Многие предприятия во время различных технологических циклов работы выбрасывают в атмосферу пылевые, аэрозольные, газовые и другие загрязнения, которые могут содержать токсичные компоненты. По существующему в нашей стране законодательству каждая организация, чья деятельность связана с подобными выбросами, обязана установить специальное оборудование для улавливания и обезвреживания газовоздушных потоков. Для этих целей широко применяются методы абсорбционной и адсорбционной очистки воздуха.
Термин «сорбция» происходит от латинского sorbeo, что переводится как «поглощаю». Соответственно, суть метода заключается в поглощении и нейтрализации твердыми или жидкими веществами (сорбентами) газообразных отходов производства (сорбатов).
Выделяют два основных способа очистки технологических выбросов:
Абсорбция и адсорбция задействуют физические процессы очищения газовоздушных потоков. Эти методы не предполагают химических реакций между веществами, которые связываются жидкими или сухими сорбентами. Благодаря этой особенности такие фильтрующие установки можно использовать многократно, они не требуют частой замены наполнителей.
Метод предполагает поглощение газообразных выбросов всей массой абсорбента (воды или специального химического раствора). Устройства, работающие по такому принципу, обеспечивают очищение воздушных потоков до 99,9 %. Абсорбционный метод очистки газов чаще всего применяется на химических, нефтехимических, металлообрабатывающих, энергетических и других предприятиях. Как правило, на подобных производствах присутствует большой объем газовоздушных загрязнений.
Устройства, в которых осуществляется массоперенос между газообразными и жидкими веществами, называются абсорберами. Фильтры мокрой очистки способны одновременно нейтрализовывать твердые, парообразные и газообразные фракции. Помимо этого, такие агрегаты в ходе работы охлаждают и увлажняют газовоздушный поток. Благодаря этой особенности абсорбирующие устройства применяются для безопасной фильтрации продуктов горения, а также взрывоопасных примесей.
Наиболее распространенные устройства, задействующие метод абсорбционной очистки газов, ― скрубберы. Рассмотрим основные типы такого оборудования.
Аппараты прямоугольной или круглой конструкции, внутри которых расположены форсунки для подачи жидкости. Как правило, системы орошения размещаются в верхней части корпуса или по его периметру. Принцип работы заключается в следующем: загрязненный воздушный поток входит через нижний патрубок и далее поднимается вверх, по пути взаимодействуя с множеством микроскопических капель. Жидкость в устройстве может распыляться перпендикулярно, параллельно или навстречу потоку воздуха. В результате твердые крупные частицы слипаются между собой и осаждаются в шламоприемник. Более мелкие частицы пыли оседают на стенках корпуса и далее смываются влагой в дренажную систему.
Абсорбционная очистка газов в таких устройствах осуществляется за счет образования обильной пены на специальных тарельчатых элементах. Конструктивно барботажный скруббер состоит из разъемного корпуса, в котором расположены «тарелки» с перфорацией. Принцип работы аппарата заключается в том, что загрязненный воздух, попадая в такую систему и проходя через перфорированные отверстия, заставляет жидкость пузыриться (барботировать). Пена, в свою очередь, связывает крупные и мелкие частицы пыли и других загрязнений и выводит их из газового потока в виде шлама.
Устройства такого типа обеспечивают максимальную площадь контакта жидкой и твердой сред. Внутри таких устройств расположено большое количество насадок и контуров, куда подается жидкость, которая создает тонкую пленку, удерживающую загрязнения. Крупные и мелкие частицы прилипают к стенкам устройства, а затем смываются в дренажную систему. В скрубберах подобного типа материалы для изготовления насадок и химический состав абсорбента подбираются на этапе проектирования в зависимости от состава примесей, которые необходимо нейтрализовать.
Внешне такие устройства напоминают песочные часы за счет двух труб конусообразной формы, соединенных между собой узкими частями. Абсорбционный метод очистки газов в трубах Вентури основан на законе Бернулли, который определяет зависимость скорости перемещения подаваемого воздуха от сечения трубы. Так, наиболее высокая скорость загрязненного газовоздушного потока наблюдается в узкой части труб. В этой области подаваемая абсорбционная жидкость разбивается на мельчайшие капли за счет турбулентности, поэтому площадь контакта с загрязнениями многократно возрастает. В верхней части конуса движение воздушного потока замедляется, вредные примеси в виде пульпы смываются в нижнюю часть трубы, после чего удаляются.
Извлечение загрязнений из газовоздушного потока с помощью твердых сорбентов широко применяется:
Адсорбционные методы очистки газов предполагают избирательное извлечение примесей из загрязненного газовоздушного потока при помощи твердых сорбентов. Способ основан на так называемых молекулярных ситах.
Адсорбционные методы применяют для очистки слабозагрязненных газов. При этом такие фильтры выдерживают высокие температуры и позволяют дополнительно выделять для повторного использования некоторые вещества.
Отличительными свойствами адсорбентов являются:
Наиболее распространенными считаются адсорбционные фильтры на основе активированного угля. Этот материал достаточно прост в изготовлении и потому имеет доступную стоимость. Среди других популярных адсорбентов можно выделить силикагели, цеолиты, глинистые минералы. Подобные материалы применяют в виде пеллет, гранул, таблеток, крошки.
Методы сорбционной очистки газов могут стать более эффективными за счет:
Перечисленные методы интенсификации сорбционной очистки газов особенно актуальны, если предприятие имеет дело с выбросами, содержащими высокую концентрацию вредных примесей или токсичных веществ.
НТЦ «Бакор» проектирует, производит, а также реализует установку и пусконаладку газоочистного оборудования. Мы создаем устройства, учитывающие индивидуальные технологические задачи различных предприятий. Для того чтобы получить консультацию специалиста, позвоните по телефону в Москве +7 (495) 212-10-68.
