12. Состав и основные принципы очистки отходящих газов.

Осн.загрязн. в-ва – газы приносящие мах ущерб. 1) СО2 – ПДК – 5 мг в м3. Источники – автотранспорт, энергоустановки, черная металлургия. СО – 5 млрд тонн – естеств, 300 млрд тонн - доля человека. 2) SO2 – оказ. комплексное воздействие. Составляет 145 млн тонн – 70% - сжигание угля, 16% - сжигание жидкого топлива, техногенный – 13-15% от естеств. 3) оксиды азота NO и NO2 – прямое воздействие + при фотохимич. реакциях образ. окислители. 770 млн тонн – естествен. поступление, 6,5% - антропоген. Методы очистки газовоздушных смесей. Источники: непрерывного воздействия и разового. В-ва: тверд, жидк, газообразн. Структура выбросов: 1 фаза – дисперсная –сост. из тв. частиц и капелек жидкости, 2 фаза – сплошная – газы. Выбросы есть организованные – есть спец. выведение – трубы, или неорганизованные. Так же они могут быть нагретыми и холодными. Газовоздушные потоки могут быть с очисткой и без. Дисперсная фаза: пыль и дым, пыль – от 5 до 50 мкн (0,05 мм, граница алеврита), дым – от 0,1 до 5 мкн (глинист. размер), жидкая фаза – туманы – 0,3 – 5 мкн. Нужно учитывать свойства дисперсной фазы: плотность частиц: г/см3 или насыпная пл-ть, она намного меньше, между частицами воздух. Степень дисперсности: 1) размер частиц, зависит от формы частиц, форма определяет массу, 2) скорость осаждения. Абразивность пыли – хар-ка, чем выше абразивность, тем быстрее будут изнашиваться элементы. Адгезионные св-ва частиц – чем меньше диаметр, тем выше адгезионные св-ва – быстрая забиваемость систем очистки. Смачиваемость – эф-т работы мокрых пылеуловителей (гидрофобные и гидрофильные частицы). Электропроводимость слоя пыли – для электрофильтров. Удельное электрич. сопротивление – для низкоомных и высокоомных – неэффективно.

13. Методы очистки отходящих газов от аэрозолей.

1) Гравитационные, 2) Инерционные, 3) Центробежные, 4) Фильтрационные. Еще есть мокрые пылеуловители и электрофильтры. Гравитационные методы: газовоздушная смесь в покое – выпадение крупных частиц. Инерционные: скорость прохождения, 1 м/с. Циклоны – газ с высокой скоростью проходит по входной системе, закручивается, возник. центробежные силы – тв. фаза переходит в бункер и выводится как шлам. Эф-ть прямопропорциональна скорости газа, и обратнопропорциональна диаметру. 1,6 соотн. h и d (h больше). Групповые циклоны, батарейные циклоны – газовоздушная смесь проходит через все циклоны. Зависит от размера частиц, эф-ть – 5 – 50-60%, 10 – 70-90%, 15 – 91-99%, 20 -99,5%. Очистка газа на фильтрах: тканевые, волокнистые, зернистые. 1)Фильтры тонкой очистки – эф-ть до 99%, входная концентрация не должна превышать 1 мг на 1 м, скорость не более 10 см в сек, улавливание конкретных токсичных в-в, их захоранивают. 2) Воздушные фильтры – конц. <50 м, скорость 3,5 м/с, эффект-ть высокая, 3) Промышл. фильтры – дисп. фазы более 60 мг. Фильтрующие эл-ты: тонкой очиски – волокнистые фильтры (войлок, картон) – толщина до 2 м. Воздушные – волокнистые, тканевые. Промышленные: тканевые, зернистые(кварц. песок, золошлаки), степень очистки минимальна, выдерж. разные t, нейтрален к агрессивным средам. Очистка газа в мокрых пылеуловителях, использ.: 1) Скрубберы, 1,5 – 1,8 л на 1 м3 – расход воды. В рез-те – водонасыщенный шлам. Эффективно, улавл. частиц до 0,1 мкн, очистка при высоких t и влажности. 2) Гидропромыватели – основаны на ударно-инерционном принципе. Очистка газа на электрофильтрах: под действием электрич. сил. Первоначально газы подверг. сильному эл. разряду, ионизация газов – приобрет. заряд – способствует осаждению на + или – электрофильтра, периодическое встряхивание – осажд. в спец. бункер. Оч. эффективный способ, не имеет знач темпер, чем выше напряженность тем более высока эф-ть действия системы. Улавливание туманов (образ в рез-те конденсации, хим. взаимод.): 2 способа – 1) фильтры-туманоуловители – волокнистые, 2) мокрые электрофильтры – за счет разряда ионизация – осаждение. Перед всеми этими методами – задача рекуперации. Но в итоге захоранивание, реже рекуперация(исп-е сажи в машинном деле). Эф-ть очистки: пылеосадительные камеры – 40-1000 мкм, циклоны d=2м – 20-1000 мкм, циклоны d=1 м – 5-1000 мкм, скрубберы -20-100, тканевые фильтры – 0,9-100, волокнистые ф – 0,05-100, электрофильтры – 0,01 – 10 мкм.

14. Абсорбционные методы очистки отходящих газов.

Абсорбция – поглощение всей поверхностью. Поглощ газов – водой. Физическая – за счет электростатического притяжения, химическая – оксиды N, C, S – использ. сильных оснований. Физич. абсорбция – проводится в массообменных аппаратах, химическая – в абсорберах. Очистка от SO2 – химич. абс., р-р солей щелочных и щел-зем металлов – образ. сульфита, кот. слабо раств или н.р. – кристаллогидраты осаждаются. Магнезитовый способ: Mg(OH)2 + SO2 – MgSO3*nH2O или Na2CO3 +SO2 – Na2SO3*nH2O или CaCO3 + SO2 – CaSO3 (осадок). Аммиачный метод: NH3 + SO2 – (NH4)2SO3 +H2O. Физ. способ – абсорбция на воде – преобраз в серную кислоту. Очистка от H2S: образ в больших кол-вах в нефтехимической пром-ти. 2 способа: восстановление до элементарной серы, 2) целенаправленное растворение и конденсирование H2S, далее продувка, кипячение – улавливание. Вакуум-карбонатный способ – K2CO3 + H2S – K2S + CO2 + H2O, железо-содовый метод: Fe(OH)2 + H2S – FeS(ос) +H2O. Очистка от CS2 и COS, малоактивные газы. Использ железохромовый катализатор: CS2 + Cr2O3 + Fe2O3 +H2O – H2S + CO2. Очистка от оксидов азота (NO и NO2), низк хим активность и растворимость. сложно и трудозатратно. до окисления – N2O5, NO2 – N2O5 – соли нитратов, NO – N2O3 – соли нитритов. Очистка от галогенов (F, Cl, Br): наиб опасн – F – при переработке фосфатов, F + H2O – HF + O2. Очистка от Cl – получ Cl, производство щелочей, переработка цв. металлов, получ. HCl, сжигание Сl-содерж отходов. Взаимодействие Cl c гидроксидами Ca и Na: Ca(OH)2 + Cl2 – CaCl2 + Ca(ClO3)2*nH20, использ-е Na2Co3 – хлорат натрия (степень очистки 98 %). Очистка от Br – извлечение из морской воды, пр-во бром-содерж продуктов. Абсорбция в водном р-ре карбонатом кальция: CaCo3 + Br2 + H2O – CaBr2 +CO2 +H20 (CaBr2*nH20). Очистка от СO – сжигание орг. в-ва, неподным сгоранием. Физическая абсорбция – промывка жидким азотом – поглощ. CO, химическая абсорбция – воздействие медно-аммиачных р-ров: NH3 + Cu + CO – [CuNH3]CO , медь-аллюминий хлоридный раствор. Методы физической абсорбции ориентированы на взаимод с водой.