Au fost dezvoltate și sunt utilizate diferite metode eficiente pentru tratarea apelor uzate și a emisiilor de gaze nocive. Caracteristicile celor mai cunoscute metode de curățare sunt prezentate mai jos.
Stabilirea se bazează pe sedimentarea liberă (plutitoare) a impurităților cu o densitate mai mare (mai mică) a densității apei. Procesul este realizat în capcană de nisip, rezervor de sedimentare și capcană de grăsime. Dispozitivele de colectare a nisipului sunt folosite pentru a curăța apa exactă din particule de metal, nisip și alte impurități mai mari de 0,25 mm. Tancurile de decantare sunt utilizate pentru tratarea apelor reziduale de la particule mecanice cu dimensiuni de până la 0,1 mm și produse petroliere. Un tip special de clarificatoare sunt clarificatoare. Gradul necesar de purificare este determinat de cerințele sanitare sau tehnologice. Durata șederii în rezervoarele de sedimentare este de obicei de 1,5-2 ore. Calcularea rezervoarelor de sedimentare se efectuează pentru un debit dat de apă reziduală și timpul de sedimentare. Aceasta determină lungimea, lățimea și volumul colonizatorului.
Smolootstoyniki. Rășinile sunt conținute în apele de canalizare ale întreprinderilor de rafinare a petrolului și complex petrochimic. Ele sunt împărțite în gros și fin dispersate. Primele sunt izolate prin sedimentare simplă, acestea din urmă prin sedimentare cu coagulare sau filtrare. Două tipuri de filtre sunt utilizate: granule (duze de materiale poroase) și microfiltre. De exemplu, spuma poliuretanică este utilizată ca duza de filtrare pentru îndepărtarea uleiului din apele reziduale din rafinării. care asigură o eficiență de purificare de 97-99% la o viteză de filtrare de până la 0,01 m / s. Duza este ușor de regenerat prin stoarcerea uleiului.
Extracția apei reziduale se bazează pe principiul redistribuirii impurităților apelor reziduale într-un amestec de două lichide insolubile reciproc (ape reziduale și extractant). Una dintre cele mai comune și promițătoare metode de extracție a fenolului din apele reziduale.
Flotația apei uzate este proiectată pentru a intensifica procesul de impurități plutitoare atunci când acestea sunt învelite în bule de aer în apele reziduale. În funcție de metoda de formare a bulelor de aer, se disting următoarele tipuri de flotare: presiune, pneumatică, chimică, vibrațională, biologică, electroflotare. Volumul și aria secțiunii transversale a celulei de flotație se calculează pe baza debitelor de gaz și a apei reziduale.
Neutralizarea apei reziduale (abgazov) este utilizată pentru izolarea acizilor, bazelor, sărurilor metalice pe baza acestora. Neutralizarea acizilor și a sărurilor lor se realizează prin sodiu caustic, potasiu caustic, calcar, marmură, cretă, magnezită, sodă, hidroxid de calciu (var hidratat). Neutralizarea alcalinilor se face prin acizi. În practică, se folosesc trei metode de neutralizare:
· Filtrarea (filtrarea prin duze a materialelor granulare sau granulare cu o valoare corespunzătoare a pH-ului);
· Reactiv de apă (adăugarea de reactiv ca soluție în apa reziduală);
· Semi-uscat (adăugarea de reactivi în apa uzată în stare uscată)
Sorbția este utilizată pentru a trata apele uzate din impurități solubile. Sorbenți - orice materiale fin dispersate: cenușă, turbă, rumeguș, argilă, carbon activat.
Purificarea cu schimb de ioni este folosită pentru desalinizarea și purificarea apelor reziduale provenite din ionii metalici și alte impurități. Purificarea schimbului de ioni se realizează prin filtrarea succesivă a substanței care urmează a fi purificată prin schimbători de cationi (sub formă de hidrogen) și schimbători de anioni (sub formă de hidroxil).
Se utilizează purificarea biologică pentru a separa și purifica apa reziduală din compuși organici dizolvați și se bazează pe capacitatea microorganismelor de a folosi substanțe organice pentru nutriție.
Gazele de curățare umedă de aerosoli pe bază de lichid de spălare a gazului (apă normală) cu suprafața de lichid, eventual, mai avansat în contact cu particulele de aerosol și gaz sub agitare, eventual, mai viguros pentru a fi curățat cu lichid. Această metodă de purificare universală a gazelor de particulele de praf, fum și ceață de toate dimensiunile este cea mai frecventa tehnica etapa de tratament mecanic finală, în special pentru gazul să fie răcit. În dispozitivele de curățare umedă sunt utilizate diverse metode de dezvoltare a suprafeței de contact a unui lichid și a unui gaz.
Turnurile cu duză (scrubere ambalate) se caracterizează prin proiectare și operare simplă, stabilitate în funcționare, rezistență hidraulică scăzută (DP = 300¸800 Pa) și un consum relativ scăzut de energie. Într-un scruber cu umplutură poate curăța gazele din praful inițial la 5-6 g / m 3. Eficiență o etapă de purificare pentru prafuri cu d> 5 microni nu depășește 70-80%. Duza este înfundată rapid cu praf, mai ales cu un conținut inițial ridicat de praf.
Cicloane irigate (epuratoare centrifugale) sunt utilizate pentru curățarea unor volume mari de gaze. Ele au o rezistență hidraulică relativ mică - 400-850 Pa. Pentru particule de 2-5 μm în mărime, rata de purificare este
50%. Centrifugele scruber sunt foarte eficiente datorită vitezei ridicate a gazului; în ramura de admisie w = 18¸20 m / s, iar în secțiunea scruberului wt = 4¸5 m / s.
Dispozitivele cu spumă sunt utilizate pentru a purifica gazul din aerosoli dintr-o compoziție polidispersă. Regimul intensiv de spumare este creat pe rafturile dispozitivului la o viteză liniară de gaz în secțiunea sa completă de 1-4 m / s. Spălătorii cu spumă au o productivitate ridicată a gazului și o rezistență hidraulică relativ scăzută (DP a unui raft de aproximativ 600 Pa). Pentru particulele cu un diametru d> 5 μm, eficiența capturii lor pe un raft al aparatului este de 90-99%; la d <5 мкм h = 75¸90%. Для повышения h устанавливают двух- и трехполочные аппараты.
Venturi scrubber sunt scrubbers de mare intensitate de gaz, dar acestea lucreaza cu un consum ridicat de energie. Viteza gazului în îngustarea țevii (gâtul scruber) este de 100-200 m / s, iar în unele instalații - până la 1200 m / s. La această viteză, gazul care urmează să fie purificat rupe cortina de lichid injectat în jurul perimetrului pipetei în picături minute. Aceasta duce la o coliziune intensă a particulelor de aerosoli cu picături și captarea particulelor sub acțiunea forțelor de inerție. Aparatul de epurare Venturi este un aparat universal de dimensiuni mici, care asigură captarea de ceață cu 99-100%, particule de praf cu d = 0,01¸0,35 microni - cu 50-85% și particule de praf cu d = 0,5-2 microni - cu 97%. Pentru aerosolii cu d = 0,3-10 μm, eficiența capturării este determinată în principal de forțele de inerție.
Curățarea gazului electrostatic servește ca o unealtă universală potrivită pentru toate aerosolii, inclusiv ceață acide și pentru toate dimensiunile particulelor. Metoda se bazează pe ionizarea și încărcarea particulelor de aerosoli atunci când gazul trece printr-un câmp electric de înaltă tensiune creat de electrozi corona. Precipitarea particulelor are loc la electrozi de precipitare la pământ. Prășitoarele electrostatice industriale constau dintr-o serie de plăci sau conducte de împământare prin care trece gazul ce urmează a fi purificat. Electrozii corona de sârmă sunt agățați între electrozii de precipitare, la care se aplică o tensiune de 25-100 kV.
Purificarea gazelor din vapori și impurități gazoase. Gazele din industrie sunt de obicei contaminate cu impurități nocive, prin urmare purificarea este folosită pe scară largă în fabrici și întreprinderi pentru scopuri tehnologice și sanitare (ecologice). Metodele industriale pentru curățarea emisiilor de gaze provenite de la contaminanții toxici din gaz și vapori pot fi împărțiți în trei grupe principale:
1) absorbția de lichide;
2) adsorbția prin absorbanți solizi;
3) curățare catalitică.
La o scară mai mică, se utilizează metode termice de incinerare (sau post-ardere) a contaminanților combustibili, metoda interacțiunii chimice a impurităților cu absorbanți uscați și oxidarea impurităților cu ozon.
Lichidele de absorbție utilizate în industria de extracție a gazelor de dioxid de sulf, hidrogen sulfurat și alți compuși ai sulfului, oxizi de azot, gaze acide (HCl, HF, H2 SO4), dioxid de siliciu și monoxid de carbon, diverși compuși organici (fenol, formaldehidă, solvenți volatili și altele. ). Metodele de absorbție servesc la curățarea tehnologică și sanitară a gazelor. Ele se bazează pe solubilitate selectivă a gazului și a impurităților vaporoase în (absorbție fizică) lichid sau la o extracție selectivă a impurităților prin reacții chimice cu absorbantul de ingredient activ (chemisorption). Purificarea absorbție - proces continuu și de obicei iterativ, deoarece absorbția impurităților este de obicei însoțită de regenerare a soluției de absorbție și revenirea l la începutul ciclului de curățare. Când absorbția fizică (și în unele procese chemisorpția) regenerarea absorbantului prin încălzire și de reducere a presiunii, care rezultă în desorbția gazului absorbit și impuritățile concentrate
Metodele de absorbție sunt caracterizate de continuitatea și versatilitatea procesului, economia și capacitatea de a extrage cantități mari de impurități din gaze. Dezavantajul acestei metode constă în faptul că mașinile ambalate epuratoare, cu bule și spuma chiar oferi un grad suficient de mare de extracție a impurităților dăunătoare (sus MPC) și se scufundă o regenerare completă numai atunci când un număr mare de etape de purificare. Prin urmare, schemele tehnologice de curățare umedă sunt de obicei complexe, în mai multe etape și reactoare de purificare (în special scruber) au volume mari.
Metodele de adsorbție sunt utilizate în diverse scopuri tehnologice: separarea amestecurilor de vapori-gaze în componente cu separarea fracțiunilor, uscarea gazelor și pentru curățarea sanitară a gazelor de evacuare. Recent, metodele de adsorbție au ajuns în prim plan ca un mijloc fiabil de a proteja atmosfera de substanțe gazoase toxice, ceea ce face posibilă concentrarea și utilizarea acestor substanțe.
adsorbanți industriale adesea utilizate în purificarea gazului - este carbon activat, silicagel, gel de alumină, zeoliți naturali și sintetici (site moleculare). Cerințele de bază pentru adsorbanți industriale - capacitate de absorbție ridicată, selectivitate (selectivitate), rezistență la căldură, serviciu lung fără a schimba structura și proprietățile suprafeței, posibilitate de regenerare ușoară. Cel mai adesea pentru curățarea sanitară a gazelor, cărbunele active sunt folosite datorită capacității lor de absorbție ridicate și ușurinței regenerării.
Adsorbția impurităților de gaze se efectuează, de regulă, în reactoare discontinue în șarje, fără schimbătoare de căldură; adsorbantul este situat pe rafturile reactorului. Atunci când este necesară schimbul de căldură (de exemplu, desorbarea în formă concentrată este necesară pentru regenerare), se utilizează adsorbere cu elemente de schimb termic încorporate sau reactorul este implementat sub formă de schimbătoare de căldură tubulară; adsorbantul este umplut în tuburi, iar agentul de răcire circulă în spațiul inelar.
gaz curățită trece adsorbantului la o viteză de 0,05-0,3 m / s. După curățare, adsorbantul comută la regenerare. plantă Adsorbția constând din mai multe reactoare cu care lucrează, în general, în mod continuu ca simultan unele reactoare din etapa de purificare, și altele. - etape de regenerare, răcire etc. Regenerarea este realizată prin încălzire, de exemplu, prin arderea substanțelor organice prin trecerea unui acută sau abur supraîncălzit, aer , un gaz inert (azot). Uneori adsorbant pierde activitate (rășină de praf ecranat) complet înlocuit.
Dezavantajele majorității instalațiilor de adsorbție - frecvența procesului și intensitatea scăzută asociată a reactoarelor, costul ridicat al regenerării periodice a adsorbanților. Utilizarea metodelor de curățare continuă în patul în mișcare și fluidizat al adsorbantului elimină parțial aceste deficiențe, însă necesită sorbenți industriali de înaltă rezistență, dezvoltarea cărora nu a fost încă finalizată pentru majoritatea proceselor.
Metode de curățare a gazelor catalitice se bazează pe reacțiile în prezența catalizatorilor solizi. Ca rezultat, impurități reacțiile catalitice în gazul sunt transformați în alți compuși, adică, spre deosebire de impuritățile considerate metode nu sunt extrase din gazul, și sunt transformate în compuși inofensivi este: .. Care este permisă în gazele de eșapament, sau compuși de îndepărtat cu ușurință din fluxul de gaze. Dacă materialul rezultat să fie eliminat, necesită operații suplimentare (de exemplu, extracție cu sorbenți lichide sau solide).
Este dificil să se facă distincția între metodele de adsorbție și de curățare a gazelor catalitice, deoarece adsorbanți convenționale, cum ar fi carbon activat, zeoliți, sunt catalizatori activi pentru mai multe reacții chimice. Purificarea gazelor pe adsorbanți-catalizatori se numește adsorbție-catalitic. Această purificare a gazelor de eșapament tehnica este foarte promițătoare datorită eficienței ridicate de îndepărtare a impurităților și este posibil să se purifice cantități mari de gaze care conțin o proporție minoră de impurități (de exemplu, la 0,1-0,2 fracțiuni de volum SO2). Dar metodele de utilizare a compușilor obținuți în timpul catalizei sunt diferite decât în procesele de adsorbție
Tehnicile catalitice devin din ce în ce mai populare datorită gazelor adânci de curățare de impurități toxice (99,9%) la temperaturi relativ scăzute și presiune normală și la concentrații inițiale foarte scăzute de impurități. Metodele catalitice permit utilizarea căldurii de reacție, i. crearea de sisteme de tehnologie energetică. Instalațiile de curățare catalitică sunt simple în operare și mici.
Lipsa multor procese de purificare catalitică - formarea de noi substanțe care urmează a fi îndepărtate din gaz prin alte metode (absorbție, adsorbție), ceea ce complică instalarea și reduce efectul economic general.
Metodele termice pentru neutralizarea emisiilor de gaze sunt aplicabile la o concentrație ridicată de poluanți organici combustibili sau monoxid de carbon. Metoda cea mai simplă - arderea - este posibilă atunci când concentrația de contaminanți combustibili este aproape de limita inferioară de aprindere. În acest caz, impuritățile servesc drept combustibil, temperatura procesului este de 750-900 ° C, iar căldura de ardere a impurităților poate fi aruncată.
Atunci când concentrația de impurități combustibile este mai mică decât limita inferioară de aprindere, o anumită cantitate de căldură trebuie furnizată din exterior. Cel mai adesea, căldura este furnizată prin adăugarea de gaze combustibile și arderea lor în gazul care urmează să fie purificat. Gazele combustibile trec prin sistemul de recuperare a căldurii și sunt eliberate în atmosferă. Astfel de scheme energetic-tehnologice sunt utilizate la un conținut suficient de ridicat de impurități combustibile, în caz contrar consumul de gaze combustibile adăugate crește.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: