1.6.1 Способи очищення газів


 Всі промислові гази – як від­хідні, так і технологічні – передаються  газоходами чи трубопрово­дами, які можуть постачатися відповідними газоочисними пристроями. Природно, вибір придатного методу очищення залежить від природи вловлюваного матеріалу. Якщо вловлювана  речовина газоподібна, можли­ві два альтернативних варіанти: адсорбція чи абсорбція домішок з газової сумішіабо подальші хімічні перетворення компонентів суміші.
Абсорбція газів широко застосовується в тих випадках, коли очищенню підлягають великі газові потоки, наприклад, пари HCl , аміак, SO2 і СO2.
Адсорбція газів на твердих сорбентах більш застосовуєть­ся для поглинання невеликої кількості газів, наприклад, пари води силікагелем, СО2 вапном, або пари органічних з’єднань активованим вугіллям.
Під хімічними перетвореннями газів з метою очищення мають на увазі спалювання чи каталітичний процес, зокрема каталітичне окислення органічних з’єднань. Проте, до цього методу можна віднести і збільшення тривалості процесу для закінчення реакції замість того, щоб „заморозити” газову суміш перед безпосереднім викидом її в атмосферу.

Рисунок 1.7 – Класифікація природоохоронних методів захисту навколишнього середовища від антропогенних забруднень

 

Отже, технологія видалення газових забруднень з газового пото­ку основана на хімічних реакціях чи на процесах адсорбції або аб­сорбції. В переважній більшості одночасно застосовують один із мето­дів, тому для конструктивного розроблення газоочисних установок мо­жуть застосовува­тися типові заходи хімічного машинобудування.

 

Видалення твердих частинок малого діаметра і краплин рідини зна­чно складніше і сувора фізична класифікація методів не є можливою, тому що в дію можуть вступати, а часто і вступають, різні комбіновані методи. До основних фізичних операцій, що викорис­товуються для цієї мети, від­носяться гравітаційне осадження, центри­фугування, інерційний чи прямий захват, Броунівська або вихрова ди­фузія, осадження (термічне, електроста­тичне чимагнітне), броунівська чи акустична агломерація і турбулентне розділення.

 

В більшості пиловловлювальних пристроїв звичайно декілька згада­них вище процесів одночасно приймають  участь в очищенні газового потоку, хоча частіше всього тільки один з них   є основним при осадженні части­нок визначеного типу. Так, процес фільтрування заснований на інерцій­ному і прямому захваті та Броунівській дифузії. Проте, Броунівська дифузія грає домінуючу роль у видаленні частинок субмікронних розмірів, тоді якінерція і прямий захват є основними механізмами вловлювання частинок мікронного розміру. В цьому процесі важливу роль відіграють також електростатичні сили, тому що заряджені частинки можуть індуку­вати заряд на незарядженому, фільтрувальному середовищі.

 

Перш ніж рекомендувати той чи інший метод і, відповідно, сконст­руювати газоочисне обладнання, необхідно встановити, які речо­вини не­обхідно видалити з газового потоку, об’єм потоку і його параметри. Таким чином, необхідно провести аналіз газового потоку і його компонентів. До найнеобхіднішої інформації відносяться швидкість газового потоку, тем­пература і склад газів, природа компо­нентів, які вилучаються, а також не­обхідний ступінь очищення.

 

В табл. 1.4 наведені розміри вловлюваних частинок апаратів пило­очищення та інших показників, які необхідно враховувати при ви­борі апа­ратів пилоочищення.

 

Наведені дані служать тільки попередньою інформацією при ви­борі способу і апаратів пилогазоочищення. Наприклад, при виборі ва­ріанту фі­льтраційного очищення необхідно враховувати агресивність пилогазового потоку, а при електричному очищенні – питомий електричний опір аерозо­льних частинок в газовому потоці та інші фізико-хімічні властивості дис­персної фази.

 

Таблиця 1.4 – Показники для вибору апаратів пиловловлювання

Пиловло-влювачі

Максима-льний вміст пилу в газі, кг/м3

Розміри уловлюваль-них частинок, мкм

Ступінь очи-щення, %

Гідра-влічний опір

Максималь-на температу-ра на вході в апарат,

Пилооса-джувальні камери

 

-

 

100

 

30-40

 

-

Не лімітується

Жалюзійні пиловло-влювачі

 

0,02

 

25

 

60

 

500

 

400-500

Циклони

0,40

10

70-95

400-700

400

Батарейні циклони

0,10

10

85-90

500-800

400

Рукавні фільтри

0,02

1

98-99

500-2500

100-250

Від-центрові скрубери

 

0,05

 

2

 

85-95

 

400-800

Не лімітується

Пінні апарати

0,03

2

95-99

300-900

Не лімітується

Скрубери з рухомою насадкою

 

0,02

 

1

 

96-99

 
300-1000

 

Не лімітується

Електро-фільтри

0,01-0,05

0,005

99 і менше

100-200

425

 

 Подібний метод аналізу фізико-хімічних параметрів газів застосову­ють при виборі способів очищення від газових домішок. Якщо, нап­риклад, для вибору мокрого способу очищення достатньо мати дані про витрати газу, то для вирішення питання про застосування методу абсорб­ції необ­хідно знати склад і вміст газових домішок, які видаляються. Кри­терієм підбору абсорбенту є розчинність в ньому відповідного газу.

 

Деколи можливо, а в ряді виключно складних проблем і економічно необхідно, в принципі відмовитися від очищення газів або шляхом зміни самого технологічного процесу, або перемістити виробництво на придат­ний майданчик, або ж просто підвищити викидну трубу.
 

Якщо газоочисна установка призначена для нового технологічного процесу, то необхідно отримати і оцінити інформацію про швидкістьгазо­вого потоку, температуру і склад газу. При цьому інформацію про природу речовин, які вилучаються, отримують з літературних джерел чи на основі аналогічного підприємства, або ж на даних лабораторних досліджень.

 

Після аналізу проблеми стає можливим провесни розрахунки, відне­сені до видалення газоподібних компонентів чи частинок. З допомогою розрахунків можна отримати висновки про можливі механізми очищення а такожпро розміри і  складність необхідного обладнання. Така економічнаоцінка методів очищення газів дозволить вибрати найпридатніший з них і покаже його вартість.