Очистка выбросов в атмосферу

Очистка выбросов в атмосферу. Снижение негативного воздействия вредных веществ.

Очистка выбросов в атмосферу и снижение негативного воздействия вредных выбросов является приоритетной задачей. Одной из особенностей атмосферы является ее способность к самоочищению. Самоочищение атмосферного воздуха происходит вследствие сухого и мокрого выпадение примесей, абсорбции их земной поверхностью, поглощение растениями, переработки бактериями, микроорганизмами и другими путями. Посадка деревьев и кустарников способствует очистке воздуха от пыли, оксидов углерода, диоксидов серы и других веществ. Лучшие поглощающие свойства в отношении диоксида серы имеет тополь, липа, ясень. Одно взрослое дерево липы может аккумулировать в течение суток десятки килограммов диоксида серы, превращая его в безобидное вещество. Большая роль в очистке атмосферного воздуха принадлежит почвенным бактериям и микроорганизмам. При температуре +15…+35 С микроорганизмы перерабатывают на 1 м2 до 81 т в сутки оксидов и диоксидов углерода. Однако возможности природы относительно самоочищения имеют ограничения, которые следует учитывать при разработке нормативов ПДВ.

Очистка выбросов в атмосферу. Методы и оборудование.

Степень очистки должна определяться по каждому загрязняющему веществу. Степень очистки бывает проектная и фактическая, а по уровню — максимальная и эксплуатационная.

При неблагоприятных метеорологических условиях, когда выбросы с загрязнениями могут быть вредными для здоровья населения, предприятия должны снизить выбросы вредных веществ за счет технических средств или полной (частичной) остановки источников загрязнения.

Современные требования к качеству и степени очистки выбросов достаточно высокие.

Для их соблюдения необходимо:

• использовать технологические процессы и оборудование, которые снижают или полностью исключают выброс вредных веществ в атмосферу, а также обеспечивают нейтрализацию образовавшихся вредных веществ;
• эксплуатировать производственное и энергетическое оборудование, которое выделяет минимальное количество вредных веществ;
• закрыть небольшие котельные и подключить потребителей к ТЭЦ;
• применять антитоксические присадки,
• перевести теплоэнергетические установки с твердого топлива на газ.

Очистка выбросов в атмосферу от вредных веществ можно объединить в следующие группы:

• аспирационная установка очистки выбросов от пыли и аэрозолей вредных веществ;
• очистка выбросов от газообразных вредных веществ;
• снижение загрязнения атмосферы выхлопными газами от двигателей внутреннего сгорания транспортных средств и стационарных установок;
• снижение загрязнения атмосферы при транспортировке, погрузке и разгрузке сыпучих грузов.

Очистка выбросов в атмосферу от вредных веществ использует механические, физические, химические, физико-химические и комбинированные методы.

1. Механические методы базируются на использовании сил веса (гравитации), сил инерции, центробежных сил, принципов сепарации, диффузии, захватывание и т.д.
2. Физические методы базируются на использовании электрических и электростатических полей, охлаждения, конденсации и кристаллизации, поглощения.
3. В химических методах используются реакции окисления, нейтрализации, восстановление, терма окисление.
4. Физико-химические методы базируются на принципах сорбции (абсорбции, адсорбции, хемосорбции), коагуляции и флотации.

Оборудование для очистки выбросов в атмосферу

Гравитационные пылеочистные камеры

Гравитационные пылеочистные камеры работают по принципу снижения скорости движения газов до уровня, когда пыль и частицы жидкости оседают под действием сил тяжести.

Гравитационная пыле очистная камера — это полостная или с полками коробка из листовой стали с бункером для сбора пыли.

При снижении высоты камеры процесс очистки улучшается, поэтому полость камеры разделяют полками, которые проектируются под углом или с возможностью регулировки. Гравитационные пылеочистные камеры пригодны для осаждения частиц пыли диаметром более 50 мкм. Гидравлическое сопротивление гравитационных камер лежит в пределах 50-150 Па. Скорость газа — 0,2-1,5 м/с. Камеры обеспечивают степень очистки не более 50%, поэтому их используют как предыдущий степень пылеулавливания.

Инерционные сепараторы

Инерционные сепараторы работают на принципе резкого изменения направления потока газов. В местах изменения направления происходит оседание твердых частиц загрязняющих веществ. Сепараторы позволяют осаждать частицы диаметром 25 — 30 мкм. Инерционные газоочистители имеют производительность от 45 до 582 м3/час. К этому типу можно отнести и жалюзийные пылеуловители, которые имеют гидравлическое сопротивление 100-400 Па, допускают температуру газа, что очищается, до 450 С, скорость на подходе к решетке — 15-25 м/с.

Практически используются такие типы циклонных сепараторов:

• горизонтальные пылеуловители, которые работают по принципу предоставления газам вихре подобного кругового движения с помощью вертушки с системой  лопастей;
• вертикальные сепараторы, работающих по принципу подачи газа сверху через горизонтально установленную кольцевую крыльчатку, которая предоставляет газовые вращательного движения; твердые частицы оседают на дне, а очищенный газ отводится через центральную трубу;
• вертикальные сепараторы с тангенциально расположенной входной частью. В этом сепараторе задержан газ поступает сбоку или снизу и приобретает тангенциального движения, который выносит твердые частицы к стенкам, а затем в пылесборники;
• ротационные струйные пылеуловители является разновидностью центробежного циклонного сепаратора, в котором вихре восхождение движения газа усиленно тангенциальным воздушным потоком. У них пыль накапливается в середине воздушной среды и под действием гравитационных сил падает на дно пылесборника.

Очистка выбросов в атмосферу. Аппараты мокрой очистки газов от пыли.

Аппараты мокрой очистки газов от пыли работают по принципу промывки газов. Эти виды очистных устройств применяются на участках окраски изделий, нанесение полимерных покрытий, в замкнутых системах. Такие устройства позволяют очищать газы от мелких механических загрязнений. Существует большое количество аппаратов мокрой очистки газов. Применяются и простые водяные завесы, через которые пропускаются загрязненные потоки воздуха.

По принципу работы аппараты мокрой очистки газов делятся на полостные и насадочные; барботажные и пенные; ударно-инерционные; центробежные; динамические и турбулентные промыватели.

Скрубберы

Скрубберы — аппараты различной конструкции для промывки жидкостями газов с целью их очистки и для извлечения одного или нескольких компонентов, а также барабанные машины для промывки полезных ископаемых. Широко используются при улавливании продуктов коксования и очистке промышленных газов от пыли, для увлажнения и охлаждения газов, в различных химико-технологических процессах.

Газоочистительные аппараты основаны на промывании газа жидкостью. Газ промывается водой либо другим рабочим раствором, при этом смешении и взаимодействии происходит процесс очистки его. Такой метод смешения называют методом мокрой очистки. Таким образом, можно очистить газ от частиц любого размера. Метод мокрой очистки газов является механическим и применяется на заключительном этапе охлаждения. Аппараты мокрой очистки используют различные виды поверхностей при смешении жидкости с газом. При использовании этого метода возможно удаление всех примесей из газа, за счет конденсации на них более тяжелых частиц пара. Выделяют следующие виды скрубберов:

Полостные и насадочные аппараты-скрубберы работают по принципу пропускания газов через поток распыляемой или стекающей по насадкам воды. Скорость потока газов не превышает 1-1, 2 м/с, гидравлическое сопротивление аппаратов не превышает 250 Па. Расход воды составляет до 10 м3 на 1 м аппарата. Наиболее полно скрубберы удаляют частицы размером более 10 мкм. Недостатком скрубберов является частое забивания отверстий распылителей.

При работе орошаемых и пенных аппаратов загрязненные газы проходят через слой жидкости или пены. Аппараты имеют большое гидравлическое сопротивление (до 2000 Па). Они позволяют улавливать частицы размером до 2 мкм. Производительность аппаратов конструкции ЛТІ — от 2 до 45 тыс. м3/ч, скорость прохождения газов — до 2 м/с, степень очистки — до 99%.

Аппараты ударно-инерционного типа работают по принципу инерционного осаждения механических загрязнений во время смены направления газового потока над поверхностью жидкости. Наибольшее применение получили статические пылеуловители типа ТСМ и скрубберы ударного действия. Производительность ударно-инерционных аппаратов — 2500-90 000 м3/час. Скорость потока газа — до 56 м/с, степень очистки — до 98%. Расход воды — 0,8-4 м3/ч на 1000 м3.

Центробежные аппараты мокрой очистки газов. Очистка выбросов в атмосферу.

Центробежные аппараты мокрой очистки газов работают по принципу завихрения газов специальными лопатками или за счет тангенциального подведения газа с одновременным орошением с форсунок. их используют для очистки дымовых газов с большим содержанием сернистых газов, обеспечивая степень очистки до 90%. Используются также динамические и турбулентные промыватели.

Электростатические установки очистки газов

При работе электростатических установок очищаемые газы пропускают через электростатическое поле высокого напряжения (до 50 кв.), создаваемое специальными электродами. При прохождении через электрическое поле частицы приобретают отрицательный заряд и привлекаются к электродам, которые соединены с землей, поэтому имеют положительный заряд в отношении частиц. Для очистки электродов предусмотрена специальная механическая система. Электростатический метод очистки газов позволяет улавливать частицы размером до 0,1 мкм. Начальные расходы на создание электростатических фильтров выше, чем для аппаратов других типов, однако эксплуатационные расходы ниже. Потребление энергии этими устройствами составляет 0,8-0,6 кВт на 10 000 м3 газа.

Фильтры

В пористых фильтрах загрязненные газы пропускают через ткань, сукно, войлок, синтетические материалы (нитрон, лавсан, хлорин), металлические сетки, гравий и т.д. Эти фильтры обеспечивают высокое качество очистки. Основной их недостаток — снижение давления газа после фильтрации, высокая стоимость эксплуатации, частая замена фильтрующих элементов.

Наиболее распространенными аппаратами для очистки газов от механических частиц являются рукавные фильтры, основным элементом которых является рукавный мешок, надетый на трубчатую раму. При прохождении газов через мешок пылевые частицы остаются на ткани. Удаление пыли из мешков осуществляется механическим встряхиванием, продувкой его в обратном направлении, очисткой струями воздуха, использованием низкочастотных акустических генераторов для отделения твердых частиц от мешка.

Используются также зернистые фильтры, в том числе из металлокерамики, а также тканевые вертикальные фильтры, которые обеспечивают высокое качество очистки. Однако их недостатком является невысокая емкость и быстрое засорение.

Очистка выбросов в атмосферу. Методы очистки газов от вредных веществ.

В технологических вентиляционных и энергетических выбросах на предприятиях наиболее часто встречаются диоксид серы, оксиды азота, оксиды и диоксиды углерода, минеральные вещества от производства строительных материалов, соединения металлов, фенолы, синтетические материалы, лакокрасочные материалы и т.д.

Методы очистки выбросов от газообразных веществ по характеру физико-химических процессов с очищаемыми средами делятся таким образом:

1. промывание выбросов растворителями, что не сочетаются с загрязнителями (метод абсорбции);
2. промывание выбросов растворами, которые вступают в химическое соединение с загрязнителями (метод хемосорбции);
3. поглощения газообразных загрязнителей твердыми активными веществами (метод адсорбции);
4. поглощения и использования катализаторов;
5. термическая обработка выбросов;
6. осаждения в электрических и магнитных полях;
7. вымораживание.

Метод абсорбции

базируется на разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения вредных компонентов абсорбентом. В качестве абсорбентов выбирают жидкости, способные поглощать вредные примеси. Для удаления из выбросов аммиака, хлористого и фтористого водорода используется вода. Один килограмм воды способен растворить сотни граммов хлористого водорода и аммиака. Сернистые газы в воде растворяются плохо, поэтому расход воды в этом случае очень велика. Для удаления из выбросов ароматических углеводородов, водяного пара и других веществ применяется серная кислота. Для осуществления процесса очистки газовых выбросов методом абсорбции применяются пленочные, форсуночные, трубчатые аппараты — абсорберы.

Метод хемосорбции

базируется на поглощении газов и пара жидкими и твердыми поглотителями с образованием химических соединений. Этот метод используется при очистке выбросов через вентиляции гальванических участков. При этом растворителем для очистки выбросов от хлористого водорода 3%- й раствор едкого натра. Этот метод используется также для очистки выбросов от оксидов азота.

Метод адсорбции

основан на селективном изъятии из газовых смесей вредных примесей с помощью твердых адсорбентов. Наиболее широко как адсорбент применяется активированный уголь, ионообменные смолы и др.

Геометрические параметры адсорбента выбираются и рассчитываются по номограммам или за аналитическими зависимостями.

В качестве катализаторов используют платину, металлы платинового ряда, окиси меди, двуокись марганца, ванадий и др.

Каталитический метод

Используется для очистки выбросов от окиси углерода за счет его окисления до двуокиси углерода.

Термический метод

базируется на дожигании и термической нейтрализации вредных веществ в выбросах.

Этот метод используется тогда, когда вредные примеси в выбросах подвергаются сожжению. Термический метод эффективен в случае очистки выбросов от лакокрасочных и пропиточных участков. Системы термического и огневого обезвреживания обеспечивают эффективность очистки до 99%.

Как выбрать очистное устройство. Очистка выбросов в атмосферу.

В целом последовательность выбора типа очистных устройств и фильтров такая:

1. выявление характеристик выбросов (температура, влажность, вид и концентрация примесей, токсичность, дисперсность и т.п.);
2. определение типа очистного устройства или фильтра за расходом газа, необходимой степенью очистки, возможностями производства и другими факторами;
3. нахождения рабочей скорости газов;
4. технико-экономический анализ возможных вариантов очистки;
5. расчет параметров очистного устройства;
6. проектирование и выбор очистного устройства или фильтра.

При выборе средств очистки выбросов в атмосферу следует руководствоваться следующими рекомендациями:

• сухие механические способы и устройства не эффективны при удалении мелкодисперсного и липкой пыли;
• мокрые методы не эффективны при очистке выбросов, в которых содержатся вещества, что плохо слипаются и образуют комки;
• электроосаждатели не эффективны в случае удаления загрязнений с малым удельным сопротивлением и которые плохо заряжаются электричеством;
• рукавные фильтры не эффективны для очистки выбросов с липкими и увлажненными загрязнениями;
• мокрые скрубберы нельзя применять для работы вне помещений в зимних условиях.

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

Все оборудование входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ (22 раздел) Очистка вредных выбросов).

ПОДОБРАТЬ ОБОРУДОВАНИЕ