Методы отчистки воздуха (БЖД)

       Пылеуловители. Для отчистки отходящих газов от пыли имеется широкий выбор аппаратов, которые можно разделить на две большие группы: сухие и мокрые (скрубберы) – орошаемые водой. Рассмотрим некоторые из них:

1. Циклоны: бывают различных видов: одиночные, групповые, батарейные. Принцип действия циклонов основан на том, что очищаемый воздух, поступая в аппарат закручивается, в результате чего под действием центробежных сил более тяжелые, чем воздух, пылевые частицы сепарируются к периферии, а затем под  действием силы тяжести собираются в пылевой бункер. Более чистый воздух из центральной части корпуса поступает в камеру очищенного газа. На практике наибольшее распространение получили циклоны типов ЦН и СК-ЦН  (тип серии С – сажевые).
2. Фильтры: обеспечивают высокую эффективность улавливания мелких частиц. Процесс очистки заключается в пропускании очищаемого воздуха через пористую перегородку или слой пористого материала, в результате чего более мелкие частицы проходят сквозь перегородку а более большие остаются за ней, т.е в фильтре. По типу фильтровального материала фильтры делятся на тканевые, волокнистые и зернистые.

а)  у тканевых фильтров фильтровальной перегородкой является ткань ( хлопчатобумажная, шерстяная, нейлоновая, стеклянная, металлическая и тд.) Механизм фильтрования – поверхностный, т.е на поверхности ткани накапливается слой пыли.

б) волокнистые фильтры – у них материалом является слой тонких волокон с нерегулярной, хаотичной структурой. Механизм фильтрования – обьёмный, т.е частицы пыли остаются в объёме волокнистого слоя.

в) зернистые фильтры – представляют собой насадку зернистого материала, спеченного или свободной засыпки.

       Наибольшее  распространение в технике очистки  промышленных выбросов получили тканевые рукавные фильтры. Волокнистые материалы широко применяются в туманоуловителях – для улавливания масляных, кислотных, щелочных и других аэрозолей.

3. Электрофильтры: испльзуют для очистки больших объемов воздуха с высокой эффективностью. Основным элементом электрофильтра являются пары электродов, между которыми пропускается очищаемый газ, в результате чего частицы пыли начинают перемещаться к положительному осадительному электроду и притягиваются к нему, удерживаясь электрической силой.

    Электрофильтры  применяются в технике очистки  приточного воздуха, подаваемого в помещение.

4. Пылеуловители мокрого типа (скрубберы): применяются для очистки высокотемпературных газов, улавливания пожаровзрывоопасных пылей, токсичных газовых примесей и паров. Принцип действия скрубберов состоит в том, что при прохождении очищаемого воздуха через фильтр, частицы пыли оседают на влажной поверхности, после чего частицы укрупняются, слипаясь друг с другом и под силой тяжести оседают вниз.

        Наибольшее распространение  получили такие аппараты мокрого  типа как: полые форсуночные и  пенные. В полых форсуночных очищаемый  газ поступает в цилиндрический корпус пылеуловителя, где, поднимаясь наверх, проходит через водяную пелену, создаваемую форсунками, в результате чего частицы пыли оседают на каплях жидкости и укрупняясь оседают в виде шлама вниз. Пенные аппараты устроены аналогичным образом, только сечение аппарата перекрыто несколькими рядами решеток, на которые подаётся пенообразующая жидкость, в результате чего частицы пыли агрегируются в пене и в виде шлама собираются в нижней части аппарата.

        Недостатком аппаратов  мокрого типа является наличие систем водоснабжения, рециркуляции воды и  ее очистки перед повторной подачей  на орошение аппарата.

    Газоуловители.  Для удаления из отходящего воздуха вредных газовых примесей применяют следующие методы: абсорбция, хемосорбция, адсорбция, термическое дожигание, каталитическая нейтрализация.

1. Абсорбция – это явление растворения вредной газовой примеси сорбентом, как правило водой. Методом абсорбции можно улавливать только хорошо растворимые газовые примеси и пары, такие как аммиак, хлористый и фтористый водород, пары кислот и щелочей.
2. Хемосорбция – этот метод заключается в том, что очищаемый воздух орошают растворами реагентов, вступающих в реакцию с вредными примесями с образованием нетоксичных, малолетучих или нерастворимых химических соединений. Данный метод широко используется для улавливания сернистого ангидрида.
3. Адсорбция – данный метод заключается в улавливании микропористой поверхностью адсорбента (активированный уголь, селикагель) молекул вредных веществ. Адсорбция широко применяется для улавливания паров растворителей, неприятно пахнущих веществ, органических соединений и множества других газов.
4. Термическое дожигание – это процесс окисления вредных веществ кислородом воздуха при высоких температурах. Различают прямое сжигание и термическое окисление. Прямое сжигание используют, когда отходящий из технологического процесса поток газа содержит кислород, а вредные примеси относятся к горючим и выделяют при горении энергию, достаточную для поддержания реакции. Так дожигают циановодород и попутные газы в вертикальных открытых факелах на нефтехимических заводах.
5. Каталитическая нейтрализация – позволяет снизить энергетический порог для начала окислительных реакций. Это достигается применением катализаторов – материалов, которые ускоряют протекание реакции или делают их возможным при значительно более низких температурах, что обеспечивает снижение энергоемкости процесса. Каталитические нейтрализаторы используют для очистки выхлопных газов двигателей внетреннего сгорания от окислов азота, углерода, углеводородов.