:

Химическим составом загрязняющих веществ.

Концентрацией загрязняющих веществ.

Начальной температурой выброса.

Объёмным расходом газовой смеси.

Предельно допустимыми выбросами загрязняющих веществ.

Первая и вторая схемы осуществляются при температуре 600С0-800С0, а третья схема при температуре 250С0-450С0.

I-ая схема: прямое сжигание в пламени.

Проводится в тех случаях, когда выбрасываемые газы достаточно нагреты и приносят с собой не менее 50% общей теплоты сгорания. Иначе процесс оказывается экономически невыгоден. Одной из проблем этого метода является то, что температура пламени в факеле может достигать 1300С0. При наличии избытка кислорода и достаточном времени при такой температуре начинают образовываться окислы азота, которые чрезвычайно токсичны. Примером прямого сжигания является сжигание хвостовых газов на нефтеперерабатывающих заводах. Эти газы сжигаются в открытом факеле. При этом требуется очень высокая термостойкость аппаратов.

II-ая схема:  термическое окисление.

Применяется, когда выбрасываемые газы имеют достаточно высокую температуру, однако концентрация кислорода или горючих компонентов низка для поддержания открытого пламени. Эта схема проводится в закрытых аппаратах с хорошим перемешиванием газового потока. Эффективность схемы меньше, чем прямое сжигание в пламени, однако, для термических окислителей требуется меньше термостатических аппаратов. При такой схеме можно снизить расходы на изготовление аппарата, а также отсутствуют выделения окислов азота.

III-я схема: каталитическое окисление.

Используется для превращения токсичных компонентов в менее токсичные за счёт введения в систему дополнительных веществ катализаторов. Катализатор, взаимодействуя с одним из компонентов газовой смеси, образует промежуточное соединение, которое затем распадается с образованием менее токсичного вещества и катализатора. Скорость каталитического окисления выше, чем термического, что позволяет сократить размеры аппарата. Существенное влияние на эффективность каталитического процесса оказывает температура газовой смеси. Для каждой каталитической реакции существуют минимальные температуры начала реакции, ниже которой катализатор не проявляет активность. С повышением температуры в заданном интервале эффективность каталитического процесса возрастает. Для осуществления процесса требуется незначительное количество катализатора, расположенного так, чтобы обеспечить максимальную поверхность контакта с газовым потоком. В большинстве случаев катализаторами являются металлы: серебро, платина, палладий или оксиды металлов: оксид меди, оксид ванадия. Катализаторы обычно наносят на огнеупорные материалы. Каталитическим процессам мешает пыль и каталитические яды. Такие методы, например, используются в каталитических коробках для очистки выхлопных газов автомобиля.

Очистка сточных вод

В зависимости от условий образования, сточные воды делятся на атмосферные, бытовые и промышленные.

Таблица: классификация примесей в сточных водах по фазово-дисперсному составу

Группа

Размер частиц, см

Краткая характеристика

Гетерогенные (многофазные) системы

I) Взвеси.

10-5см

Твёрдые нерастворимые примеси суспензии и эмульсии, обуславливающие мутность воды, а также микроорганизмы и планктон.

II) Коллоидные растворы.

10-5см, 10-6см

Коллоидные и высокомолекулярные соединения, обуславливающие окисляемость и цвет воды.

Гомогенные (однофазные) системы

III) Молекулярные растворы.

10-6см, 10-7см

Это газы и растворимые в воде органические соединения, придающие воде запахи и привкусы.

IV) Ионные растворы.

Меньше, чем 10-7 см

Соли, основания и кислоты, обуславливающие минерализованность, жёсткость, кислотность или щёлочность воды.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81792. Основания науки и их структура. Идеалы и нормы исследования 29.55 KB
  Под основаниями науки понимают систему различных регулятивов детерминирующих цель и способы получения научного познания представление и понимание изучаемой реальности а также формы и степень обоснованности научного знания и его включения в человеческую культуру. В данной дефиниции ясно видна и структура оснований науки: цель и способы научного познания определяются идеалами нормами и критериями обобщенное представление и понимание исследуемой реальности воплощается в научной картине мира формы и степень обоснованности научного знания и...
81793. Научная картина мира, ее исторические формы и функции 36.34 KB
  В познании структуры и свойств универсума большое значение имеет научная картина мира являющаяся формой систематизации и обобщения научных знаний. Научная картина мира НКМ система общих представлений о фундаментальных свойствах и закономерностях универсума возникающая и развивающаяся на основе обобщения и синтеза основных научных фактов понятий и принципов. Современная научная картина мира состоит из трех относительно самостоятельных блоков естественнонаучного технического и социальногуманитарного единство которых обеспечивают...
81794. Философские основания науки. Роль философских идей и принципов в обосновании научного знания 32.6 KB
  Социальное познание исторически первоначально развивалось в рамках философии истории раздела философии связанного с интерпретацией исторического процесса и исторического познания. Термин философия истории используется в настоящее время в следующих основных значениях: а учение об исторической реальности в ее целостности и развитии общая теория исторического процесса как единства прошлого настоящего и будущего; б часть философии науки исследующая историческое познание рациональными средствами и методами т. Это философская версия...
81796. Динамика научного знания: Модели роста 39.09 KB
  Важнейшей характеристикой знания является его динамика т. Дело в том что для логического позитивизма в целом были характерны: а абсолютизация формальнологической и языковой проблематики; б гипертрофия искусственно сконструированных формализованных языков в ущерб естественным; в концентрация исследовательских усилий на структуре готового ставшего знания без учета его генезиса и эволюции; г сведение философии к частнонаучному знанию а последнего к формальному анализу языка науки; д игнорирование социокультурного контекста анализа...
81798. Становление развитой научной теории. Многообразие вариантов формирования теории 32.4 KB
  Многообразие вариантов формирования теории. Роль теории в научном познании огромна. В процессе построения научной теории задействованы сеть базовых понятий совокупность методов методологические нормы и принципы данные экспериментов обобщения фактов и заключения теоретиков и экспертов.
81799. Проблемные ситуации в науке. Проблема включения новых теоритических представлений в науку 29.01 KB
  Если культура имеет жесткий механизм контроля над воспроизводством тогда она будет выталкивать из себя все чужеродное ей под культурой понимается не только духовная но и материальная ее часть. Если культура вовсе не будет иметь этого механизма то она в конце концов перестанет быть культурой сольется с окружающей ее средой. Очевидно что некоторые инновации культура будет отторгать как чужие. Так скажем традиционная культура может охотно позаимствовать телевидение или мобильную связь или какоенибудь иное техническое...