Материал: Инженерные способы защиты окружающей среды. Сафонова Л.Б., Звягина Л.Н

диаметра. Удельный расход орошающей жидкости выбирают в пределах 0,5 – 8 л/м3 газа.

Более эффективными мокрыми пылеуловителями являются скрубберы Вентури. Очищенный газ через патрубок подается в устройство, называемым соплом Вентури. Последнее имеет сужение (конфузор), в который через форсунки направляется вода на орошение. В этой части сопла скорость газа увеличивается, достигая максимума в самом узком сечении (с 10 – 20 до 100 – 150 м/с). Благодаря этому происходит осаждение частиц пыли на каплях воды. Напротив, в диффузорной части сопла Вентури скорость потока мокрых газов снижается до 10

– 20 м/с. Далее поток поступает в корпус, где под действием сил гравитации происходит осаждение загрязненных пылью капель. Очищенный газ выходит в верхнюю часть корпуса, шлам попадает в нижнюю часть.

У скрубберов Вентури эффективность очистки достигает 0,97 – 0,98, расход воды 0,4 – 0,6 л/м3 газа. Полый скруббер представляет собой колонну круглого сечения. В нее подается жидкость через систему форсунок, число которых может достигать 14 – 16 по сечению колонны.

В насадочном скруббере используется система поперечного орошения с наклонно установленной насадкой. Эффективность таких систем достигает 0,9.

Среди систем мокрой пылеочистки высокая эффективность отмечена в скрубберах ударно-инерционного действия. В этих аппаратах контакт газов с жидкостью осуществляется при ударе газового потока о поверхность жидкости с последующим пропусканием газожидкостной взвеси через отверстия различной конфигурации или непосредственным отводом газожидкостной взвеси в сепаратор жидкой фазы.

Надёжной и простой конструкцией мокрого пылеуловителя является промывная башня (скруббер), заполненная кольцами Рашига, стекловолокном или другими насадками.

Запыленный газ подается снизу вверх через распыляющее устройство. Одновременно сверху вниз поступает вода. В том случае, когда пыль является плохо смачиваемым вещест-

31

вом, в воду добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Расход энергии составляет 2 кВт-ч/1000 м3 газа.

К недостаткам процесса мокрого пылеулавливания относят: а) возможность щелочной или кислотной коррозии при очистке некоторых газов; б) ухудшение условий последующего рассеивания через заводские трубы очищенного, но увлажненного газа, тем более охлажденного (снижается подъемная сила); в) происходит загрязнение отводимой из аппарата воды вредными для водоемов ПАВ.

Весьма эффективны комбинированные методы очистки от пыли. Так, хорошие результаты дает очистка агломерационных газов в батарейных циклонах с последующей доочисткой в скрубберах Вентури, а также в электрофильтрах.

Улавливание туманов

С целью очистки воздуха и технологических газов, в т.ч. отходящих в атмосферу, от туманов, кислот, щелочей, масел и других жидкостей применяют волокнистые фильтры. Принцип их действия основан на осаждении капель на поверхности пор, после чего образовавшаяся жидкость стекает под действием силы гравитации. В пространстве между двумя цилиндрами, изготовленными из сеток, размещают волокнистый фильтрующий материал. Жидкость, оседающая на фильтрующем материале, стекает через гидрозатвор в приемное устройство. Крепление к корпусу туманоуловителя осуществляется фланцами. В качестве материал фильтрующего элемента используется войлок, лавсан, полипропилен и другие материалы толщиной 5 – 15 см. Эффективность туманоуловителей для размеров частиц менее 3 мкм может достигать 0,99. Для улавливания кислотных туманов применяются также сухие электрофильтры.

32

Основные принципы выбора метода и аппаратуры очистки газовых выбросов

от твердых частиц и аэрозолей

Выбор метода и оборудования, обеспечивающих необходимую степень очистки, зависит от большого числа параметров, среди которых основным является эффективность работы системы по отношению к преобладающим в газовом потоке частицам. Приведённая в табл. 2 информация позволяет провести первоначальную оценку возможностей различных пылеочистительных устройств. В процессе выбора оборудования необходимо учитывать степень неравномерности газового потока, так как 10 %-ное отклонение от номинальных регламентируемых значений является обычным явлением на предприятии.

Таблица 2

Эффективность различных пылеочистительных устройств

33

На выбор оборудования и материалов для его изготовления оказывают влияние химические и физические свойства загрязнителей, а также их концентрация в очищаемом газе, поскольку при высоких ее значениях (выше 230 г/м3) обычно вводится стадия предварительном очистки. Необходимо принимать во внимание также температуру, давление, влажность газового потока, возможность остановки газоочистного оборудования для текущего ремонта и ряд других факторов.

Поскольку с развитием техники происходит постоянное изменение отдельных характеристик газоочистного оборудования, детальное сравнение различных устройств следует проводить по соответствующим каталогам. Однако основные принципы выбора наиболее широко используемого оборудования неизменны.

Так, циклоны обычно используются в тех случаях, когда пыль крупнодисперсная, ее концентрация превышает 2 г/м3 и не требуется высокой эффективности улавливания.

Скрубберы мокрого типа целесообразно использовать, если: 1) мелкие частицы должны улавливаться с относительно высокой эффективностью; 2) желательно охлаждение газа, а повышение его влажности не служит препятствием; 3) газы представляют опасность в пожарном отношении; 4) необходимо улавливать как твердые, так и газообразные вещества.

Тканевые фильтры (рукавные) используются в тех случаях, когда необходима очень высокая эффективность улавливания, пыль представляет собой ценный продукт, который необходимо собрать в сухом виде, объемы очищаемых газов относительно невелики, температура относительно низка (лимитирует термостабильность материала ткани).

Электрофильтры применяют, если для улавливания мелких частиц необходима высокая эффективность, обработке подлежат очень большие объемы газа и необходимо утилизировать ценные продукты.

34

Очистка выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей

С этой целью разработаны три основные группы методов очистки: 1) промывка выбросов растворителями содержащейся в них примеси (абсорбционный метод); 2) поглощение газообразных примесей твердыми телами с ультрамикроскопической структурой (адсорбционный метод); 3) обезвреживание примесей путем каталитического превращения в менее опасные вещества.

Метод абсорбции состоит в том, что газовоздушная смесь разделяется на составные части путем поглощения одной или нескольких примесей поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора. Так, с целью удаления из выбросов таких газообразных веществ как NH3, HC1 и др., можно применять в качестве поглотительной жидкости воду. Для улавливания ароматических углеводородов из коксового газа – вязкие масла. Абсорбция может быть физической или химической, когда абсорбент и поглощаемый компонент не взаимодействуют или, напротив, взаимодействуют с образованием нового вещества. В последнем случае процесс называется хемосорбцией. Большинство реакций, сопровождающих хемосорбцию, являются экзотермическими (идут с выделением тепла) и обратимыми. Поэтому при последующем повышении температуры раствора образовавшееся химическое соединение разлагается с выделением исходных компонентов. Так, для очистки выбросом от диоксида серы применяется аммиачно-циклический метод. Он основан на способности NH3 и SО2 в водных растворах образовывать нормальную и кислую соли:

SO2 + 2NH3 + Н2O ↔ (NH4)2SO3,

(NH4)2SO3 + SO2 + Н2O ↔ 2NH4HSO3.

По мере накопления в растворе гидросульфита аммония, он может быть регенерирован нагреванием до 90 – 95 °С, в результате чего выделяется диоксид серы:

2NH4HSO3 ↔ (NH4)2SO3 + SO2↑ + H2O.

35