Выбор и обоснование метода, способа и аппарата очистки и обезвреживания выбросов

Адсорбционный метод целесообразно применять для очистки выбросов, загрязненных парами органических веществ. Метод является наиболее эффективным при очистке выбросов, содержащих однотипные ЗВ с концентрацией не менее 1,0-1,5 , плохо растворимые в воде. При меньших значениях концентраций ЗВ и сложном (разнообразном) их составе реализация метода существенно затрудняется вследствие высоких затрат на обслуживание адсорбционной установки и необходимости решать вопросы обращения с образующимися отходами. При очистке же относительно концентрированных выбросов, загрязненных малорастворимыми в воде ЗВ, метод позволяет достигнуть реального экономического эффекта за счет рекуперации уловленных ЗВ; в таком варианте использования метод применяют и для очистки выбросов от газообразных ЗВ ( и др.).

Метод реализуется в промышленности с применением адсорберов с неподвижным слоем адсорбента. Для санитарной очистки выбросов в качестве адсорбента используют обычно активные угли марок АР, АГ, СКТ и др. Активные угли, в зависимости от вида сырья и технологии производства, характеризуются различными параметрами пространственной структуры. Для очистки выбросов, концентрация ЗВ в которых выше 0.5 - 1.0 , целесообразно применять угли с преобладанием в структуре переходных пор; для более низких концентраций ЗВ рекомендуется применять микропористые адсорбенты.

При выборе конструкции адсорбера следует учитывать, что производительность единичного адсорбера вертикального типа составляет около 10 000 м³/ч; в этом отношении кольцевые адсорберы являются более высокопроизводительными: производительность единичного адсорбера составляет около 40 000 м³/ч. Значение линейной скорости в свободном сечении адсорбера любой конструкции с неподвижным слоем адсорбента составляет 0.20 - 0.35 м/с.

Абсорбционный метод целесообразно применять при очистке выбросов от парогазообразных ЗВ кислого или щелочного характера: диоксида серы, диоксида азота, сероводорода, диоксида хлора, хлора, хлорида водорода, фторида водорода, аммиака, паров азотной кислоты, едкого натра, тумана серной кислоты и др. В качестве абсорбента применяют водно-щелочные и водно-кислотные растворы; при выборе абсорбента следует отдавать предпочтение технологическим растворам, использование которых дает возможность возвратить уловленные ЗВ в производственный цикл вместе с технологическим раствором. При использовании в качестве абсорбентов сточных и оборотных вод целесообразно использовать такие воды, которые бы содержали в качестве активного компонента вещества способные, при взаимодействии с растворенным ЗВ, образовывать трудно-растворимые (шлам) или летучие соединения, легко выводимые из системы газоочистки; основные требования: к шламу - отношение к 4-му классу опасности, высокая водоотдающая способность и возможность утилизации; к летучим ЗВ - реальная возможность использования в данном производстве или каком-либо другом.

Примером такого способа является известняковый(известковый) способ очистки газов от диоксида серы; представляется возможным применение способа и для очистки выбросов от сероводорода.

Труднорастворимое соединение легко выводится из системы; однако при этом необходимо решать вопрос его полезного использования (утилизации) или размещения. Реализация такого способа во многом определяется технологией утилизации осадка, спросом и ценой на продукт его утилизации.

Для санитарной очистки выбросов не исключается в применение специальных абсорбентов (например, моноэтаноламина для извлечения из выбросов сероводорода). Однако реализация такого варианта требует значительных затрат, обусловленных необходимостью приобретения и доставки активного компонента абсорбента. Снижение затрат на абсорбент достигают путем его регенерации; при этом, однако, возрастают капитальные и эксплуатационныезатраты. Кроме того, в виду малых концентраций ЗВ в выбросах, возникают вопросы дальнейшего обращения с ними (в выбросах после регенерационного аппарата). Типовая блок-схема абсорбционного метода очистка выбросов, учитывающая первые два варианта его реализации, приведена на рис. 3.

 

Рис. 3. Блок-схема очистки выбросов абсорбционным методом

1 - блок подготовки газов, 2 - абсорбер, 3 - блок обработки отработанного активного материала, 4 - сборник.

 

Подготовка газов предполагает извлечение из газов взвешенных веществ, регулирование температуры газового потока и его влажности.

В блоке 3 осуществляется обработка активного материала с целью его регенерации повторного использования в цикле очистки.

При выборе конструкции абсорбера рекомендуется учитывать следующие параметры: удельный расход абсорбента (1о), число единиц переноса (Nor), фиктивную линейную скорость (w) потока парогазовой смеси (ПГС), возможность протекания химической реакции в абсорбенте, лимитирующее сопротивление процессу массоотдачи, степень рециркуляции абсорбента.

Сравнительно высокие значения 1о (> 5 ) характерны для насадочных абсорберов и абсорберовсо взвешенным слоем насадки (ВН); при меньших значениях lo работают скрубберы Вентури н барботажные абсорберы (тарельчатые). Высокие значения Nor (>2,3) достигаются в насадочных, барботажных абсорберах и абсорберах ВН. К наиболее высокопроизводительным абсорберам относятся скрубберыВентури и абсорбер ВН (производительность единичного абсорбера может достигать до 100000 м³/ч и выше). Рециркуляция абсорбента применяется только при извлечении из выбросов хорошо растворимых ЗВ или при наличии химической реакции в абсорбенте.

 

Таблица 2. Сравнительная характеристика абсорбционных аппаратов

Вид аппарата  Константа Фазового распределения    Число единиц переноса Удельный расход жидкости, Мин. скорость в свободном сечении аппарата, м/сПроизвод-ть,

Насадочный	любое	6-8	5-15	0.5-1.5	до 30
Барботажный	любое	до 8	0.5-3	0.9-2.5	30-60
С взвешенной насадкой	<1	до 5-6	5-15	2.5-4	до 100
Распыливающий	<<1	до 2-3	0.5-1.5	60-90 (в горловине)	>100
Струйный газопромыватель	<<1	до 2-3	1-2	25-30 (в горловине)	>100
Полый скруббер	<<1	до 2-3	до 10	до 1.5	30-60

 

На основе представленных материалов и исходных характеристик очищаемого газа выбираю абсорбционный метод очистки газа с абсорбером со взвешенной насадкой. Абсорбент - .

Абсорбер ВН обеспечивает достаточную эффективность очистки выбросов от диоксида серы. Его выбор также обуславливается большим объемом выбросов от ТЭЦ.

 

Абсорбционный аппарат

 

Абсорберы с подвижной насадкой относятся к высокоинтенсивным и перспективным аппаратам. Абсорбер с подвижной насадкой представляет собой колонну, разделенную по высоте рядом опорных решеток, на которые насыпан слой насадки. В качестве такого слоя обычно используют полые или сплошные шары из полиэтилена, полипропилена и других пластических масс.

Газовый поток, проходя через отверстия в решетках, воздействует на насадку, орошаемую поглотительным раствором, поддерживая ее во взвешенном состоянии. Возможное перемещение насадки по высоте аппарата определяется расстоянием между опорной и ограничительной решетками. Если корпус аппарата разбит на ряд секций, опорная решетка вышерасположенной секции является ограничительной для нижерасположенной.

Живое сечение опорной решетки 0,35-0,45, а ограничительных (конечной или промежуточных) 0,8-0,9 от площади сечения корпуса аппарата в месте установки этих решеток. Высота слоя насадки в неподвижном состоянии составляет 0,2-0,3 м, а расстояние между решетками 1,0-1,5 м. Допускается скорость газового потока в поперечном сечении корпуса аппарата 2,5-5,0 м/с при плотности орошения 25-100 м/ч.

Абсорберы с подвижной насадкой применяются тогда, когда обе или одна из фаз загрязнены твердыми нерастворимыми веществами. Из-за интенсивного движения насадки она, как и отверстия в решетках, не забивается этими веществами. Абсорберы отличаются устойчивой работой в широком диапазоне изменения нагрузок по газу и жидкости.

Недостатками абсорберов являются сравнительно высокое гидравлическое сопротивление, брызгоунос и износ насадки в процессе работы.