10.5.2. Очищення промислових викидів в атмосферу

Способи очищення викидів в атмосферу від шкідливих речовин можна об’єднати в такі групи:

• очищення викидів від пилу та аерозолів шкідливих речовин;

• очищення викидів від газоподібних шкідливих речовин; • зниження забруднення атмосфери вихлопними газами від двигунів внутрішнього згорання транспортних засобів і стаціонарних установок;

• зниження забруднення атмосфери у процесі транспортування, навантаження та розвантаження сипких вантажів.

Механічні методи застосовують для очищення вентиляційних та інших газових викидів від грубодисперсного пилу. Основні механізми осадження завислих часток — дія сил гравітації, інерції, дифузії, а також відцентрових сил і сил зчеплення.

Осадження під дією сил гравітації (седиментація) зумовлене вертикальним осіданням часток унаслідок дії сили ваги у процесі переміщення їх через газоочисний апарат.

Осадження під дією відцентрової сили відбувається у процесі криволінійного руху аеродинамічного потоку, коли виникають відцентрові сили, під дією яких частки пилу відкидаються на внутрішню поверхню апарата.

Інерційне осадження відбувається у випадку, коли маса часток або швидкість руху настільки незначні, що вони вже не можуть рухатися разом із газом за лінію течії, що охоплює перешкоду. Намагаючись за інерцією продовжувати свій рух, частки пилу стикаються з перешкодою й осідають на ній.

Дифузійне осадження відбувається внаслідок того, що дрібні частки пилу зазнають безперервної взаємодії з частками газів, які знаходяться у броунівському русі. У результаті цієї взаємодії відбувається осадження часток на поверхні обтічних тіл або стінок пиловловлювача.

Осадження часток за рахунок зчеплення спостерігається тоді, коли відстань від частки, що рухається у газовому потоці, до обтічного тіла не перевищує її радіуса.

У технологічних вентиляційних і енергетичних викидах на підприємствах найчастіше трапляються діоксид Сульфуру, оксиди Нітрогену, оксид і діоксид Карбону, сірководень, Хлор, соляна кислота, пари Гідраргуму, фенолів, синтетичних і лакофарбових матеріалів тощо.

Методи очищення викидів від газоподібних речовин за характером фізико-хімічних процесів із середовищами, які очищуються, поділяються на групи:

• промивання викидів розчинниками, що не вступають у хімічну взаємодію із забруднювачами (метод абсорбції); • промивання викидів розчинами, які вступають у хімічну взаємодію із забруднювачами (метод хемосорбції);

• поглинання газоподібних забруднювачів твердими активними речовинами (метод адсорбції);

• використання каталізаторів;

• термічна обробка викидів;

• біохімічне очищення газів.

У процесі абсорбції проходить конвективна дифузія паро- та газоподібних компонентів газу в рідині-поглиначі (абсорбенті). Абсорбцію застосовують в основному для очищення вентиляційного повітря, яке відсмоктується від травильних і гальванічних ванн, а також для очищення технологічних газів. Процес абсорбції може здійснюватись періодично або безперервно. У першому випадку абсорбція триває до повного насичення розчинника газоподібним компонентом, у другому — газ, який очищується, перебуває у постійному контакті зі свіжою промивною рідиною.

Хемосорбція полягає у промиванні газу, який очищається, розчинами, які вступають у хімічну реакцію з окремими газоподібними компонентами, що містяться в газі. Хемосорбція знаходить застосування в основному для очищення технологічних газів від сірководню, хлору, парів ртуті, сірчистого ангідриду.

Адсорбція — процес поглинання газів або парів поверхнею твердих тіл (адсорбентів) — активованого вугілля, силікагелів і алюмогелів, штучних і природних цеолітів, природних сорбентів тощо. Застосовуються за незначного вмісту паро- та газоподібних компонентів у газі, який очищається. Адсорбенти використовують у вигляді зерен розміром 2—8 мм або у пилоподібному стані. Адсорбція поділяється на фізичну адсорбцію та хемосорбцію.

Каталітичні методи використовують для перетворення токсичних компонентів промислових викидів у нешкідливі чи менш шкідливі речовини. Застосовують каталітичні процеси окиснення, відновлення та розкладання. Наприклад, вихлопні автомобільні гази очищають від оксиду Карбону шляхом його окиснення до вуглекислого газу на мідно-мангановому каталізаторі, що є сумішшю оксидів Мангану та Купруму. Каталітичне відновлення оксидів Нітрогену до N₂ здійснюють за допомогою відновників (водню, метану або аміаку) за присутності платино-паладієво-родієвих каталізаторів у каталітичних реакторах.

Термічне знешкодження газів ґрунтується на високотемпературному спалюванні горючих домішок — окисненні знешкоджуваних компонентів киснем. Перевага методів термічного знешкодження — невеликі розміри установок і простота їх обслуговування, можливість автоматизації, висока ефективність знешкодження за низьких витрат, недолік — можливе вторинне забруднення атмосфери продуктами спалювання.

Біохімічне очищення газів полягає у сорбційному вловлюванні шкідливих домішок із газів, аеробному їх розкладанні та асиміляції мікроорганізмами. Застосовується для дезодорації повітря, видалення із промислових газових викидів домішок аміаку, формальдегіду, фенолу, ціанистого водню, сполук Нітрогену та Сульфуру тощо.