- •Розділ 1 методи очищення і знешкодження відхідних газів
- •1.1 Процеси захисту атмосфери
- •Розділ 2 очищення відхідних газів від аерозолів
- •2.1 Основні властивості пилу і ефективність його вловлювання
- •2.2. Очищення газів в сухих механічних пиловловлювачах
- •2.3. Очищення газів у фільтрах
- •2.4 Очищення газів в мокрих пиловловлювачах
- •2.5 Очищення газів в електрофільтрах
- •2.6 Вловлювання туманів
- •2.7 Рекуперація пилу
- •Розділ 3 абсорбційні методи очищення
- •3.1 Очищення газів від оксиду сірки (IV)
- •3.2 Очищення газів від сірководню, сірковуглецю і меркаптанів
- •3.3 Очищення газів від оксидів азоту
- •3.4 Очищення газів від галогенів і їх сполук
- •3.5 Очищення газів від оксиду вуглецю (II)
- •Розділ 4 адсорбційне і хемосорбційне очищення газів
- •4.1 Адсорбція парів летких розчинників
- •4.2 Очищення газів від оксидів азоту
- •4.3 Очищення газів від оксиду сірки (IV)
- •4.4 Очищення газів від галогенів і їх сполук
- •4.5 Очищення газів від сірководню і сіркоорганічних сполук
- •4.6 Очищення газів від парів ртуті
- •Розділ 5 каталітичне і термічне очищення
- •5.1 Каталітичне очищення газів. Суть методу
- •5.2 Конструкція каталітичних реакторів
- •5.3 Твердофазне каталітичне очищення газів від оксидів азоту
- •5.4 Каталітичне очищення газів від оксиду сірки (IV)
- •5.5 Каталітичне очищення газів від органічних речовин
- •5.6 Каталітичне очищення газів від оксиду вуглецю (іі)
- •5.7 Високотемпературне знешкодження газів
- •Розділ 6 розрахунок обладнання по очищенню газів
- •6.1 Розрахунок пилоосаджувальних камер
- •6.2 Розрахунок циклонів
- •6.3 Вихрові пиловловлювачі
- •6.4 Розрахунок і вибір газових фільтрів
- •6.5 Мокрі скрубери
- •6.6 Швидкісні пиловловлювачі (скрубери Вентурі)
- •6.7 Підбір і розрахунок електрофільтрів
- •6.8 Багатоступінчате очищення від пилу
- •6.9 Розрахунок насадкових абсорберів
- •6.10 Розрахунок тарілчатих абсорберів
- •6.11 Розрахунок адсорберів періодичної дії
- •6.12 Розрахунок каталітичного реактора
- •6.13 Формули для перерахунку основних характеристик газів при різних умовах
- •Література
- •Вязовик в.М., Коржик л.В., Столяренко г.С. Технології очищення газів
- •Вертикаль
- •18002, М. Черкаси, вул. Б. Вишневецького, 2, оф. 6
4.6 Очищення газів від парів ртуті
Забруднення атмосфери ртуттю відбувається при викиді газів підприємствами кольорової металургії, теплоенергетики, хімічної і інших галузей промисловості. У відхідних газах ртуть і її сполуки можуть знаходитися у вигляді парів і аерозолів, а також у складі деякого пилу (у адсорбованій або розчиненій формі). Концентрація ртуті змінюється в широких межах.
Суттєві відмінності в складі і об'ємах ртутьвмісних газів, визначають значне число запропонованих для їх очищення методів, які умовно розділяють на фізичні (конденсаційні, абсорбційні, адсорбційні, вловлювання аерозолів) і хімічні (хемосорбційні, газофазні).
Для попереднього очищення концентрованих ртутьвмісних газів зазвичай використовують фізичні методи з подальшим глибоким очищенням індивідуальними і комбінованими хімічними методами. Хемосорбційні рідинні методи застосовують при необхідності видалення з концентрованих газів складного складу разом з ртуттю деяких інших компонентів, особливо таких, очищення від яких сухими методами ускладнене або неможливе, і зазвичай обмежують невеликими об'ємами оброблюваних газових потоків. При необхідності глибокої демеркуризації значних об'ємів газів, найчастіше використовують адсорбційні методи. Проте промислові адсорбенти, за винятком активного вугілля, досить рідко використовують для демеркуризації відхідних газів.
Обробка сухих ртутьвмісних газових потоків немодифікованим активним вугіллям часто ускладнена присутністю в них оксиду сірки (IV) , який дезактивує адсорбент, різко знижуючи його поглинальну здатність відносно ртуті. Проте за наявності в газах кисню і парів води в адсорбенті інтенсивно йде процес окиснення сорбуємого оксиду сірки (IV) :
SO2 + H2O + ½ O2 →H2SO4. (4.15)
Сірчана кислота, що утворюється, взаємодіє з парами ртуті з утворенням HgSО4, що забезпечує можливість ефективної демеркуризації оброблюваних газів. У зв'язку з цим раціонально піддавати очищенню вологі гази (відносна вологість 40–100%) з високим вмістом оксиду сірки (IV) – на два-три порядки більше вмісту ртуті. Залишкова концентрація ртуті в газах в цих умовах може досягати 0,0075 мг/м3. Використання термічної (450°С) десорбції під вакуумом в 46,6 кПа (350 мм рт. ст.) забезпечує протягом 60 хв. 97% регенерацію вугілля і можливість його повторного використання. Можливі і інші прийоми регенерації, зокрема, шляхом обробки насиченого адсорбенту осушеним 100%-м діоксидом сірки.
Активоване вугілля, котре використовують для демеркуризації газів часто заздалегідь модифікують сульфатуючи, галоїдуючи, сульфідуючи і обробкою іншими реагентами: сірчаною кислотою, хлоридами заліза і ртуті, сіркою, сульфідами металів і тому подібне.
На цьому принципі заснований спосіб санітарного очищення від парів ртуті вентиляційних викидів виробництва вітаміну В2 (рис. 4.10).
Рисунок 4.10 – Схема адсорбційної установки демеркурізації вентиляційних викидів
1 – змішувач; 2 – калорифер; 3 – реактор; 4 – адсорбер; 5 – вентилятор.
Адсорбент готують в реакторі шляхом обробки активного вугілля типу АР водним розчином хлориду натрію, що готується в ємкості змішувача, з подальшою сушкою гарячим повітрям, яке надходить надходить з калорифера. Модифікований таким чином адсорбент через верхній люк завантажують в концентричні простори – порожнини циліндрового адсорбера, що утворюються перфорованими вертикальними кільцевими стінками. Відхідні гази, що підлягають очищенню, фільтрують через розташовані в них шари гранульованого вугілля. В результаті хімічної взаємодії з хлоридом натрію пари ртуті зв'язуються і утримуються адсорбентом. Після насичення ртуттю поглинач вивантажують з адсорбера і ртуть, що міститься в ньому, рекуперують пірометалургійним методом.
При обробці 40 тис. м3/год вентиляційних викидів з концентрацією ртуті 0,13 мг/м3 5,5 т завантаженого в адсорбер модифікованого вугілля (вміст NaCl 3–5%, товщина шару 0,2 м, поверхня фільтрації 40 м2) забезпечують ступінь очищення 99,0±1,0% при швидкості фільтрації газу 0,28 м/с, загальному опорі установки не більше 1 кПа і терміні служби вугілля більше півтора роки.
Разом з активним вугіллям як носії для хемосорбентів можуть бути використані і інші адсорбенти (силікагелі, цеоліти, глинозем), речовини з високорозвиненою поверхнею (пемза, оксид магнію, кремнезем і ін.), а також різноманітні волокнисті матеріали.
При очищенні значних об'ємів ртутьвмісних газових викидів на ряді виробництв використовують подрібнену (розмір зерен 4-15 мм) марганцеву руду (піролюзит).
Очищення базується на реакції, що проходить на поверхні зерен:
2 Hg + MnO2 → Hg2MnO2. (4.16)
За наявності в газах кисню і оксиду сірки (IV), одночасно утворюються сульфати марганцю і ртуті. Оскільки в газових викидах деяких виробництв (наприклад, відхідних газах ртутних заводів) вміст оксиду сірки (IV) значно вище, ніж ртуті, з метою направленого використання піролюзиту перед контактом з ним гази очищають від оксиду сірки (IV) (зазвичай вапняком). Після видалення основної кількості оксиду сірки (IV) гази підігрівають до 50-70°С з метою попередження конденсації вологи, що знаходиться в них, і контактують з піролюзитом. Демеркурізовані гази викидають в атмосферу.
При обробці відхідних газів ртутних заводів відповідно до описаної технології в шарі піролюзиту заввишки 0,6 м при швидкості газів в адсорбері 0,2 м/с ступінь їх демеркурізації складає 90-96% при витраті 20 т піролюзиту на 1 т вловленої ртуті. В той же час при очищенні піролюзитом вентиляційних викидів виробництва ртутних термометрів залишкова концентрація ртуті досягає 0,02 мг/м3 при ступені демеркурізації 80%. Невисока глибина очищення разом з токсичністю пилу піролюзиту, підвищенням гідравлічного опору його шару за рахунок самоущільнення в процесі роботи і ряд інших чинників обмежує останнім часом інтерес до практичного використання цього методу.
Окрім перерахованих твердофазних методів для очищення відхідних газів від парів ртуті можуть бути застосовані деякі іонообмінні методи, зокрема з використанням зернистих або волокнистих матеріалів: катіоніту в Hg2+- формі або аніонобмінної смоли, що містить сполуки йоду і адсорбований йод.
Питання для самоконтролю.
Адсорбція з газів парів летких розчинників.
Адсорбційне очищення газів від оксидів азоту.
Адсорбційне очищення газів від оксиду сірки (IV).
Адсорбційне очищення від хлору і хлориду водню.
Адсорбційне очищення від сполук фтору.
Адсорбційне очищення від йоду і йодиду водню.
Адсорбційне очищення газів від сірководню.
Адсорбційне очищення сірковмісних органічних сполук.
Адсорбційне очищення газів від парів ртуті.