Технические мероприятия по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу

Технологические мероприятия, как правило, не могут обеспечить санитарных норм по содержанию вредных веществ, поэтому в большинстве случаев необходима очистка отходящих газов от пыли и газообразных составляющих. Целью такой очистки является извлечение или нейтрализация вредных веществ, находящихся в газообразной, жидкой или твердой форме. Требования к очистке выбросов от пыли и газа предъявляются с учетом большого многообразия выбросов в атмосферу, их качественных и количественных особенностей, разной степени очистки. Соответственно разнообразны и методы очистки. Тем не менее, все методы могут быть условно разбиты на две основные группы. К первой относятся физические методы очистки газов от жидких и твердых частиц с использованием сил, имеющих физическую природу (гравитационные, инерционные, центробежные, электростатические и другие силы). Во второй группе для извлечения примесей из газовых потоков используются физико-химические методы. В зависимости от физико-химических свойств загрязняющих веществ и от условий, при которых осуществляется очистка, наиболее часто используются процессы абсорбции, адсорбции, окисления и восстановления, а также каталитические (обычно гетерогенные) химические реакции.

Физические методы очистки газов

Как правило, пылеулавливающие аппараты условно делят на следующие группы:

1. сухие или механические пылеуловители, в которых частицы пыли отделяются из газового потока при помощи механических сил. Чаще всего используются циклоны различных конструкций и инерционные пылеуловители. Улавливание в циклонах происходит за счет центробежных сил, а в инерционных аппаратах за счет инерции частиц пыли при резком изменении направления газового потока. Эти аппараты могут быть использованы или самостоятельно, если частицы пыли достаточно крупные, или в качестве первой ступени очистки перед более эффективными аппаратами для снижения на них нагрузки;

2. аппараты мокрой очистки, в которых производится промывка запыленного газа жидкостью или осаждение частиц пыли на жидкую пленку. Для осуществления первого варианта мокрой очистки запыленный поток промывают диспергированной жидкостью. Во время промывки частицы пыли захватываются каплями жидкости и выводятся из газового потока. В зависимости от режима температур, давлений и влажности газа в процессе промывки может происходить испарение капель или конденсация паров из газового потока, при этом частицы пыли являются ядрами конденсации. Этот эффект может значительно улучшить осаждение пыли. В зависимости от способа диспергирования жидкости мокрые пылеуловители делят на три группы:

• форсуночные скрубберы, в которых диспергирование жидкости осуществляется с помощью форсунок, за счет энергии насоса;

• скрубберы Вентури, в которых дробление жидкости осуществляется за счет энергии турбулентного потока;

• динамические газопромыватели, где разбрызгивание жидкости осуществляется за счет механической энергии вращающегося ротора.

Аппараты мокрой очистки желательно применять на производствах, имеющих

систему очистки воды, если же такой нет, то лучше по возможности использовать

аппараты сухой очистки;

3. фильтры, которые задерживают пыль при прохождении через них очищаемого газа.

Фильтрация аэродисперсных систем через пористые перегородки является одним из наиболее совершенных способов выделения взвешенных твердых и жидких частиц из газового потока. Особенности этих аппаратов заключаются в следующем:

• более высокая степень очистки (свыше 99%) газов от взвешенных частиц любого размера по сравнению с другими аппаратами;

• универсальностью, т.е. способностью улавливать твердые частицы в сухом виде и жидкие частицы из туманов, возможностью работы при любых давлениях газов (выше или ниже атмосферного);

• меньшей зависимостью от изменения физико-химических свойств частиц пыли;

• простотой эксплуатации.

В пылеулавливании применяются тканевые, волокнистые, зернистые и другие

фильтры. Осаждение происходит за счет непосредственного касания частиц пыли

волокон (нитей) или зерен фильтрующей перегородки, действия сил инерции,

диффузии и электростатического притяжения;

4. электрофильтры, в которых отделение частиц пыли происходит под действием

электрических сил (в коронном разряде). Запыленный газовый поток проходит

через сильное электрическое поле, частицы пыли получают электрический заряд

и ускорение, что заставляет их двигаться вдоль силовых линий поля с

последующим осаждением на электродах. Электрофильтры для очистки газов от

пыли работают обычно при постоянном напряжении, могут быть сухими и

мокрыми, иметь одну зону, в которой происходит зарядка и осаждение частиц

пыли, или несколько зон, где зарядка и осаждение осуществляются в разных

зонах.. Кроме того, электрофильтры бывают пластинчатые и трубчатые.

Эффективность работы электрофильтров достаточно велика и обеспечивает

степень улавливания более 90%, причем эффективность улавливания частиц

пыли размером 1 мкм достигает 88%. При высокой входной запыленности

наблюдается явление «запирания короны» (повышение напряжения зажигания

коронного разряда), поэтому перед электрофильтрами часто ставят более простые

и дешевые аппараты очистки, чтобы запыленность на входе в электрофильтр не

превышала 100-150 г/м³_.