книги / Основы общей экологии. Прикладная экология

−на низкоомные пыли, ρ < 104. В связи с высокой проводимостью частицы пыли быстро разряжаются при осаждении на электроде электрофильтра и плохо удерживаются, что может приводить к их уносу;

−среднеомные пыли, ρ = 104÷1010. Эти пыли хорошо улавливаются в электрофильтрах;

−высокоомные пыли, ρ = 1010÷1013. В связи с низкой проводимость частиц их улавливание пыли в электрофильтрах неэффективно.

6. Электрическая заряженность частиц пыли. Знак за-

ряда частиц пыли зависит от условий их образования, химического состава, а также от свойств веществ, с которыми они могут взаимодействовать. Заряд частиц может изменяться во времени в результате взаимодействия частиц друг с другом

иокружающими веществами.

Электрические свойства пыли определяют устойчивость аэрозольной системы.

Неметаллические частицы заряжаются положительно,

аметаллические – отрицательно. Частицы пыли солей NaCl,

СаС12 имеют положительный заряд, а СaСО3, MgCO3 – отрицательный.

8.Способность частиц пыли к самовозгоранию. Обладая высокой удельной поверхностью, частицы пыли склонны к самовозгоранию и образованию взрывоопасных смесей при взаимодействии с воздухом. Способностью к самовоспламенению обладают пыли сажи, других углеродных материалов,

атакже пыли активных металлов: магния, алюминия, цинка.

Характеристика основных методов очистки от пыли и аэрозолей

Сухие методы очистки от пыли основаны на принципах: − гравитационного осаждения пыли – осаждение частиц пыли под действием силы тяжести. Осаждение пыли осуществляется в пылеосадительных камерах различной конструкции;

111

−осаждения пыли под действием инерционных сил, основанного на значительном различии в плотности частиц пыли и дисперсионной среды (газ). В аппаратах инерционного типа при резком изменении направления потока частицы пыли, двигаясь по инерции, отделяются от газовой фазы;

−осаждения пыли под действием центробежных сил, осуществляемого в циклонах различной конструкции;

−фильтрации и осаждения пыли на фильтрующем материале (волокнистый материал, мелкий гравий, песок и др.);

−осаждения заряженных частиц пыли в электрическом поле постоянного тока. Метод наиболее эффективен для очистки от частиц пыли, характеризующихся средней проводимостью (среднеомные пыли).

Преимущество использования сухих методов очистки: улавливание пыли в сухом виде и возможность ее вторичного использования в технологическом процессе или переработки

сполучением товарных продуктов.

Мокрые методы очистки от пыли основаны на осаждении пыли в результате смачивания пыли жидкостью, чаще всего водой. Мокрая очистка наиболее эффективна для из-

Процесс очистки пылегазовых выбросов может сопровождаться извлечением токсичных газообразных примесей, растворимых в воде, например углекислого газа, сернистого газа и др., что является несомненным достоинством метода.

К недостаткам способа можно отнести образование вторичных отходов – высоковлажных шламов и сточных вод, требующих дополнительной очистки.

Основное оборудование, используемое в промышленной практике для очистки воздуха от пыли, принцип его действия и условия применения представлены в табл. 6.3.

112

115

Продолжение табл. 6.3

117

6.4. Снижение токсичности газовых выбросов

Для извлечения токсичных газообразных примесей из промышленных выбросов и технологических газов применяются следующие методы очистки:

абсорбция – поглощение газа жидким поглотителем (абсорбентом);

адсорбция – поглощение газа твердым пористым поглотителем – адсорбентом;

каталитические методы, основанные на ускорении процессов химической трансформации примесей (окислении, восстановлении) в присутствии твердых пористых катализаторов;

термические методы, основанные на сжигании токсичных газов, обладающих высокой теплотворной способностью.

Рассмотрим более подробно физико-химические основы методов очистки газовых выбросов от токсичных газовых примесей и применение этих методов для очистки газов от диоксида серы, сероводорода, меркаптанов, диоксида и оксида углерода, оксидов азота, галогенсодержащих соединений.

1.Абсорбционные методы очистки газовых выбросов

итехнологических газов

Абсорбционные методы применяют для очистки газовых выбросов при содержании извлекаемого компонента не менее 1 об. %

Абсорбция – процесс поглощения газов жидкостью. В зависимости от природы взаимодействия молекул газа (абсорбата) с жидкостью (абсорбентом) различают физическую и химическую абсорбцию. Поглощение газов при физической абсорбции обусловлено силами межмолекулярного взаимодействия молекул газа с молекулами абсорбента и соответственно, определяется растворимостью газов в жидкостях.

119

При химической абсорбции газов процесс сопровождается химическим взаимодействием молекул газа с жидкостью.

Извлечение абсорбированных газов называется процес-

сом десорбции.

Эффективность физической абсорбции зависит от температуры и давления. Зависимость растворимости газа в жидкости от давления определяется законом Генри:

где Рг – парциальное давление газа в газовой фазе; хж – мольная доля газа в жидкости; Кг – константа Генри.

Закон Генри выполним при невысоких концентрациях (парциальных давлениях) извлекаемого компонента.

Физическая абсорбция и растворение газа в жидкости является обратимым экзотермическим процессом. В соответствии с принципом Ле-Шателье экзотермические процессы эффективнее протекают при низких температурах, т.е. растворимость газа в жидкости уменьшается при повышении температуры, соответственно, при этом будет снижаться величина абсорбции.

Вкачестве абсорбентов в процессе физической абсорбции используют различные растворители: воду, углеводороды (гексан, органические масла, нефтепродукты), одноатомные спирты, полиэтиленгликоли, моно- и диэтаноламины, эфиры (трибутилэфир и др.).

Известно, что неполярные молекулы газов эффективно растворяются в неполярных растворителях (жидкие углево-

дороды (С4Н10 – С10Н22), четыреххлористый углерод СCl4); полярные молекулы газа наиболее полно извлекаются полярными растворителями (водой, спиртами, этаноламинами и др.).

Впрактике очистки газовых выбросов и технологических газов процесс абсорбции обычно проводится при низких температурах и высоких давлениях, а процесс десорбции

120