Газообразные отходы, содержащие токсичные вещества, являются побочным продуктом производственных процессов на предприятиях. В соответствии с санитарными нормами, очистка выбросов в атмосферу регламентирована законодательно. Для очистки газообразных отходов производства (сорбатов) применяются методы абсорбционной и адсорбционной очистки.
Абсорбционная очистка осуществляется путем взаимодействия газов с жидкими сорбентами или водой. На промышленных предприятиях для очистки газообразных выбросов используются специальные аппараты - скрубберы.
Адсорбционная очистка, в свою очередь, производится с помощью твердых сорбентов. Для фильтрации выбросов воздуха применяются активированный уголь, силикагель и цеолиты искусственного происхождения. Очистка методами адсорбции позволяет не только фильтровать газообразные отходы, но и повторно использовать полезные компоненты производства, такие как растворители.
Адсорбция и абсорбция газообразных выбросов происходят на физическом уровне и не вызывают химических реакций между веществами, участвующими в процессе. Физические методы очистки позволяют использовать сорбенты многократно.
Абсорбционная очистка газов проводится путем массообмена между загрязненными газами и жидким сорбентом в специальных аппаратах — скрубберах. Промышленные скрубберы мокрого типа бывают следующих видов:
Полые (форсуночные) скрубберы представляют собой аппараты прямоугольного или круглого сечения, в которых сверху установлены форсунки для подачи жидкого сорбента. Газовая среда поступает в нижнюю часть скруббера и поднимается вверх, в процессе чего сталкивается с мелкими частицами распыляемого сорбента. Направление потока распыления зависит от положения и направленности форсунок. Поток сорбентов может быть направлен параллельно движению газа, под прямым углом или навстречу потоку. Частицы загрязнений обволакиваются жидкостью, становятся тяжелее и осаждаются в нижней части аппарата. Часть осажденных частиц может прилипать к стенкам скруббера и смываться в дренажную систему.
Тарельчатые барботажные или пенные скрубберы осуществляют очистку, подавая очищающую жидкость на провальные или переливные тарелки. Проходя через прорези в тарелках, щелевые или дырчатые, загрязненный воздух вызывает вспенивание жидкого сорбента. Образующаяся пена обволакивает твердые частицы в газе и выводит их в дренажную систему.
Насадочные скрубберы очищают газы, осаживая их на поверхности насадок. Газы проходят через колонну скруббера, заполненную абсорбционными наполнителями небольшого объема и большой удельной поверхности, снизу вверх проходят газы. Жидкостная пленка, покрывающая насадки, вызывает прилипание твердых частиц. В зависимости от химического состава загрязнений подбирается материал и форма насадки и способ укладки — регулярная или нерегулярная. Форма и материал насадок определяются составом загрязнений. Прилипшие частицы смываются водой.
Скруббер Вентури проводит очистку, изменив скорость потока газа в соответствии с законом Бернулли. Конструкция скруббера состоит из двух конусов, соединенных коротким патрубком. При прохождении загрязненного потока через сужение в патрубке происходит увеличение скорости потока. Жидкость, подаваемая форсунками, также ускоряется. Возникающие потоки усиливают захват твердых частиц рабочей жидкостью. После сужения скорость потока уменьшается, и частицы осаждаются в дренажной системе в виде шлама.
Интенсификация сорбционной очистки газов в скрубберах Вентури является эффективным и экономически выгодным методом, который позволяет одновременно очищать газы от загрязнений и снижать их температуру. Это особенно важно в отраслях, где требуется соблюдение строгих экологических норм и минимизация негативного воздействия на окружающую среду.
Очистка газов адсорбционными методами представляет собой извлечение загрязнений с помощью твердых сорбентов. Этот метод наиболее успешно используется при очистке слабо загрязненных газов. В качестве поглотителя могут применяться таблетки, гранулы, крошка, пеллеты.. Данный способ очистки выгоден тем, что его возможно осуществлять при высокой температуре. Кроме того, выделенные газы и вещества допустимо использовать повторно.
Для адсорбции наиболее эффективно используются вещества, обладающие следующими свойствами:
Наиболее часто для очистки применяется активированный уголь. Благодаря высокому проценту КПД, способности к регенерации, уголь получил широкое распространение, особенно для очистки органических соединений. Также в качестве адсорбентов используют природные и синтетические цеолиты, силикагели, алюмогели.
Интенсификация сорбционной очистки газов позволит более эффективно использовать оборудование и материалы. Что позволит сделать эти методы очистки более выгодными:
Это особенно актуально при очистке газов высокой концентрации загрязнений или при работе с труднодоступными или токсичными веществами.
