Термический метод обезвреживания газов
Достаточно большое развитие в отечественной практике нейтрализации
вредных примесей, содержащихся в вентиляционных и других выбросах, получило высокотемпературное дожигание (термическая нейтрализация). Для осуществления дожигания (реакций окисления) необходимо поддержание высоких температур очищаемого газа и наличие достаточного количества кислорода. Выбор схемы дожигания зависит от температуры и количества выбросов, а также от содержания в них вредных примесей, кислорода и других компонентов. Если выбрасываемые газы имеют высокую температуру, процесс дожигания происходит в камере с подмешиванием свежего воздуха. Так происходит дожигание оксида углерода в газах, удаляемых системой вентиляции от электродуговых плавительных печей, дожигание продуктов неполного сгорания (СО и СхНу) автомобильного двигателя непосредственно на выходе из цилиндров в условиях добавки избыточного воздуха. Если температура выбросов недостаточна для протекания окислительных процессов, то в потоке отходящих газов сжигают природный или другой высококалорийный газ.
Одним из простейших устройств, используемых для огневого обезвреживания технологических и вентиляционных выбросов, является горелка, предназначенная для сжигания природного газа (рис. 43.). Обезвреживаемые выбросы в этом случае подаются в канал 1, где они омывают горелку 2. Из коллектора 3 газ, служащий топливом, поступает в сопла, при истечении из которых инжектируется первичный воздух из окружающей среды. Горение смеси газа с первичным воздухом осуществляется в V-образной полости коллектора. Процесс догорания происходит на выходе из полости, где хвостовая часть факела контактирует с обезвреживаемыми выбросами при их истечении из кольцевой щели между корпусом горелки и коллектора.
Разработана и успешно прошла испытания установка очистки газовоздушных выбросов лакокрасочного производства. Она представляет собой циклонную топку (рис. 44), скомпонованную с газовой горелкой и камерой разбавления газов после их очистки. Воздух, загрязненный вредными органическими веществами (толуол, ксилол и др.), поступает в вихревую двухзонную полость печи 4по тангенциальным каналам 5. Природный газ подается в горелку 2по трубе 3. Время пребывания в полости (не менее 0,5 с) и контакт с раскаленными стенками камеры обеспечивают полноту их сгорания. Атмосферный воздух подается по центральной трубе 1горелки 2только при обезвреживании выбросов, содержащих менее 15 % кислорода.
Системы огневого обезвреживания обеспечивают эффективность очистки 90−99 %, если время пребывания газа в высокотемпературной зоне не менее 0,5 с и температура не менее 500−650 оС, а содержащих оксид углерода − 600− 750 оС.
Рис. 43. Установка огневого обезвреживания:
1 − входной патрубок; 2 − теплообменник-подогреватель; 3 − V-образная полость коллектора горелки; 4 − камера смешения; 5 − выходной патрубок
Рис. 44. Установка очистки выбросов лакокрасочного производства:
1 − входнаятруба атмосферного воздуха; 2 − вихревая двухзонная горелка; 4 – входная труба природного газа; 5 − входные тангенциальные каналы грязного газа
Контрольные вопросы
1. Сущность физической адсорбции. Практическое применение метода физической адсорбции с использованием угольного сорбента.
2. Сущность явления хемосорбции; необратимость процесса хемосорбции.
3. Сущность каталитического метода очистки газов, практическое его
применение.
4. Практическое применение термического метода обезвреживания газов.
Список литературы
1. Бертокс П. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений / П. Бертокс, Д. Радд. – М., изд. «Мир», 1980.
2. Воронцов А.А. Охрана природы / А.А. Воронцов, Е.А. Щетинский, И.Д. Никодимов. – М., ВО «Агропромиздат», 1989.
3. Киреев В.А. Краткий курс физической химии. – М., Госнаучтехиздат химической литературы, 1962.
4. Кобзарь И.Г.. Очистка воздуха от продуктов горения натрия // Совещание специалистов МАГАТЭ «Натриевые пожары», Обнинск, 1988.
5. Логинов Н.Я. Аналитическая химия: Учебное пособие для студентов химико-биологической и биолого-химической специальностей пед. институтов/ Н.Я. Логинов, А.Г. Воскресенский, И.С. Солодкин. – М., «Просвещение», 1975.
6. Мазур И.И. Инженерная экология: Общий курс в 2-х томах. Справочное пособие /И.И. Мазур, О.И. Молдованов, В.Н. Шишов. Под ред. И.И. Мазура. – Москва, Высшая школа, 1986.
7. Неницеску К. Общая химия. М., «Мир», 1968.
8. Охрана окружающей среды / Под ред. проф. С.В. Белова. – М., «Высшая школа», 1991.
9. А.И. Родионов, В.Н. Клушин, В.Г. Систер. Технологические процессы экологической безопасности. Калуга, 2000.
10. Руководство по испытанию и оценке воздушных фильтров для систем
приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. М., Стройиздат, 1979.
11. Стырикович М.А. Процессы генерации пара на электростанциях / М.А.Стырикович, О.И. Мартынова, З.Л. Миропольский, под общ. ред. акад. М.А.Стыриковича. – М., «Энергия», 1969.
12. Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды / Н.С Торочешников, А.И. Родионов, Н.В. Кельцев, В.Н. Клушин. – М., «Химия», 1981.
13. Фриш С.Э. Курс общей физики. Том 1. Физические основы механики, молекулярная физика, колебания и волны / С.Э. Фриш, А.В. Тиморева. – М.,
1962.
14. Цветкова Л.И. Экология: Учебник для технических вузов / Л.И. Цветкова, М.И. Алексеев, Б.П. Усанов и др. – Изд. АСВ; Спб; Химиздат, 1999 г.
15. Чечеткин Ю.В. Обращение с радиоактивными отходами / Ю.В. Чечеткин, А.Ф. Грачев. – Самара, 2000.