Классификация методов очистки и обезвреживания газовоздушных выбросов

Очистка – удаление примесей из среды.

Обезвреживание – снижение токсичности компонентов, находящихся в выбросе, сбросе, отходах.

Обеззараживание – дезактивация микроорганизмов, находящихся в очищаемой среде.

Дезодорация– устранение (снижение) неприятного запаха путем обработки адорантами (отдушками) либо химическими компонентами, разрушающими пахнущее вещества.

Все загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу можно разделить по агрегатному состоянию:

1) Газовые выбросы:

· неконденсирующиеся при нормальных условиях;

· конденсирующиеся при нормальных условиях;

2) Аэрозоли (пыли, туманы, дымы).

Под пылями понимают дисперсию твердых частиц в атмосферном воздухе.

Под туманами понимают дисперсию жидких частиц в атмосферном воздухе.

Дымы – конденсационные аэрозоли с твердой дисперсной фазой либо включающие твердую и жидкую фазы.

В общем случае классификацию методов очистки можно представить следующим образом:

· очистка от пылей;

· очистка от туманом;

· очистка от газообразных примесей;

· очистка от парообразных примесей.

Все методы очистки газовоздушных выбросов делят на:

· методы очистки от твердых частиц;

· методы очистки от жидких частиц;

· методы очистки от газов и паров.

Классификация методов очистки по преобладающим силам, действующим в процессе очистки:

· гравитационные силы;

· центробежные силы;

· электростатические силы;

· силы межмолекулярного взаимодействия;

· силы химических процессов.

Обычно в любом методе очистки используются несколько сил. С целью повышения эффективности очистки иногда применяют предварительную обработку газовоздушных выбросов.

Защита воздушного бассейна

1. Сухие методы очистки.

2. Мокрые методы очистки.

3. Электрические методы очистки.

4. Очистка от газов и паров.

Сухие методы очистки.

В сухих методах очистки реализуются следующие механизмы осаждения:

1) гравитационное осаждение;

2) инерционное осаждение;

3) центробежное осаждение.

Достоинства сухих методов очистки:

1) Простота конструкции газоочистного оборудования.

2) Уловленные компоненты не претерпевают изменений состава и свойств.

Недостатки:

1) Громоздкость газоочистного оборудования.

2) Незначительная эффективность для большинства аппаратов.

3) Сложность процесса автоматизации очистки.

4) Высокий абразивный износ оборудования.

Пылеосадительная камера – наиболее простое оборудование, реализующееся в принципе гравитационной очистки от взвешенных веществ. Возможна очистка от веществ с диаметром частиц более 80 мкм с эффективностью 60-80%. Для увеличения эффективности очистки используется многополочная пылеосадительная камера. При использовании полок эффективность составляет не более 80% для частиц диаметром до 20 мкм. Пылеосадительные камеры часто используют в качестве оборудования для предварительной очистки газовоздушных выбросов.

Инерционный пылеуловитель – принцип их действия основан на том, что изменение потока газовоздушных выбросов в аппарате приводит к огибаниям потоком препятствия, при этом пылевидные частицы в результате большей плотности сталкиваются с припятствием и осаждаются.

Достоинства инерционных пылеуловителей:

1) Небольшие, по сравнению с пылеосадительными камерами, габаритные размеры.

2) Возможность использовать при очистке газовоздушные выбросы с большой температурой.

Недостатки:

1) Высокий износ инерционных перегородок.

2) Ограничение при очистке от взвешенных веществ, которые легко слипаются и цементируются.

Эффективность данных газоочистных установок составляет до 80% для частиц с диаметром более 30 мкм.

Жалюзийный аппарат –в основе принципа их действия лежит инерционный механизм, гравитационное осаждение. При изменении угла наклона решетки возможно изменение эффективности очистки. В общем случае эффективность очистки составляет не более 80% для частиц диаметром более 20 мкм. Жалюзийные аппараты могут работать в качестве сепараторов.

Циклоны – наиболее распространенные аппараты в практике очистки газовоздушных выбросов. Около 90% всего газоочистного оборудования предприятия представлено циклонами.

Циклоны классифицируют на высокопроизводительные и высокоэффективные.

Достоинства циклонов:

1) Отсутствие движущих частиц.

2) Высокий температурный интервал.

3) Возможность улавливания абразивных частиц.

4) Высокая эффективность очистки от частиц с различной дисперсией.

5) Возможность работы циклона при значительных перепадах в концентрации частиц.

Недостатки:

1) Высокое гидравлическое сопротивление.

2) Плохая эффективность очистки от частиц с диаметром менее 5 мкм.

3) Ограничение при использовании циклона для очистки от липких загрязняющих веществ.

4) Ограничение при использовании циклона для очистки от взрыво- и пожароопасных соединений.

Фильтры

Классификация фильтров:

1) По типу фильтровальной перегородки:

· гибкие пористые перегородки;

· полужесткие пористые перегородки;

· жесткие пористые перегородки.

2) В зависимости от назначения:

· Фильтры тонкой очистки (высокоэффективные или абсолютные фильтры). Для них характерно отсутствие регенерации фильтровальной перегородки. Они применяются для финишной очистки газов, используемых для сооружений, в которых предъявляются повышенные требования к качеству воздуха.

· Воздушные фильтры. Фильтровальная перегородка в данном типе фильтров может как подвергаться регенерации, так и использоваться одномоментно. Эффективность данных фильтров достигает 99% для частиц с диаметром более 0,5 мкм, производительность этих фильтров выше по сравнению с фильтрами тонкой очистки. Как правило, воздушные фильтры используются в системах вентиляции воздуха, использование их для очистки отходящих газов незначительно, что связано с экономической составляющей.

· Промышленные фильтры характеризуются высокими расходами очищаемого газа, низкими по сравнению с ранее рассмотренными гидравлическими сопротивлениями. Зачастую промышленные фильтры эксплуатируются вне зданий, фильтровальная перегородка у них, как правило, изготавливается из материала и подвергается регенерации.

Использование промышленных фильтров накладывает следующее ограничение на очищаемую среду:

· температурный интервал должен быть ниже температуры устойчивости фильтровальной перегородки;

· очистке подвергаются отходящие газы, не содержащие конденсируемых при данных условиях соединений

3) По возможности регенерации фильтровальной перегородки:

· с возможностями регенерации фильтровальной перегородки;

· с нерегенирируемой фильтровальной перегородкой.

Промышленные фильтры используют различные фильтровальные перегородки. Наиболее распространены следующие и:

· фильтровальные перегородки из тканевого материала;

· фильтровальные перегородки из нетканого материала (войлоки, различные виды пробивного материала);

· зернистые фильтры.

В качестве фильтровального материала в зернистых фильтрах может использоваться:

· неорганический материал с высокой удельной поверхностью,

· органические материалы, в которых развита удельная поверхность.

На предприятиях наибольшее распространение получили рукавные фильтры. Регенерация рукавных фильтров может осуществляться:

1) встряхиванием фильтрующих рукавов;

2) обратные продукты;

3) импульсные продукты;

4) комбинированными методами.

Мокрые методы очистки.

Мокрые методы очистки – такие методы очистки, в которых для очистки отходящих газов используется жидкость.

Достоинства мокрых методов очистки:

1) Небольшая стоимость и высокая эффективность улавливания частиц.

2) Возможность улавливания частиц с диаметром до 0,1 мкм.

3) Возможность очистки отходящих газов с высокой температурой, а также газов и пылей, склонных к самовозгоранию.

4) Возможность улавливания наряду с дисперсными системами удаления газообразных компонентов.

Недостатки мокрых методов очистки:

1) Уловленные компоненты представляют собой шлам, который необходимо дополнительно обрабатывать. В мокрых системах очистки обязательно должна предусматриваться система очистки сточных вод.

2) Возможность осаждения пыли совместно с неуловленными частицами в газоходах.

3) При очистке агрессивных газов необходима защита газоочистного оборудования.

Массообмен в мокрых системах очистки происходит на границе раздела жидкость-газ, в связи с чем эффективность работы газоочистного оборудования, его габариты зависят от площади контакта.

В зависимости от способа создания поверхности контакта выделяют следующие типы мокрых пылеуловителей:

· полые газопромыватели;

· насадочные скрубберы;

· тарельчатые;

· с подвижной насадкой;

· ударно-инерционного действия;

· центробежного действия;

· механические газопромыватели;

· скоростные газопромыватели.

В приведенном ряду увеличивается удельная производительность аппарата, снижаются габаритные размеры аппарата, однако происходит рост гидравлического сопротивления.

Наиболее простым мокрым газопромывателем является полый форсуночный скруббер. Поверхность контакта в данном аппарате образуется за счет распыления жидкости.

В тарельчатых газопромывателях массообмен происходит на поверхности пузырьков жидкости.

В скруббере Вентури массобмен происходит на поверхности высокодисперсных капель жидкости. Эффективность очистки в скрубберах Вентури может достигать 99,6% для частиц диаметром более 0,1 мкм.

В тарельчатых газопромывателях эффективность очистки может составлять до 99% для частиц диаметром более 0,5 мкм.