Угарный газ

Окись углерода, или угарный газ. Основная причина его образования – недостаток кислорода в зоне горения. Входит в состав выхлопных, пороховых, взрывных газов, образуется при пожарах, особенно в замкнутых пространствах (помещениях). 

Угарный газ бесцветен и не имеет запаха, поэтому отравление угарным газом чаще всего происходит незаметно.

Механизм воздействия угарного газа на человека состоит в том, что он, попадая в кровь, связывает клетки гемоглобина. Тогда гемоглобин теряет способность переносить кислород. И чем дольше человек дышит угарным газом, тем меньше в его крови остаётся работоспособного гемоглобина, и тем меньше кислорода получает организм.

Содержание в газах окиси углерода в лабораторных условиях определяют при помощи газоанализаторов.

Большое применение для анализа газа с малым содержанием СО находит прибор марки ТГ-5. Этот газоанализатор состоит из двух частей: очистительной и аналитической.

В очистительной части газ очищается от посторонних примесей.

В аналитической части в специальной колонке окись углерода сжигается на раскаленной платиновой спирали. Далее определяют химическим путем количество образовавшегося при сгорании СО углекислого газа и по этому количеству рассчитывают содержание в исходной пробе окиси углерода. Чувствительность газоанализатора - от 0,0014 мг до 0,0028 мг. Работа с прибором требует определенного навыка и квалификации лаборанта.

В случае концентрации в газовой смеси окиси углерода в количествах, составляющих проценты по объему, для определения содержания в ней СО ГОСТ 5439-56 предусмотрен прибор модели ВТИ-2. Анализ при помощи этого прибора позволяет кроме окиси углерода определить раздельные концентрации в смеси газов кислорода, азота, метана, суммарные концентрации углекислого газа, сернистого газа, сероводорода и других кислотных газов, а также непредельных углеводородов, водорода в сумме с предельными углеводородами.

Принцип действия прибора основан на избирательном поглощении жидкими веществами отдельных компонентов газов. Определенный объем газа прокачивается через жидкий поглотитель. Отдельный компонент его поглощается. По изменению объема газа судят о содержании в смеси этого компонента.

 

Определение концентрации окиси углерода в индикаторной трубке

Концентрацию окиси углерода в воздухе рабочего места определяют с помощью индикаторной трубки, заполненной индикаторным порошком, маркированным «Окись углерода», с фильтрующим патроном, предназначенным для улавливания сопутствующих веществ.

При просасывании исследуемого воздуха, содержащего окись углерода, через индикаторную трубку на столбике индикаторного порошка со стороны входа воздуха появляется подвижное кольцо коричневого цвета.

Концентрацию окиси углерода находят по шкале на крышке малой коробки, на которой указан объем пропущенного воздуха — 60 или 220 мл.

 Для этого индикаторную трубку кладут на шкалу так, чтобы граница индикаторного порошка со стороны входа воздуха совпала с нулевым делением шкалы. Цифра, совпадающая с границей окрашенного в коричневый цвет кольца индикаторного порошка, укажет концентрацию окиси углерода в миллиграммах на 1 м³ воздуха.

Дымовые газы

Дымовые газы – раскаленные летучие продукты сгорания топлива, состоящие из горячих газов, содержащих окислы углерода, азота, водяной пар и несгоревшие (непрореагировавшие частички топлива – сажа, копоть и др.)

При наличии в топливнике закрытой топки вторичного дожига,содержание летучих соединений и содержание СО2 в горячих газах резко уменьшается.

Дымовые газы используют на предприятиях для утилизации тепла и экономии энергии и затрат. Обычно дымовые газы используют для нагрева воды в теплообменниках и образования пара. Например, в контактном теплообменнике в вертикальном противотоке движутся дымовые газы и распыленная оборотная вода, т. е. дымовые газы и вода напрямую контактируют друг с другом.

Очистка дымовых газов от золы

При проектировании новых и реконструкции действующих котельных установок должны быть предусмотрены мероприятия, обеспечивающие очистку дымовых газов от золы с тем, чтобы концентрация ее в приземном слое атмосферного воздуха не превышала заданной величины.

При повышенном требовании к очистке выбросов в атмосферу в качестве золоуловителей применяются: электрофильтры - со степенью очистки газов 96%;  мокрые золоуловители типа скруббера с трубой Вентури - со степенью очистки газов до 97-98%. 

Очистка от соединений серы

Снизить выбросы соединений серы можно двумя путями: очисткой от соединений серы продуктов сгорания топлива или удалением серы из топлива до его сжигания.

К числу достоинств первого способа следует отнести его значительную эффективность (удаление до 90-95% серы) и универсальность его применения для топлив всех видов, к числу недостатков - высокие капитальные вложения и эксплуатационные расходы. Наиболее перспективными в промышленном отношении являются известковый, аммиачно-циклический и магнезитовый метод. После обработки по известковому методу образуется шлам, состоящий из сульфита кальция, летучей золы и не прореагировавших компонентов.

После обезвоживания шлам удаляется в отвал. Степень улавливания серы до 90%. Отсутствие выхода товарной продукции и большое количество шлама - основной недостаток указанного способа, препятствующий даже применению его на ТЭЦ.

Значительные перспективы имеет двухцикличный щелочной способ очистки газов от окислов серы. В основе этого метода лежит скрубберный процесс очистки дымовых газов осветленным слабым раствором солей натрия или аммиака с последующей обработкой известью или известняком. В результате образуется шлам, содержащий CaSО₃, идущий в отвал, и щелочной раствор, который используется для скрубберного процесса. Эффективность процесса составляет до 90-95%. Преимуществами способа являются умеренная стоимость, минимальная коррозия оборудования, недостатком - удаление большого количества шлама.

При магнезитовом методе (используется МО - магнезий) при поглощении SO₂ образуется сульфит магния MgSО₃, который после обжига образует исходные продукты: МgО, который снова используется в процессе очистки, и SО₂, который может быть переработан в твердую серную кислоту. Использование конечных продуктов является главном преимуществом данного метода.

Промышленные газы.

Очистку газов производят с целью дальнейшего использования самого газа или содержащихся в нём примесей; выбрасываемые в атмосферу промышленные газы очищают с целью охраны воздушного пространства от загрязнений вредными веществами. 

Отходящие промышленные газы содержат примеси в виде твёрдых частиц, капелек жидкости, а также вредные газообразные продукты.

 Система очистки газов предназначена для выделения из промышленных газов содержащихся в них примесей.

Отходящие промышленные газы содержат примеси в виде твердых частиц, капелек жидкости, а также вредные газообразные продукты. Твердые примеси находятся в промышленных газах в виде пыли и дыма, жидкие - в виде брызг или туманов. Газообразные вредные примеси в промышленных газах образуются в ходе производства самих газов.

Существует три принципиально различных способа очистки:

• механический;

• электрический;

• физико-химический.

Для улавливания твердых и газообразных примесей применяют механический и электрический способы очистки, а газообразные продукты улавливают физико-химическими способами.

Очистку газов механическим способом производят:

• осаждением частиц примесей под действием силы тяжести или центробежной силы;

• фильтрацией сквозь волокнистые и пористые материалы;

• промывкой газа водой или другими жидкостями.

Электрическая очистка газов основана на воздействии сил неоднородного электрического поля высокого напряжения.

К физико-химическим методам очистки газов относятся:

• абсорбция (промывка газов растворителями);

• адсорбция (поглощение примесей твёрдыми активными веществами);

• физическое разделение;

• каталитическое превращение примесей в безвредные соединения.

Твёрдые примеси в промышленных газах мелко раздроблены и находятся в виде пыли или дыма.

Жидкие примеси присутствуют в промышленных газах в виде брызг или туманов, т. е. взвеси в газе весьма мелких капелек (обычно меньше 1 мкм и до тысячных долей мкм), которые образовались в результате конденсации веществ, находившихся в газообразном состоянии. Характерным примером промышленных газов с примесью капелек жидкости являются газы сернокислотного производства, содержащие брызги и туман серной кислоты; улавливание её из этих газов составляет необходимую стадию технологического процесса, а выброс в атмосферу влечёт за собой гибель растительности в окружающей местности. Генераторный и коксовый газы содержат капельки смолы и масел; извлечение их позволяет получать ценные продукты и является необходимой подготовительной стадией перед дальнейшим использованием газа.

  Газообразные примеси (обычно вредные или нежелательные) в промышленных газах образуются, как правило, в ходе производства этих газов. Так, например, генераторный и коксовый газы содержат сероводород, сероуглерод и др. органических соединения серы(тиофен, меркаптаны и пр.), которая всегда присутствует в исходном сырье — каменном угле. Газы металлургических печей и продуктыгорения топлива — дымовые газы почти всегда содержат в том или ином количестве сернистый ангидрид.

Газоанализаторы - приборы, дающие возможность контролировать состав газовой смеси. Для анализа воздушной среды производственных помещений наибольший интерес представляют автоматические приборы, непрерывно регистрирующие концентрации· анализируемого компонента в течение определенного времени. Приборы должны быть снабжены сигнальным устройством.

Принципы действия газоанализаторов различны. В настоящее время широкое распространение для определения различных примесей в воздухе нашли оптические газоанализаторы, действие которых основано на избирательном поглощении газами лучистой энергии в инфракрасной, ультрафиолетовой или видимой областях спектра.

Большое распространение для определения вредных веществ в воздухе промышленных предприятий нашли фотометрические газоанализаторы, основанные на поглощении лучистой энергии в видимой области спектра растворами или индикаторными лентами, изменяющими свою окраску при взаимодействии с анализируемым компонентом воздуха. Эти приборы отличаются высокой чувствительностью и избирательностью. Кроме того, они универсальны по конструкции, так как один и тот же прибор может быть применен для определения нескольких токсичных веществ.

Существует два вида фотометрических газоанализаторов - жидкостные и ленточные. В первых измеряют концентрации анализируемого компонента воздуха по светопоглощению раствора; принцип действия вторых основан на фотометрировании окраски индикаторной ленты, предварительно обработанной или смоченной раствором, вступающим в реакцию с анализируемым компонентом воздуха. Ленточные газоанализаторы чувствительнее жидкостных.

Представляют интерес ленточные газоанализаторы, работа которых основана на линейно-колористическом методе. На участок бумажной ленты наносят раствор реактива. При взаимодействии исследуемого воздуха с реактивом на поверхности индикаторной ленты появляется окрашенная линия, длина которой пропорциональна концентрации анализируемого компонента.