Вопрос 60

Очистка выбросов автотранспортных средств и конструкции устройств очистки.

Ответ:

По способу обезвреживания методы очистки выбросов автотранспортных средств на каталитические, термические и жидкостные. Все они применяются как дополнительное оборудование.

Особенностями каталитической нейтрализации у дизелей является необходимость их регенерации, поскольку сажа забивает активную поверхность катализатора, а выделяющийся серный ангидрид, взаимодействуя с носителем оксида алюминия А1₂О₃, образует сульфат алюминия А1₂ (SО₄)₃, который также забивает поры, тем самым снижает эффективность. Метод каталитической нейтрализации довольно прост, и поэтому получил широкое распространение. Пригодность данного метода для любого вида транспорта делает его одним из популярных методов нейтрализации в мировой практике.

Термический нейтрализатор представляет собой теплоизолированный объем со специальной организацией течения отходящих газов, устанавливаемый в выпускной системе двигателя и осуществляющей термическое доокисление токсичных компонентов за счет собственного тепла отходящих газов. Термическая нейтрализация не зависит от вида сжигаемого топлива, наличия присадок и позволяет использовать в двигателях этилированный бензин. Повысить температуру отработавших газов в нейтрализаторе можно, уменьшив теплопотери применением проставок - экранов, теплоизоляцией корпуса нейтрализатора, использованием тепла реакции окисления, а также кратковременным уменьшением угла опережения зажигания. Для двигателей, работающих на обогащенных смесях, дополнительный воздух перед подачей его в реакционную камеру нейтрализатора необходимо подогревать. Воздух, идущий на дополнительное окисление предварительно нагревают горячими стенками двигателя.

Жидкостная нейтрализация получила широкое применение, как простой физико-химический способ воздействия на отбросные газы дизелей. Процесс включает следующие стадии: улавливание мелкодисперсный частиц, адсорбцию, конденсацию и фильтрацию. Через слой жидкости пропускают отработавший газ, а газы охлаждаются до 40 - 80 0С. Водорастворимые компоненты очищаемых газов - альдегиды, оксиды серы, оксиды азота при этом нейтрализуются, сажевые и другие дисперсные частицы улавливаются жидкостью, ослабляется интенсивность запаха выхлопов. Оксиды углерода и оксиды азота не обезвреживаются. Для повышения эффективности применяют растворы Na2SO3, Na2CO3 и гидрохинона. При таких условиях легко улавливается даже бензпирен.

По своей конструкции нейтрализатор довольно прост и представляет собой заключенное в стальной корпус мелкоячеистое сито, состоящее из тонких керамических пластинок (в более современных разработках – из металлической сетки), покрытых тонким слоем оксида металла, например Al ₂O₃, на который наносят катализатор – платину, палладий или родий, благодаря которым и идет химическая реакция доокисления.

Вопрос 61

Абсорбционный метод очистки газов. Типы и устройство абсорберов.

Ответ:

Суть абсорбции заключается в поглощении удаляемых компонентов жидкостью. В зависимости от особенностей взаимодействия поглотителей и извлекаемого из газовой смеси компонента абсорбционные методы делятся на физическую и химическую абсорбцию. Для физической абсорбции применяют поглотители: воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемыми газами. При химической абсорбции извлекаемые компоненты вступают в химическую реакцию с хемосорбентами, в качестве которых используют растворы минеральных и органических веществ, суспензии и органические жидкости.

Адсорбционные методы используют для очистки газов с невысоким содержанием газообразных и парообразных примесей. В отличие от абсорбционных методов они позволяют проводить очистку газов при повышенных температурах.

Различают физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию).

По способу образования поверхности соприкосновения фаз различают три типа абсорберов: поверхностные, барботажные и распыливающие.

Наибольшее распространение получили насадочные абсорберы . Насадочный абсор­бер представляет собой колонну, заполненную специальными твер­дыми телами – насадкой. Насадка должна обладать развитой по­верхностью и оказывать малое гидравлическое сопротивление потоку газа. Наиболее известным типом насадок являются Кольца Рашига. Распро­странена также хордовая насадка – многослойная решетка из досок, поставленных на ребро, причем слои повернуты относительно друг друга на определенный угол. Преимуществом насадочных колонн является про­стота устройства, особенно важная при работе с агрессивными средами, т. к. в этом случае требуется защита от коррозии только корпуса колонны, а насадка выполняется из химически стойкого материала. К тому же насадочные колонны обладают низким, по сравнению с барботажными колон­нами, гидравлическим сопротивлением.

В барботажных (тарель­чатых) абсорберах поверх­ность соприкосновения фаз создается потоком газа, рас­пределяемого в жидкости в ви­де пузырьков и струй на специ­альных устройствах – тарелках. Такое движение газа называет­ся барботажным. В промыш­ленности применяются колпачковые, ситчатые, провальные и другие тарелки.

В распыливающих абсорберах (скрубберах) поверхность соприкосновения фаз создается путем распыления жидкости на мелкие ка­пли в массе газа. Эти абсорберы изготовляются в виде пустотелых аппаратов колонного или башенного типов, в верхней части которых имеются устройства для распыления жидкости, а газ подается снизу. Область применения таких абсорберов ограничена: поглощаемые газы должны иметь хорошую растворимость в применяемых абсорбентах.

Распыление жидкостей производят гидравлическими или пневматическими форсунками, а также центробежными распылителями.