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.