Очистка отходящих газов, технологическая очистка газов: основные методы и фильтры

Похожие темы:

Отходящие и технологические газы – это один из продуктов сгорания топлива или иных технологических процессов, который попадает в атмосферу из печи либо другого агрегата. В состав отходящих газов входит множество химических соединений, некоторые из которых способны причинить существенный урон окружающей среде и человеку. Поэтому очистка отходящих газов – это важное требование экологического законодательства, которое обязаны выполнять все предприятия-производители вредных выбросов.

Очистка технологических газов приобрела важное значение, так как аэрозольные или газовые частицы, смешиваясь с воздухом, значительно снижают его качество. А вдыхание загрязненного воздуха может стать причиной развития тяжелых заболеваний у сотрудников производственного предприятия и населения, проживающего в непосредственной близости от источника загрязнения.

Для сокращения выбросов в окружающую среду многие производители используют различные технологии выделения из отходящих газов полезных химических соединений. Например, углекислого газа, который может использоваться при производстве метанола. Также очистка уходящих газов может предусматривать извлечение иных видов технологических газов.

На производстве могут применяться различные методы очистки отходящих газов. Прежде всего, они классифицируются по сухим, мокрым и электрическим способам очистки.

Если говорить о сухой фильтрации, то она основана на гравитационном, инерционном или центробежном улавливании газообразных и механических примесей. Мокрая очистка предусматривает захват загрязнителя жидкостной преградой в момент контакта сред. Загрязнитель может осаждаться на жидкостную пленку, поверхность газовых пузырей, захватываться каплями воды или иного раствора. Высоковольтная очистка отходящих газов предусматривает отделение частиц загрязнителя от воздушного потока посредством осадительных электродов.

Кроме того, можно выделить и иные методы очистки. Например, если в отходящем газе велика концентрация паров растворителя, то технологическая очистка газов производится с использованием метода конденсации. Он основан на процессе снижения давления насыщенных паров растворителя при падении температуры. До начала процесса конденсации загрязненный поток охлаждается в теплообменнике.

При избыточном давлении паров растворителей в загрязненном потоке применяется метод компримированной фильтрации. Очистка технических газов основана на том же принципе, что и метод конденсации. Но комприминированные аппараты для очистки отходящих газов имеют более сложную конструкцию и управление, что делает процесс нейтрализации паров растворителя более дорогостоящим.

Методы термической очистки отходящих газов нашли свое применение в тех сферах производства, в которых требуется обезвреживание газовоздушной смеси от токсичных или дурнопахнущих примесей. Метод основан на прямом сжигании вторичных составляющих в печах или факельных горелках. Среди недостатков данного метода очистки можно выделить дополнительные расходы топлива, если сжигается низкоконцентрированный газ. Также помимо самого сжигания необходима адсорбционная или абсорбционная очистка газа.

Выбор того или иного способа очистки зависит от дисперсного состава загрязнителя, его концентрации, объемов очищаемой среды, количества источников выбросов и прочее. В связи со сложным химическим составом и большим содержанием токсичных примесей зачастую используется многоступенчатая система очистки отработанных газов, которая предусматривает комбинацию нескольких методов их обезвреживания.

В промышленном производстве используется несколько способов очистки вредных выбросов, предусматривающих использование катализаторов. Все методы каталитической очистки отходящих газов различаются по виду катализатора, процессу очистки и дисперсному составу загрязненного потока. В большинстве случаев каталитическая очистка отходящих газов осуществляется следующими способами:

1. Пиролюзитным, который основан на использовании катализатора пиролюзита для окисления сернистого соединения кислородом с последующим получением серной кислоты.
2. Озонокаталитическим — разновидность пиролюзитного метода. Различия состоят в том, что двух- или трехвалентный марганец окисляется в озоновоздушной смеси.
3. Жидкостно-контактным, который основан на использовании суспензии карбоната кальция для поглощения сернистого ангидрида. В результате образуются безвредные сульфат кальция и двуокись углерода.
4. Радикально-каталитическим.

Чтобы правильно выбрать метод и оборудование для очистки технологических газов, необходимо учесть производственные условия, разновидность, химический состав и свойства вредных выбросов, а также экологический и финансовый аспект процесса обезвреживания газа.

1. Улавливание пылевых частиц для полного устранения механических включений из очищаемой среды. На данном этапе используются различные виды скрубберов (Вентури или с подвижными насадками), установки рукавного типа, электрические фильтры.
2. Химическое улавливание паров, аэрозолей и газов. Методы химической очистки и их последовательность могут меняться с учетом производственных условий.

На промышленном производстве используются следующие виды мокрых скрубберов:

• полые распыляющие, в которых захват загрязнителя осуществляется микрокаплями жидкости, распыляемой в корпусе установки с помощью форсунок;
• насадочные, в которых загрязненная среда проходит через слой смоченных насадок, удерживающих загрязнитель;
• скрубберы Вентури, которые обеспечивают более эффективную фильтрацию за счет изменения сечения горловины, что способствует высокой разнице скоростей движения очищаемого потока и жидкости, а также дроблению последней на мелкие капли;
• пенные, которые обеспечивают очистку газа за счет газо-жидкостной пены, появляющейся на массобменных тарелях.

Примеры фильтров:

Технологическая схема установки очистки газа абсорберным методом предусматривает проведение расчетов по множеству параметров. Необходимо учесть массу абсорбента, движущую силу и коэффициент массопередачи, размер сечения корпуса установки, ее высоту, скорость загрязненного потока, величину гидравлического сопротивления и прочее.

В большинстве случаев адсорберная установка очистки отходящих газов работает на активированном угле. Он впитывает в себя вредные примеси, а очищенный поток подается в производственное помещение. Фильтрация осуществляется во время прохождения загрязненной газовоздушной смеси по каналам, которые устроены в корпусе аппарата.

Кроме активированного угля в качестве адсорбента могут использоваться такие вещества, как силикатгель, синтетические цеолиты, молекулярные сита и прочее. Выбор того или иного адсорбента определяется составом очищаемого потока и продуктом, который нужно отделить от него.

В результате очистки образуется значительное количество шлама, который может быть опасен. По этой причине оборудование изготавливается из материалов, устойчивых к воздействию агрессивных отходов.

Аппараты мокрой очистки демонстрируют высокие показатели очистки (до 99,9%) и способны улавливать пылинки размером 3-5 мкм. Очищенный воздух может сразу подаваться в атмосферу или производственное помещение.

В зависимости от того, как загрязненный газовоздушный поток перемешивается с очищающей жидкостью, можно выделить следующие виды газоочистного оборудования:

1. Скрубберы (Вентури, насадочные, центробежные, барботажные).
2. Башни орошения, в которых очищаемая среда перемешивается с водным раствором, распыленным в корпусе установки.
3. Гидрофильтры, в которых очищаемый поток смешивается с каплями жидкости, распыляемой форсунками. Но помимо самого газа смачивается и предварительная ступень очистки - предфильтр. Благодаря этому увеличивается площадь фильтрации и показатели очистки.

Для очистки газовых выбросов с механическими примесями широко используются различные виды фильтров. Рассмотрим самые востребованные и эффективные.

В промышленном производстве активно используются циклонные установки для очистки газа. Они используются для улавливания крупнодисперного загрязнителя в качестве основной или первичной ступени фильтрации.

По входному патрубку спиралевидной формы загрязненный газовоздушный поток поступает в корпус установки. За счет конструкции патрубка поток получает вращательное движение. Под воздействием центробежных сил механические частицы отлетают к стенкам корпуса и осыпаются в накопительный бункер. Чистый газовоздушный поток меняет свое направление и по вертикальному патрубку подается на следующую ступень фильтрации либо выбрасывается в атмосферу.

Производительность биореакторов может достигать нескольких тысяч кубометров газа в час. Наряду с высокой степенью очистки такие характеристики делают аппарат очень востребованным в различных отраслях животноводства.

Схема очистки отходящих газов биореактора с омываемым слоем отличается от обычной установки данного типа лишь тем, что появляющийся на поверхности синтетической загрузки биослой не обеспечивает микроорганизмы питательной средой. Поэтому она должна поступать вместе с водой. А благодаря тому, что лишняя биомасса удаляется с поверхности загрузки, устраняется возможность ее засорения и увеличивается срок эксплуатации установки.

В электрофильтрах очистка осуществляется за счет электродов, которые притягивают к себе частицы загрязнителя с противоположным зарядом. Заряжаются они при прохождении через ионное поле. Регенерация установки осуществляется методом встряхивания. В результате пыль, осевшая на электродах, осыпается вниз и утилизируется.

Важность правильной очистки отходящих и технологических газов в современной промышленности неоспорима. Качество окружающей среды и безопасность работников напрямую зависят от эффективности и надежности фильтров очистки газовых выбросов.

Компания «Факел» — ведущий производитель промышленных фильтров для очистки воздуха, мы гордимся своими инновационными технологиями и передовыми решениями в области очистки отходящих газов. Предлагаем широкий спектр высококачественных фильтров, специально разработанных для обработки и очистки газовых выбросов различного состава.

Если вы заинтересованы в получении дополнительной информации о наших продуктах и решениях, мы будем рады предоставить вам все необходимые сведения. Наши опытные специалисты всегда готовы помочь в выборе наиболее подходящих фильтров и консультировать вас по вопросам, связанным с технологической очисткой газов.