Меню Рубрики

Установки для очистки выбросов в атмосферу

Методы очистки выбросов в атмосферу

Промышленная очистка – это очистка газа с целью последующей утилизации или возврата в производство отделенного от газа или превращенного в безвредное состояние продукта.

Промышленная очистка является необходимой стадией технологического процесса. В качестве пыле- и газоулавливающего оборудования могут использоваться циклоны, пылеосадительные камеры, фильтры, адсорберы, скрубберы и т.д.

Санитарная очистка – это очистка газа от остаточного содержания загрязняющего вещества (ЗВ), при которой обеспечивается соблюдение установленных для данного газа ПДК в воздухе населенных мест или производственных помещений.

Санитарная очистка производится при поступлении отходящих газов в атмосферный воздух. Выбор метода очистки зависит от конкретных условий производства и определяется рядом факторов: объема и температуры газов, их агрегатным состоянием, концентрацией и т.д.

Кроме очистки производится их обезвреживание, обеззараживание и дезодорация выбросов.

Очистка – это удаление (выделение, улавливание) примесей из различных сред.

Обезвреживание – это обработка примесей до безвредного для людей, животных. Растений и в целом для окружающей среды состояния.

Обеззараживание – инактивация (дезактивация) микроорганизмов различных видов, находящихся в газовоздушных выбросах, жидких и твердых средах.

Дезодорация – обработка веществ, обладающих запахом и содержащихся в воздухе, воде или твердых средах, с целью устранения или снижения интенсивности запахов.

Очистка газовоздушных выбросов производится либо абсорбцией, либо адсорбцией.

Абсорбция – это процесс поглощения газов или паров из газовоздушных смесей жидкими поглотителями (абсорбентами). Процесс абсорбции является избирательным и обратимым. Избирательность абсорбции заключается в поглощении конкретного ЗВ из смеси абсорбентом определенного типа. Обратимость абсорбции заключается в том, что поглощенное вещество может быть снова извлечено, а абсорбент – использован в процессе очистки.

Т.е., схема абсорбционного процесса состоит в следующем: газовая смесь поступает в абсорбер, где поглощается ЗВ. Очищенный воздух удаляется, а поглотитель поступает в десорбер, где извлекается ЗВ, а абсорбент после охлаждения снова идет в абсорбер.

Выбор абсорбента зависит от извлекаемого вещества. Например, для удаления СО используют медно-аммиачные растворы; от SO2 – аммиачные, известковые и марганцевые; от Н2S – карбонаты натрия, калия или аммиак.

Адсорбция – это процесс поглощения примесей из газовоздушной смеси при помощи твердых веществ (адсорбентов).

В качестве адсорбентов применяют в основном активные угли, силикагели, цеолиты. Активные угли изготавливают из каменного угля, торфа, древесины и т.д., по внешнему виду – зерна или порошок. Силикагели – это минеральные адсорбенты с регулярной структурой пор, по внешнему виду – стекловидные или матовые зерна. Силикагели способны поглощать полярные вещества, например, метанол. Разновидностью силикагелей являются алюмогели, представляющие собой активный оксид алюминия. Цеолиты – это синтетические алюмосиликатные кристаллические вещества, обладающие большой поглотительной способностью. Они поглощают сероводород, сероуглерод, аммиак, этан, этилен, метан, оксид углерода и др.

Если концентрация примесей в газовоздушных выбросах незначительна, то улавливание экономически и технически нецелесообразно. В этих случаях используются различные способы обезвреживания.

К основным способам обезвреживания относятся:

1. каталитические методы – основаны на каталитических реакциях, в результате которых вредные примеси превращаются либо в безвредные соединения, либо же в соединения, легко удаляющиеся из среды. В качестве катализаторов используются платина, палладий, никель, хром, медь, железо. Каталитические методы не получили широкого распространения: дорого, малый срок службы катализаторов, чувствительность к пыли, недопустимость перепадов температуры.

2. термический метод – окисление органических веществ кислородом воздуха при высокой температуре до нетоксичных соединений. Этот метод является очень энергоемким, т.к. дожиг происходит при температуре 800-1200 0 С. Но очистные установки имеют небольшие габариты, просты в обслуживании, имеют высокую эффективность, что определяет широкое их распространение.

3. термокаталитический метод – нейтрализация вредных веществ в установках сжигания при наличии катализаторов (инициаторов окисления), что позволяет снизить температуру дожига до 300-400 0 С.

Для дезодорации и обеззараживания газовоздушных выбросов применяются все вышеперечисленные методы термического и термокаталитического дожигания, абсорбции, адсорбции и их различные сочетания.

Дезодорация осуществляется чаще всего в том случае, когда концентрация ЗВ ниже ПДК (нормативно чистая смесь), но имеет запах.

Биосорбционная дезодорация – сочетание адсорбции и биохимического окисления микроорганизмами. В качестве сорбентов используют торф, древесные опилки, песок, камни, активированный уголь и т.д. Выбор микроорганизмов зависит от состава очищаемого газа. Этот вид дезодорации осуществляется в биофильтрах. Этот метод имеет целый ряд преимуществ: универсальность, незначительные затраты, высокая эффективность очистки.

Абсорбционно-окислительные методы основаны на поглощении газов водой или другими поглотителями с применением окислителей (перманганата калия, оксида водорода, озона и др.). Эти методы очистки широко распространены на предприятиях химической промышленности. К недостаткам методов относятся: высокая стоимость окислителя, необходимость доочистки для удаления оксида марганца. Из всех абсорбционно-окислительных методов самым эффективным является озонирование. К преимуществам озонирования относятся: высокая окислительная способность по отношению к спиртам, нефтепродуктам, фенолам и другим сложным соединениям; доступность сырья, технологическая гибкость очистки.

Читайте также:  Установка плавающего люка на кольцо

Комбинированные методы – это сочетание абсорбционно-окислительных и ультрафиолетового излучения, или нескольких окислителей.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Обзор методов очистки промышленных выбросов

Загрязнение атмосферного воздуха вредными выбросами – одна из основных глобальных экологических проблем современного человечества. Международный стандарт определяет вредные выбросы как любое загрязнение атмосферы веществами, которые вредны для здоровья или опасны по другим причинам, независимо от их агрегатного состояния.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения, приведенным в докладе в мае 2018 года, каждые 9 из 10 человек на планете дышат загрязненным воздухом, а загрязнение атмосферного воздуха твердыми частицами ежегодно приводит к гибели около 7 миллионов человек во всем мире.

Источники и состав промышленных выбросов.

Все вещества, загрязняющие атмосферу, в зависимости от условий их образования делятся на вещества естественного (природного) и искусственного (антропогенного) происхождения.

Основными источниками поступающих в атмосферу загрязняющих веществ выступают:

  • источники природного происхождения, такие как извержение вулканов, ветровая эрозия, лесные пожары и пр.
  • сжигание ископаемых видов топлива транспортом;
  • промышленные производства, такие как металлургия, нефте- и газохимия;
  • сжигание бытовых отходов;
  • сельскохозяйственное производство;
  • добыча полезных ископаемых открытым способом.

Выбросы промышленных производств являются наиболее опасными по составу загрязняющих веществ и, поскольку данные выбросы подвижны, то могут влиять на окружающую среду на больших площадях.

Методы очистки промышленных выбросов в атмосферный воздух весьма разнообразны. На выбор того или иного метода очистки в первую очередь влияют химических состав и концентрация загрязняющих веществ в выбросах. К наиболее вредным для здоровья и окружающей среды загрязняющим веществам антропогенного происхождения относятся следующие вещества:

  • твердые частицы (PM);
  • диоксид азота (NO2);
  • озон (O3);
  • окись углерода (СО);
  • диоксид серы (SO2);
  • свинец (Pb);
  • летучие органические соединения (бензопирен).

Токсичные свойства загрязняющих веществ и, как следствие, причиняемый ими вред, привели к принятию ряда нормативно-правовых актов, которые обязывают осуществлять контроль их содержания и концентрации в газообразных отходах различных промышленных производств. Один из основных правовых актов в области охраны окружающей среды — Федеральный закон от 10 января 2002 года N 7-ФЗ «Об охране окружающей среды», определяющий «правовые основы государственной политики в области охраны окружающей среды, обеспечивающие сбалансированное решение социально-экономических задач, сохранение благоприятной окружающей среды, биологического разнообразия и природных ресурсов…».

В целях предотвращения негативного воздействия на окружающую среду хозяйственной и (или) иной деятельности данным законом устанавливаются нормативы допустимого воздействия на окружающую среду, в том числе нормативы выбросов в атмосферный воздух, количественные значения которых, как для стационарных, так и для передвижных источников, определяются в порядке, установленном Правительством РФ и с использованием методов, утвержденных Приказом Минприроды России.

Методы очистки промышленных выбросов в атмосферный воздух: основные принципы.

Основными принципами использования методов очистки промышленных выбросов являются:

  1. Превентивность, что предполагает: изменение технологического процесса; использование другого сырья, содержащего меньшее количество вредных компонентов (например, замена стандартных реагентов безопасными вариантами); изменение организации труда и внедрение экологических принципов на всех этапах производства.
  2. Вторичность, подразумевающая использование промышленных установок для очистки газовых производственных выбросов.

Реализация первого принципа сопровождается высокими временными и материальными затратами. Очевидно, что сложнее изменить технологию производства, чем использовать устройство для сокращения выбросов, которое является побочным для производственного процесса. Но, в конечном итоге, по ряду причин превентивные решения являются более перспективными. Что касается реализации второго принципа, то он как раз лишен недостатков первого, и зачастую является единственно возможным.

Очистка промышленных выбросов: методы вторичного сокращения количества загрязнений

Для очистки содержащих парообразные и газообразные загрязнители промышленных выбросов в атмосферу используются следующие методы:

  • Адсорбция на активированном угле. Это универсальный метод с широким спектром применения. Метод адсорбции предназначен для очистки отработанных газов от органических растворителей с относительно низкими или переменными концентрациями во времени. Установки, реализующие этот метод разработаны и изготавливаются в широком диапазоне мощностей — от 100 до 100 000 м3/ч и концентрации органических соединений от 0,5 до 100 мг/м3. Эффективность очистки высокая (около 90%), и до 98% в зависимости от типа загрязняющих веществ. Проблема применения этого метода для экологии состоит в том, как использовать отработанный активированный уголь.
  • Сжигание в каталитическом слое. Очистка газовых промышленных выбросов сжиганием в каталитическом слое применима к отработанным газам, не содержащим хлористых соединений. Благодаря низкому энергопотреблению технология, основанная на этом методе, особенно подходит для обеззараживания загрязнителей, выбрасываемых промышленностью в воздух. Такие установки предназначены для очистки газов, образующихся при работе таких производств, как например мебельных, химических и пищевых фабрик, фармацевтических предприятий и других промышленных объектов. При концентрациях соединений выше заданных стандартом, установка работает автотермически (без подачи энергии на нагрев реактора).
  • Адсорбция и десорбция теплого воздуха и каталитическое сгорание. Газоочистные установки, использующие адсорбционный метод с десорбцией и окислением газов на каталитическом слое, предназначены для очистки отходящих газов от примесей с относительно низкими или переменными концентрациями во времени. Установки этого типа используются в широком диапазоне мощностей от 2000 до 100000 м3/ч и концентрациях соединений от 30 мг/м 3 до 500 мг/м3. Эффективность очистки в зависимости от типа загрязняющих веществ достигает 98%. Это метод, аналогичный по своему принципу методу адсорбции на активированном угле, с той разницей, что десорбированная смесь конденсируется, затем из нее отделяется растворитель, который возвращается в рабочий процесс. Эффективность метода зависит от параметров оборудования и составляет около 95%.
  • Термическое сгорание. Этот метод очистки промышленных выбросов в атмосферу включает различные процедуры. При использовании метода термического сгорания газы направляются в трехкамерный реактор (дожигатель). В нем происходит процесс термического разложения паров растворителя, и тепло, выделяемое во время этой реакции, используется для нагрева входных газов, а его избыток — для технологических целей. Благодаря трехступенчатому процессу дожигания эффективность снижения загрязнения составляет 99%. При низких концентрациях органических соединений в отходящем газе необходимо обеспечить энергию, которая используется для сжигания природного газа в газовой горелке. Дымовая составляющая может подаваться в форсажную камеру с содержанием выбросов в пределах 2-5 г/м3 .
  • Биофильтрация. Очистка выбросов на предприятии — эффективный способ для нейтрализации запахов и органических соединений. Условием служит подходящая температура (выше 5 °C) и влажность выбросов (от 40 до 70%). Основным элементом биофильтра вступает слой пористого фильтрующего материала, заселенного микроорганизмами, способными к биологическому разложению загрязняющих воздух веществ. Во время медленной продувки газа, через слой фильтрующего материала загрязняющие вещества поглощаются, а затем разрушаются микроорганизмами.
Читайте также:  Установка mac system uptime in nanoseconds

Другие методы очистки промышленных выбросов

Очистка вредных выбросов также может осуществляться:

  • Поглощением. С использованием эфира полиэтиленгликоля в качестве абсорбента в колонне со структурным заполнением в противоточной системе удаляются выхлопные газы. Процесс протекает при температуре около 5°С. Десорбция осуществляется из пост-абсорбционной жидкости. Пары растворителя собираются в сепараторе и собираются для дальнейшей обработки, а чистый абсорбент рециркулируется. Такая система позволяет сократить выбросы примерно на 93%.
  • Конденсацией. Когда газ охлаждается до достаточно низкой температуры, большинство летучих органических соединений конденсируется. Такой метод относится к одним из самых дорогостоящих, так как для достижения температуры конденсации необходимо использовать более одной ступени охлаждения.
  • Горением в факелах. Метод включает сжигание вредных соединений непосредственно в потоке газовой или масляной горелки. Получаемое тепло может быть использовано для отопления или технологических целей. Важным моментом является использование достаточного объема воздуха для полного сжигания летучих органических загрязнителей (ЛОС). Эффективность метода составляет до 99%, но в настоящее время его применяют редко по причине значительных затрат на энергоносители.
  • Мембранным разделением. Технология основана на селективной проницаемости газовой смеси через мембраны. Фильтры обычно изготавливают из полидиметилсилоксана — силиконовой резины в виде полых волокон. Такие системы лучше всего подходят для удаления загрязнений из концентрированных потоков промышленных выбросов. Стоимость разделения увеличивается пропорционально расходу газа, но не зависит от концентрации ЛОС. Мембранное разделение часто сочетается с конденсацией, что обеспечивает более эффективную очистку, чем при использовании одного метода. Другим способом снижения выбросов соединений диоксинов и фуранов, а также ртути и других летучих металлов является технология сухой адсорбции (введение порошкообразного активированного угля в поток выхлопных газов с последующей очисткой газов в фильтре).

Заключение

Представленные методы сокращения промышленных газовых выбросов в атмосферный воздух, используются при проектировании как новых очистных систем, так и при модернизации существующего оборудования. Их задача состоит в том, чтобы уменьшить влияние производственных процессов на состояние экологии.

Компания «Экоэнерготех» специализируется на проектировании технологического оборудования и установок для очистки промышленных выбросов методом каталитической очистки. В каталоге предприятия вы можете ознакомиться с нашими предложениями в этой области.

источник

Методы очистки от оксида азота

Азот образует с кислородом различные соединения N2O, NO, NO2, N2O4, N2O3, N2O5. Большая часть этих веществ (около 60%) попадает в окружающую среду, когда в промышленных печах сжигают топливо. Также окислы этой группы образуются на заводах, производящих азотную кислоту, катализаторы и различные технические соли (около 2%).

Абсорбционный способ газоочистки

Широко применяется абсорбционный метод очистки выбросов от оксидов азота. Суть технологии состоит в промывании газов водой или щелочными растворами. В результате взаимодействия окислов с водой и щелочами образуются кислоты, которые затем нейтрализуют с помощью химических реакций.

Мокрый метод очистки от оксида азота протекает в скрубберах распыливающего или пенного типа. Если концентрация вредных примесей не велика, а расходные объемы значительны, данная технология не имеет альтернатив. Единственный недостаток – этот способ обеспечивает степень очистки не более 95%.

Способ очистки адсорбцией

Более эффективным специалисты считают адсорбционный метод очистки воздуха от оксида азота. В качестве адсорбента наши инженеры в 99 % используют силикагель или циониты. Активированный уголь обладает большим коэффициентом поглощения, но существует опасность его возгорания в процессе очистки газовоздушного потока. По соображениям безопасности угольный наполнитель в адсорберах используется только в том случае, если опасность пожара полностью исключена.

Читайте также:  Установка инвертора 230 v на volkswagen tiguan

К основному недостатку данного метода очистки от оксида азота относится ограничение по расходному объему. Это обусловлено необходимостью преодолевать гидравлическое сопротивление слоя адсорбера.

Очистка газов от углеводородов

Эти соединения могут оказывать негативное влияние на здоровье людей, домашних и диких животных. Очистка газов от углеводородов востребована на объектах нефтегазовой и химической промышленности. Также эти методы охраны воздушного бассейна предпринимаются на животноводческих фермах.

Мокрая очистка воздуха от запахов

Часто очистка от углеводородов требуется для рекуперации газов дыхания хранящихся или транспортирующихся нефтепродуктов. Присутствие ароматических углеводородных соединений легко различается обонянием, поэтому часто подразумевается очистка воздуха от запахов.

Когда требуется очистить воздух от паров нефтепродуктов, роль улавливающего агента играет то же самое вещество (сырая нефть, бензин и т. д.). Жидкость распыляется штуцерами в потоке абгазов. Пары конденсируются на каплях нефтепродуктов, которые предварительно могут охлаждаться.

Степень очистки достигает 96% на нефтеналивных объектах. При очищении газов дыхания в бензиновых резервуарах улавливается до 99% испарившегося вещества. Этот способ очистки газов от углеводородов отличается экономичностью. Расход идет только на электроэнергию для подачи и распыления жидких нефтепродуктов. Не требуется дополнительного отделения шлама и других загрязнений.

Более сложный случай – очистка газов от газообразных углеводородов. Пропан, бутан или метан в естественных условиях являются газами, для перевода их в жидкое состояние необходима криогенная температура и высокое давление. По этой причине абсорбция этих соединений выполняется техническими маслами в скрубберах или оросительных башнях.

Очистка газов от аэрозолей

Это загрязнение представляет собой взвесь мельчайших капель или пылевых частиц в воздушной среде. Очистка газов от аэрозолей требуется буквально на любом предприятии, выбрасывающем отработанные воздушные массы в атмосферу. Например: на окрасочных линиях любого назначения образуются взвеси капель краски, а текстильные производства – источники больших объемов мелковолокнистой пыли.

Сухой метод очистки выбросов в атмосферу

Современная очистка пылегазовых выбросов включает три способа:

  • осаждение гравитацией;
  • улавливание с помощью инерции или центробежных сил;
  • фильтрация.

Установки первого типа применяются для грубой очистки газов от аэрозолей, так как улавливаются только крупные частицы (50 мкм и более). Этот способ использует силу земного притяжения, которая заставляет пыль и капли оседать, когда скорость загрязненного газового потока снижается. Часто применяется как первая ступень газоочистки.

Инерционные и центробежные установки эффективны при очистке газопылевых выбросов, если размер фракции превышает 30 мкм (улавливается до 90%). Чем меньше фракция, тем ниже эффективность данного способа газоочистки. При диаметре частиц 5 мкм улавливается не более 40% взвеси. Этот способ основан на физическом явлении инерции, из-за которой летящие частицы стремятся сохранить траекторию, когда воздушный поток изменяет направление.

Очистка газов от аэрозолей методом фильтрации характеризуется экономичностью. Отходящие газы пропускаются сквозь недорогие хлопковые, шерстяные или стекловолоконные фильтрующие элементы. Дорогостоящие металлокерамические фильтры используются только для улавливания химически агрессивных веществ. Слабые стороны этого метода – фильтры имеют высокое гидравлическое сопротивление, относительно быстро забиваются.

Мокрая очистка пылегазовых выбросов

Очистка газов от аэрозолей промыванием улавливающими жидкостями отличается высоким уровнем эффективности. Размер частиц загрязняющего вещества не имеет решающего значения, но крупную фракцию целесообразно удалять методами грубой очистки.

Три основных типа установок мокрой очистки газопылевых выбросов:

  • распыливающие скрубберы,
  • установки пенной абсорбции,
  • поверхностные абсорберы.

Отличными показателями очистки газов от аэрозолей характеризуются скрубберы Вентури. В этих распыливающих абсорберах газовоздушный поток движется с высокой скоростью. В результате возникает турбулентность, которая принудительно перемешивает жидкость с газом. При этом капли абсорбента дробятся завихрениями, увеличивая площадь контакта фаз.

Установки улавливания паров кислот

Очистка выбросов от кислых компонентов – одна из сложных задач. Установка для улавливания паров кислот должна выполняться из химически стойких материалов. Кроме кислых загрязнений на оборудование воздействуют реагенты, которые могут быть относительно агрессивными.

Например, в установке для улавливания паров нитрил акриловой кислоты используется раствор сернокислого натрия, который может вызывать коррозию некоторых материалов. Азотная кислота улавливается обычной технической водой, но до соприкосновения с абсорбирующей жидкостью пары достаточно активно вступают в химическую реакцию.

При проектировании установок улавливания кислых паров наши инженеры учитывают подобные нюансы. Мы предлагаем оборудование, которое отличается надежностью в сочетании с высокой эффективностью очистки выбросов.

Предложение профессионалов

ООО «Приволжский Завод Газоочистного Оборудования» предлагает установки собственного производства. Обращаясь к нам, каждый клиент получает выгодное предложение. Наши инженеры разработают оборудование, которое оптимально решит ваши задачи по очистке газопылевых выбросов, улавливанию паров и т. п.

источник