СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                                                   2 

1. ОЧИСТКА  ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ В ХИМИЧЕСКОЙ, НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ И 

НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ОТРОСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.                                   4

1.1. Абсорбционные методы очистки отходящих газов                                                          4

1.2. Адсорбционные и хемосорбционные методы очистки отходящих газов                        6

1.3.Каталитические  методы очистки отходящих газов                                                           11

1.4.Термические  методы очистки отходящих газов                                                                14 

2. ОЧИСТКА  ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА                              15

2.1. Железо-содовый метод                                                                                                     15

2.2. Щелочно-гидрохиноновый  метод                                                                                      16

2.3. Мышьяково-содовый  метод                                                                                              19 

3. ОБОРУДОВАНИЕ  ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ  ОЧИСТКИ.                        21

ЭЛЕКТРОФЛОТАТОРЫ.

ЛИТЕРАТУРА                                                                                                                            28

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

Очистка отходящих  газов – целенаправленное изменение характеристик выбрасываемых в атмосферный воздух загрязненных газовоздушных смесей с использованием различных технических методов и средств; различают методы очистки от аэрозолей и газообразных или парообразных примесей (абсорбционные, адсорбционные, каталитические и термические и др.)   

 Аэрозоли – двухфазные системы, где сплошной фазой является газовоздушная смесь, а дисперсной – твердые частицы или капельки жидкости. Аэрозоли разделяют на пыли, дымы и туманы. Пыли содержат твердые частицы размером от 5 до 50 мкм, а дымы - от 0,1 до 5 мкм. Туманы состоят из капелек жидкости размером 0,3–5 мкм и образуются в результате конденсации паров или при распылении жидкости в газе.    

 Для очистки  от аэрозолей используют сухие,  мокрые и электрические методы. В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы. В мокрых пылеуловителях осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью. При этом осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости. В электрофильтрах отделение заряженных частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах в электрическом поле.    

 Абсорбционные методы очистки отходящих газов (физическая абсорбция и хемосорбция) подразделяют по следующим признакам: 1) по абсорбируемому компоненту;2) по типу применяемого абсорбента; 3) по характеру процесса – с циркуляцией и без циркуляции газа; 4) по использованию абсорбента – с регенерацией и возвращением его в цикл (циклические) и без регенерации; 5) по использованию улавливаемых компонентов – с рекуперацией и без рекуперации; 6) по организации процесса – периодические и непрерывные; 7) по конструктивным типам абсорбционной аппаратуры.   

 Для физической  абсорбции на практике применяют  воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемым газом, и водные растворы этих веществ. При хемосорбции в качестве абсорбента используют водные растворы кислот и щелочей, органические вещества и водные суспензии различных веществ.   

 Адсорбционные методы очистки газов используют для удаления из них газообразных и парообразных примесей. Методы основаны на поглощении примесей пористыми телами – адсорбентами, размещенными в специальных аппаратах – абсорберах. Процессы очистки проводят в периодических или непрерывных условиях. Достоинством методов является высокая степень очистки, а недостатком – невозможность очистки запыленных газов.    

 Каталитические методы очистки основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности твердых катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов. Методы используются для очистки газов от оксидов азота, серы, углерода и от органических примесей.    

 Термические методы (методы прямого сжигания) применяют для очистки газов от легко окисляемых токсичных, а также дурно пахнущих примесей. Методы основаны на сжигании горючих примесей в топках печей или факельных горелках. Преимуществом метода является простота аппаратурного оформления, универсальность использования. Недостатки: дополнительный расход топлива при сжигании низко концентрированных газов, а также необходимость дополнительной абсорбционной или адсорбционной очистки газов после сжигания.    

 Как правило,  сложный химический состав выбросов  и высокие концентрации токсичных компонентов требуют создания многоступенчатых схем очистки, представляющих собой комбинацию различных методов. 

 

1. ОЧИСТКА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ  В ХИМИЧЕСКОЙ, НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ  И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ОТРОСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

 

1. АБСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ  ГАЗОВ

 

     Основы  процесса 

     Абсорбция жидкостями применяется в промышленности для извлечения из газов диоксида серы, сероводорода и других сернистых  соединений, оксидов азота, паров  кислот (НСI, HF, H₂SO₄), диоксида и оксида углерода, разнообразных органических соединений (фенол, формальдегид, летучие растворители).

     Абсорбционный метод реализует процессы, происходящие между молекулами газов и жидкостей. Если отсутствует взаимодействие между распыливающейся жидкостью и орошаемым газом, то эффективность поглощения компонентов из паровоздушной смеси определяется только равновесием пар-жидкость.

     Скорость  поглощения газа жидкостью зависит  от:

     а) диффузии поглощаемых веществ из газового потока к поверхности соприкосновения с поглощающей жидкостью;

     б) перехода газовой частицы к поверхности  жидкости;

     в) диффузии абсорбированных веществ  в промывной жидкости, где устанавливается равновесие;

     г) химической реакции (если она имеет  место).

     Абсорбционная очистка применяется как для  извлечения ценных компонентов из газового потока и возврата их снова в технологический  процесс для повторного использования, так и для поглощения из выбросных газов вредных веществ с целью санитарной очистки газов. Обычно рационально использовать абсорбционную очистку, когда концентрация примесей в газовом потоке превышает 1%(об). В этом случае над раствором существует определенное равновесное давление поглощаемого компонента, и поглощение происходит лишь до тех пор, пока его парциальное давление в газовой фазе выше равновесного давления его над раствором. Полнота извлечения компонента из газа при этом достигается только при противотоке и подаче в абсорбер чистого поглотителя, не содержащего извлекаемого вещества. 

     Физическая  и химическая абсорбция 

     Принято различать физическую и химическую абсорбцию (хемосорбцию). При физической абсорбции молекулы удаляемого газа компонента не вступают в химическое взаимодействие с молекулами поглощающей жидкости. Однако процесс поглощения газов жидкостями разделяется на физическую и химическую абсорбцию условно. На самом деле это сложное физико-химическое явление.

     В качестве абсорбента в принципе может  быть использована любая жидкость, в которой извлекаемая из газового потока примесь достаточно растворима. Но для эффективного использования жидкий поглотитель должен обладать высокой поглощающей способностью, хорошей избирательностью по отношению к поглощаемому веществу, термохимической устойчивостью, малой летучестью, хорошей способностью к регенерации, небольшой вязкостью и невысокой стоимостью, а также не оказывать коррозионного действия на аппаратуру. Следует отметить, что универсальной жидкости, которая удовлетворяла бы всем приведенным требованиям не существует. В каждом отдельном случае подбирают абсорбент, который наиболее полно удовлетворяет ряду требований.

     При физической абсорбции в качестве абсорбента чаще всего используют воду, а также органические растворители и минеральные масла, не реагирующие  с извлекаемым из газа веществом. При химической абсорбции применяют водные растворы щелочей и химических окислителей (перманганата калия, гипохлорита натрия, броматов, перекиси водорода и других), а также водные растворы моно- и диэтаноламина, аммиака, карбоната натрия и калия, трикалийфосфата.

     Одним из параметров, определяющих выбор  адсорбента, является способность примесей, содержащихся в отработанных газах, растворяться в данном абсорбенте. 

     Применение  абсорбционной очистки 

     Абсорбционная очистка - непрерывный и, как правило, циклический процесс, так как  поглощение примесей обычно сопровождается регенерацией поглотительного раствора и его возвращением в начале цикла очистки. Применение абсорбционного метода очистки обусловлено высокой интенсивностью абсорбционных процессов, позволяющей создавать высокопроизводительные газоочистные установки, возможностью применения метода для очистки газов, содержащих и вредные газы, и пыль, и, наконец, наличием огромного опыта эксплуатации абсорбционного оборудования в различных технологических процессах и в первую очередь в химической технологии. 

     Недостатки  и преимущества абсорбционного метода очистки газов 

     Абсорбционный метод очистки газов не свободен от определенных недостатков, связанных, прежде всего, с громоздкостью оборудования. Этот метод достаточно капризен в эксплуатации и связан с большими затратами. К недостаткам абсорбционного метода следует отнести также образование твердых осадков, что затрудняет работу оборудования, и коррозионную активность многих жидких сред. Однако, не смотря на эти недостатки, абсорбционный метод еще широко применяется в практике газоочистки, так как он позволяет улавливать наряду с газами и твердые частицы, отличается простотой оборудования и открывает возможности для утилизации улавливаемых примесей 

 

     

2.   Адсорбционные и хемосорбционные методы очистки отходящих газов

 

     Основные  понятия 

     Адсорбционные методы используют для очистки газов  с невысоким содержанием газообразных и парообразных примесей. В отличие  от абсорбционных методов они  позволяют проводить очистку газов при повышенных температурах.

     Целевой компонент, находящийся в подвергаемой очистке газовой фазе, называют адсорбтивом, этот же компонент в адсорбированном состоянии — адсорбатом.

     Различают физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию). При физической адсорбции  поглощаемые молекулы газов и  паров удерживаются силами Ван-дер-Ваальса, при хемосорбции— химическими силами.

     В качестве адсорбентов используют пористые материалы с высокоразвитой внутренней поверхностью. Последние могут иметь синтетическое или природное происхождение.

     Внутренняя  структура наиболее распространенных на практике промышленных адсорбентов характеризуется наличием 'различных размеров и форм пустот или пор, среди которых различают макро-, переходные (мезо-) и микропоры. Суммарный объем последних в единице массы или объема адсорбента определяет в решении задач газоочистки как скорость (интенсивность) поглощения целевого компонента, так и адсорбционную способность (величину адсорбции) твердым поглотителем этого компонента.

     Суммарный объем микропор обычно не превышает 0,5 см³/г. Их размеры условно ограничены величиной эффективного радиуса r_эф=1,5*10^-9 м и соизмеримы с r_эф адсорбируемых молекул. Характерной особенностью адсорбции в микропорах в этой связи является заполнение их объема адсорбируемыми молекулами.