ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ

Методы, применяемые для очистки воздуха от пылевых и газооб­разных загрязнителей, и требуемая эффективность очистки определя­ются в первую очередь санитарными и технологическими требованиями и зависят от физико-химических свойств самих примесей, от состава и активности реагентов и от конструктивного решения устройств, приме­няемых для очистки. В связи с этим применяемые метбды очистки весь­ма разнообразны и отличаются как по конструкции аппаратов, так и по технологии обезвреживания.

Промышленные газообразные отходы, содержащие токсичные эле­менты в виде пыли или тумана, очищают в механических пылеуловите­лях (сухих и мокрых), фильтрах или электрофильтрах. Для тонких аэрозолей (древесная, табачная, мучная и угольная пыль) кроме меха­нических пылеуловителей применяют адсорбционную очистку, или сжигание.

Промышленные газообразные отходы, содержащие токсичные эле­менты в виде паров и газовых примесей, очищают в специальных про­мывных камерах или адсорбционных очистителях с последующим дожи­ганием. Для обезвреживания этих же видов вредных выделений при­меняют конденсационную очистку, каталитическое дожигание и другие методы очистки.

Очистку газообразных выбросов от пыли или тумана на практике осуществляют в различных по конструкции аппаратах, которые можно разделить на четыре основные группы:

1) механические пылеуловители (пылео-тстойные или пылеосадоч­ные камеры, инерционные пыле - и брызгоуловители, циклоны и муль­тициклоны). Аппараты этой группы применяют обычно для предвари­тельной очистки газов;

2) мокрые пылеуловители (полые, насадочные или барботажцые скрубберы, пенные аппараты, трубы Вентури и др.). Эти устройства более эффективны, чем сухие пылеуловители;

3) фильтры (волокнистые, ячейковые, с насыпными слоями зерни­стого материала, масляные и др.). Наиболее распространены рукавные фильтры;

4) электрофильтры — аппараты тонкой очистки газов—улавлива­ют частицы размером от 0,01 мкм. Эффективность электрофильтра мо­жет достигать 99,9%.

Обычно необходимая степень очистки может быть обеспечена лишь комбинированной установкой, включающей несколько аппаратов одно­го или разных типов.

Принцип работы и конструктивные особенности уловителей пыли рассмотрены в гл. XIII.

Аппараты для очистки выбросов от газов и паров по принципу дей­ствия резко отличаются от обеспыливающих установок. Метод обра­ботки воздуха выбирают в зависимости от физических и химических свойств вредных газов, их концентрации. Эти методы основаны на трех основных принципах: дожигании, абсорбции и адсорбции. Существуют также методы конденсационный и электрический.

Метод сжигания (дожигания) примесей применяют в тех случаях, когда их возвращение в производство невозможно или нецелесообразно.

Термическое дожигание применяют главным образом при высокой концентрации примесей (превышающей пределы воспламенения) и зна­чительном содержании в газах кислорода. Температура горения 800—г 1100° С.

В последнее время получило развитие каталитическое дожигание. При этом методе обработки воздуха температура окисления не превы­шает 250—300° С. Каталитическая очистка в 2—3 раза дешевле высо­котемпературного дожигания при более высокой эффективности про­цесса. Схема установки для каталитической очистки приведена на рис. XXIV. 1. Наличие теплообменника снижает расход энергии и обе­спечивает непрерывность процесса. Каталитическое дожигание целе­сообразно использовать при низких концентрациях вредных веществ, близких к пределу воспламенения. Присутствие катализатора обеспе­чивает экзотермическое окисление органических соединений при более низкой температуре, чем температура самовоспламенения.

В качестве катализаторов используют металлы или металлические соединения (платину и металлы того же ряда, окись меди и др.). Так как каталитическое горение является поверхностным, для его осуще­ствления достаточно незначительного количества катализатора, распо­ложенного так, чтобы обеспечивалась максимальная поверхность кон­такта. Например, тонкий слой платины, нанесенный на ленту хромиро­ванного никеля или на фарфоровые пластинки. Эффективность реакции возрастает с повышением температуры. Для каждой реакции характер­на определенная температура, называемая температурой начала реак­ции, ниже которой катализатор становится неактивным. Верхним пре­делом является температура, при которой катализатор разрушается.

Каталитические способы окисления примесей широко применяют в лакокрасочном производстве, при эмалировке, прокаливании литей­ных стержней, в типографском производстве, в химическом і производ­стве, на нефтеперерабатывающих заводах, для нейтрализации окислов азота и т. д.

Абсорбционный метод очистки газообразных выбросов основан на поглощении жидкими реагентами токсичных газов и паров из их сме­сей с воздухом. Эффективность данного метода колеблется в широких пределах в зависимости от вида поглощаемого вещества и поглотитель­ного раствора. В качестве абсорбента чаще всего используют воду. Имеются нереагирующие растворители, которые растворяют газы без химических реакций, и реагирующие, т. е. удаляющие вредные газы путем химической реакции с ними и нейтрализации их. В качестве аппа­ратов могут использоваться скрубберы, трубы Вентури, циклонные про - мыватели, оросительные камеры. Схема абсорбционной установки в виде оросительной камеры с насадкой показана на рис. XXIV.2.

Адсорбционный метод основан на поглощении вредных газов и па­ров с помощью твердых сорбентов (активированных углей, силикагелей, цеолитов и др.). Наиболее часто этот метод применяется для улав-

1 — уловитель крупных отходов; 2 — рекупе­ратор тепла; 3 — реактор; 4 — выброс в атмос­феру; 5 — вентилятор; 6 — теплообменник; 7 — воздуховод

Ливания и возвращения в производство паров органических раствори­телей (рекуперация).

Здесь используются физические свойства некоторых пористых твердых тел с ультрамикроскопической структурой, которая делает их способными выборочно извлекать газы из воздушной смеси и удержи­вать их на своей поверхности. Наиболее распространенный адсорбер — активированный уголь.

Этот метод очистки воздуха широко применяется для уничтожения запахов, выделяемых предприятиями пищевой промышленности, ко­жевенными и текстильными фабриками или же установками по пере­работке природного газа, а также при производстве пестицидов, клея­щих веществ, удобрений, фармацевтических продуктов и т. п. При чистом сорбенте эффективность очистки достигает 98%, при загрязнен­ном снижается до 90%.

Несмотря на все принимаемые меры, не всегда удается полностью очистить выбросы. Поэтому возникает необходимость отделять про­мышленные предприятия от жилой застройки санитарно-защитными зонами и проводить расчеты рассеивания вредных веществ в атмо­сфере.