3.Технічні засоби і технології очистки викидів.

Очищення пилогазових викидів є основним заходом щодо захисту і відновленню повітряного басейну. Існують різні методи очищення викидів від твердих, рідких і газоподібних домішок. Для очищення газів від твердих і рідких часток застосовують технології сухого інерційного очищення газів, мокрого очищення газів, фільтрації, електростатичного осадження.

Для очищення газів від газо- і пароподібних компонентів застосовують методи абсорбції, адсорбції, термічне і термокаталітичне очищення, біохімічні реактори.

Газоочисні установки, як правило, не дають прямого прибутку. Можливість використовувати продукт, що уловлюється, покриває тільки незначну частину витрат. Тому в числі техніко-економічних показників варто враховувати збиток від можливого забруднення атмосферного повітря у випадку відсутності очищення, що створює передумови встановлення рентабельності й очікуваного прибутку від упровадження систем і апаратів очищення викидів.

Техніко-економічна оцінка проводиться шляхом порівняння показників впроваджуваного об’єкта пилогазоочищення з кращими діючими аналогами.

Оцінка ефективності систем пилогазоочищення проводиться з використанням наступних показників:

-ступінь або ефективність очищення газів — це відношення кількості уловленого забруднюючої речовини до кількості, що надходить в апарат.

-коефіцієнт проскакування — відношення кількості забруднюючої речовини, що виходить з викидами з апарата пилогазоочистки, до кількості, що поступили в нього.

Ступінь (ефективність) очищення і коефіцієнт проскакування виражаються в частках одиниці або в %.

Ефективність уловлювання часток пилу (ступінь очищення) залежить від її дисперсної сполуки. У першу чергу уловлюються великі частки пилу. Ефективність пиловловлюючого устаткування характеризується досяганням фракційним або парціальним ступенем очищення.

Фракційний ступінь очищення — відношення кількості пилу даної фракції, уловленої в апараті, до кількості вхідного пилу тієї ж фракції.

Парціальний ступінь очищення — відношення кількості часток даного розміру, уловлених в апараті, до кількості часток даного розміру на вході в апарат.

Найширше в практиці застосовуються апарати сухого інерційного очищення газів. Принцип дії цих апаратів складається в осадженні пилу в результаті зміни напрямку і швидкості руху газового потоку, що очищається, і терті часток пилу об стінки і поперечні перешкоди. Ці апарати відрізняються простотою конструкції і виготовлення.

Найпростішими установками для уловлювання крупнодисперсного пилу, що працюють за принципом гравітаційного осадження, є пилеосадні камери. Вони використовуються як перший ступінь очищення газів для уловлювання найбільших часток (30—100 мкм), дозволяють уникнути осадження пилу в газоходах і знижують навантаження на наступні ступіні очищення.

Ступінь очищення залежить від часу перебування часток у камері. Частки, що рухаються в газовому потоці, опускаються під дією сили ваги на дно бункера. Швидкість газового потоку в пилеосадній камері не повинна викликати віднесення осілих часток пилу. У залежності від щільності, форми і розміру часток вона складає 1,7—7,0 м/с.

До числа сухих інерційних пиловловлювачів відносяться жалюзійні, вентиляторні і радіальні пиловловлювачі. Вони ефективно уловлюють частки розміром від 20—30 мкм. Більш тонке очищення від пилу забезпечується за допомогою циклонів. Циклон — один із широко розповсюджених пиловловлюючих апаратів, призначений для уловлювання часток розміром 5—20 мкм і більш.

До високоефективних типів апаратів сухого очищення газів відносяться фільтри.

В основі роботи фільтрів усіх видів лежить фільтрація запиленого повітря через пористу перегородку, у процесі якої частки пилу, зважені в газі, затримуються перегородкою, а газ безперешкодно проходить через неї.Пористі перегородки можуть являти собою тканини, папір, волокнисті матеріали, кераміку, металеві сітки, зернисті шари.Швидкість процесу фільтрування визначається перепадом тиску на пористій перегородці. В міру нагромадження на фільтрі часток пилу швидкість проходження газу поступово знижується. Перегородку необхідно періодично піддавати регенерації шляхом звільнення від уловленого пилу. Це істотно ускладнює експлуатацію фільтрів.

Волокнисті фільтри призначені для очищення від пилу слабозапилених потоків повітря з концентрацією пилу не більш 5 мг/м3. Вони являють собою пористі перегородки, складені з безладно розташованих рівномірно розподілених по перетині волокон.

У волокнистих фільтрах використовуються як природні, так і спеціально виготовлені волокна товщиною від 0,01 до 100 мкм (відходи текстильного виробництва, жужільна вата, скловолокно й ін.). Ступінь очищення при уловлюванні мєлкодисперсного пилу може досягати 99%. Швидкість фільтрації, що рекомендується – 0,01 – 0,1 м/с.

Електрофільтри призначені для очищення промислових газів від твердих часток, що виділяються при різних технологічних процесах. Ці апарати незамінні при очищенні викидів цементних, вапняних, гіпсових і інших виробництв, де утримуються пилоподібні частки, що піддаються схоплюванню при контактах з вологою. Уловлений в електрофільтрах пил є коштовним готовим продуктом або вторинною мінеральною сировиною.

До переваг електрофільтрів відноситься високий ступінь очищення, що досягає 99%, можливість уловлювання часток широкого діапазону розмірів, стабільна робота при високій запиленості і температурі газу, висока продуктивність і можливість повної автоматизації процесу очищення. До недоліків електрофільтрів варто віднести високу чутливість до параметрів газу, що очищається, (температура, вологість, електричний опір), неможливість використання для очищення вибухо- і пожежонебезпечних сумішей, відносно високу вартість апарата і підвищені вимоги до техніки безпеки при експлуатації.

Установка для електростатичного очищення викидів складається з електрофільтру, агрегатів харчування, системи транспортування уловленого пилу.

У залежності від конструкції електрофільтра швидкість проходження газів, що очищаються, коливається в межах 0,8 – 1,7 м/с.

Мокре очищення викидів є одним з найбільш ефективних і широко розповсюджених методів пилегазовловлення. При мокрому очищенні досягається високий ступінь витягу твердих, рідких і газоподібних домішок.

Основою процесу мокрого очищення є осадження часток пилу на краплях або на шарі рідини. Як рідина найчастіше використовується вода. Апарати мокрої газоочистки відрізняються простотою конструкції й експлуатації, та невисокою вартістю. У них можна очищати викиди будь-якої вологості, а також пожежо- і вибухонебезпечні суміші.

До недоліків мокрого способу пило-газоочистки варто віднести: утворення стічних вод і шламу, що вимагають подальшої обробки; корозію устаткування при впливі агресивних зволожених газів і рідини; відносно високі питомі витрати електроенергії.

Найпростішим апаратом мокрого очищення викидів є форсунковий скрубер. Він призначений для уловлювання часток розміром більш 10—15 мкм, а також для охолодження і зволоження викидів, що очищаються.

У механічному скрубері розпилення рідини провадиться за допомогою обертового диска. У скрубері Вентури розпилення рідини відбувається за рахунок турбулентного руху потоку газу, що очищається, через конфузор труби Вентури. Проходячи далі через інерційний краплеуловлювач, потік газу звільняється від крапель рідини, що утримують частки пилу, звідкіля рідина виділяється через гідрозатвор.

Розмір часток, що уловлюються в скрубері Вентури, — від 0,2 мкм і вище. При цьому ступінь очищення може досягати 96—99%. Швидкість газу в горловині труби Вентури досягає 100—180 м/с, питома витрата рідини, що зрошує – 0,5 – 1,5 л/м3.

Принцип дії і конструкція відцентрового скрубера аналогічні циклонові. Під впливом відцентрових сил, що виникають при обертанні газового потоку в апараті, частки пилу відкидаються на спіраль скрубера, відкіля змиваються рідиною, що подається через сопла, розташовані по окружності у верхній частині корпуса.

Швидкість газу в циліндричному перетині корпуса досягає 4—5 м/с; ступінь очищення досить високий і залежить від розміру і щільності частки пилу, а також діаметра відцентрового скрубера.

Методи очищення промислових викидів від газо- і пароподібних домішок по характері протікання фізико-хімічних процесів підрозділяється на наступні групи:

-промивання викидів розчинних домішок (адсорбція);

-промивання викидів розчинами реагентів, що зв’язують домішки хімічно (хемосорбція);

-поглинання газоподібних домішок твердими активними речовинами (адсорбція);

-термічна нейтралізація шкідливих домішок газів, що відходять, (процеси спалювання);

-каталітичне очищення газів;

-біохімічне очищення газів.