Очистка газов от газообразных загрязнений.

Все методы очистки газов от газообразных загрязненийделятся на три группы:

1) Абсорбция – это поглощение газа в объёме твёрдого или жидкого поглотителя, чаще всего – жидкости.

2) Адсорбция – это поглощение газа на поверхности твёрдого или жидкого поглотителя.

3) Термические методы.

Абсорбция делится на чистую абсорбцию, хемосорбцию и безотходную очистку.

Чистая абсорбция чаще всего проводится жидкими поглотителями и может осуществляться противоточно, когда газ и жидкость движутся в разных направлениях, и прямоточно, когда газ и жидкость движутся в одном направлении.

Движущей силой процесса является разность концентраций загрязняющего вещества в газе и жидкости.

Скорость переноса поглощаемого газа определяется:

1) Свободной поверхностью абсорбента

2) Движущей силой процесса

3) Коэффициентом «масса переноса»

Площадь абсорбирующей поверхности зависит:

1) От количества орошающей жидкости на единицу объёма газа

2) От размеров капель

3) От конструкции абсорбера

Коэффициент «масса переноса» зависит:

1) От скорости диффузии газовых молекул

2) Толщины переходного слоя на поверхности

3) Разности концентраций загрязняющего вещества в газе и жидкости

4) От температуры и давления в системе

Хемосорбция отличается от чистой абсорбции тем, что после поглощения вредное вещество вступает в химическую реакцию с каким-либо реагентом и переводится в безвредное состояние.

Хемосорбция применяется для очистки газов от:

1) Угарного газа

2) Углекислого газа

3) Оксидов серы

4) Оксидов азота

5) Сероводорода

6) Хлористого водорода

Биохимические методы основаны на способности микроорганизмов разрушать и перерабатывать различные соединения. Эти методы более всего применимы для очистки газов постоянного состава. При изменении состава газа микроорганизмы не успевают приспособиться и эффективность очистки падает. Высокая эффективность газоочистки достигается при условии, что скорость биохимического окисления вредных веществ превышает скорость их поступления с газом.

Различают две группы аппаратов биохимической очистки:

1) Биоскрубберы

2) Биофильтры

Биоскрубберы – это абсорбционные аппараты, в которых газ орошается водным раствором активного ила и вредные вещества разрушаются микроорганизмами присутствующими в активном иле. В биофильтрах очищаемый газ пропускается через фильтрующий слой, который орошается водой для создания необходимой влажности. Фильтрующим слоем служат природные или искусственные материалы, на которые наносится плёнка активного ила.

Адсорбция – это поглощение газов на поверхности твёрдого или жидкого поглотителя, чаще всего используются твёрдые пористые вещества.

Площадь поверхности адсорбента может быть очень велика и для некоторых веществ составляет несколько квадратных метров на грамм вещества. Поглощаемые вещества удерживаются в порах либо химическими силами (это химическая адсорбция) либо силами Ван-дер-Ваальса – это физическая адсорбция.

Газ адсорбируется в несколько стадий:

1) Перенос молекулы газа к поверхности твёрдого тела

2) Проникновение молекулы газа в поры твердого тела

3) Собственно адсорбция, т.е. удержание молекулы газа.

Лимитирующей для процесса является самая медленная из этих трёх стадий.

Движущей силой процесса является градиент концентрации загрязняющего вещества в газе и на поверхности твёрдого тела. С ростом концентрации этого вещества на поверхности, градиент концентрации уменьшается и преобладающим процессом становится равновесный обмен молекулами.

Адсорбция рекомендуется для газа с невысокими концентрациями загрязняющих компонентов. Поглощённые вещества удаляются из спор продувкой инертным газом, паром или термической десорбцией при нагревании.

Достоинствами этого метода являются:

1) Высокая степень очистки

2) Отсутствие жидкостей

а) Газы не охлаждаются

б) Нет необходимости в насосах и энергии на перекачку

Недостатками этого метода являются:

1) Очищаются только сухие и незапылённые газы

2) Скорость движения газа через аппарат очень мала