Методы отчистки газообразных выбросов
Методы, применяемые для очистки воздуха от пылевых и газообразных загрязнителей, и требуемая эффективность очистки определяются в первую очередь санитарными и технологическими требованиями и зависят от физико-химических свойств самих примесей, от состава и активности реагентов и от конструктивного решения устройств, применяемых для очистки. В связи с этим применяемые методы очистки весьма разнообразны и отличаются как по конструкции аппаратов, так и по технологии обезвреживания.
Очистку газообразных выбросов от пыли или тумана на практике осуществляют в различных по конструкции аппаратах, которые можно разделить на четыре основные группы:
1) механические пылеуловители (пылеотстойные или пылеосадочные камеры, инерционные пыле- и брызгоуловители, циклоны и мультициклоны). Аппараты этой группы применяют обычно для предварительной очистки газов;
2) мокрые пылеуловители (полые, насадочные или барботажные скрубберы, пенные аппараты, трубы Вентури и др.). Эти устройства более эффективны, чем сухие пылеуловители;
3) фильтры (волокнистые, ячейковые, с насыпными слоями зернистого материала, масляные и др.). Наиболее распространены рукавные фильтры;
4) электрофильтры – аппараты тонкой очистки газов–улавливают частицы размером от 0,01 мкм. Эффективность электрофильтра может достигать 99,9%.
Обычно необходимая степень онистки может быть обеспечена лишь комбинированной установкой, включающей несколько аппаратов одного или разных типов.
Аппараты для очистки выбросов от газов и паров по принципу действия резко отличаются от обеспыливающих установок. Метод обработки воздуха выбирают в зависимости от физических и химических свойств вредных газов, их концентрации. Эти методы основаны на трех основных принципах: дожигании, абсорбции и адсорбции. Существуют также методы конденсационный и электрический.
Термическое дожигание применяют главным образом при высокой концентрации примесей (превышающей пределы воспламенения) и значительном содержании в газах кислорода. Температура горения 800–1100°С.
В последнее время получило развитие каталитическое дожигание. При этом методе обработки воздуха температура окисления не превышает 250–300°С. Каталитическая очистка в 2–3 раза дешевле высокотемпературного дожигания при более высокой эффективности процесса.
Абсорбционный метод очистки газообразных выбросов основан на поглощении жидкими реагентами токсичных газов и паров из их смесей с воздухом. Эффективность данного метода колеблется в широких пределах в зависимости от вида поглощаемого вещества и поглотительного раствора. В качестве абсорбента чаще всего используют воду. Имеются нереагирующие растворители, которые растворяют газы без химических реакций, и реагирующие, т. е. удаляющие вредные газы путем химической реакции с ними и нейтрализации их. В качестве аппаратов могут использоваться скрубберы, трубы Вентури, циклонные мыватели, оросительные камеры.
Адсорбционный метод основан на поглощении вредных газов и паров с помощью твердых сорбентов (активированных углей, силикагелей, цеолитов и др,). Наиболее часто этот метод применяется для улавливания и возвращения в производство паров органических растворителей (рекуперация).
Этот метод очистки воздуха широко применяется для уничтожения запахов, выделяемых предприятиями пищевой промышленности, кожевенными и текстильными фабриками или же установками по переработке природного газа, а также при производстве пестицидов, клеящих веществ, удобрений, фармацевтических продуктов и т. п. При чистом сорбенте эффективность очистки достигает 98%, при загрязненном снижается до 90%.
Свойства пыли
Пыль представляет собой материальную систему, состоящую из мелких частиц твердого или жидкого вещества, рассеянных в газообразной среде. Такие системы называют аэрозолями. К аэрозолям относятся также туман, возгоны и дым.
Пылями называют аэрозоли, возникающие при процессах механического измельчения – таких, как бурение, дробление, размол, истирание, или механической обработки с одновременным или последующим переходом образующихся частиц во взвешенное состояние. Размеры частиц в пылях больше, чем в дымах, возгонах и туманах.
Пыль может поступать в воздух производственных помещений при процессах дробления и размола материала, а также при просеивании и транспортировании сыпучих веществ. Пыль образуется в чугунолитейном производстве при приготовлении формовочных и стержневых смесей, выбивке и очистке литья и т. п. Большое количество пыли образуется при обработке изделий на абразивных, войлочных и матерчатых кругах, на всевозможных механических станках и при других операциях.
Пыль выделяется в воздух производственных помещений в результате различных технологических процессов. Выделение пыли происходит в цехах предприятий текстильной, горнорудной, металлообрабатывающей, деревообрабатывающей, зерноперерабатывающей и других отраслей промышленности. При этом пыль может в больших количествах попадать в атмосферу, загрязняя воздушную среду.
По действию на организм человека различают ядовитую пыль (свинцовая, ртутная и пр.) и неядовитую (песчаная, асбестовая и пр.). Неядовитая пыль при длительном вдыхании может вызывать у человека различные легочные заболевания под названием пневмокониозы (силикоз, асбестоз и др.).
Пыли как органического, так и неорганического происхождения, образующиеся при размельчении горючих материалов, взрывоопасны вследствие очень развитой суммарной поверхности пылевых частиц по сравнению с поверхностью вещества, из которого они получены. К таким пылям относятся мучная, угольная, табачная, сахарная и др.
Взрывоопасность пыли зависит от размеров пылевых частиц. Например, очень взрывоопасна угольная пыль при размерах частиц 75мкм. Та же угольная пыль при размерах частиц 10 мкм и менее имеет пониженную взрывоопасность благодаря быстрому окислению пылевых частиц и способности их свертываться в хлопья. Каждая взрывоопасная пыль имеет свои пределы взрывоопасных концентраций.
Некоторые пыли способны воспламеняться при температуре 205°С. Эти же пыли при концентрации 68 мг/м3 и выше взрывоопасны.
Пыль, выделяющаяся в производственных помещениях, оказывает вредное воздействие не только на организм человека, но и на технологический процесс, часто ухудшая его и приводя к износу оборудования.