Газов очистка

Содержание
  1. Методы и способы очистки газовых выбросов
  2. Основные виды газообразных загрязняющих веществ
  3. На каком основании нужно внедрять очистку газовых выбросов?
  4. Какие методы используют для очистки газовых выбросов?
  5. Очистка газообразных промышленных выбросов: эффективное решение
  6. Предложение профессионалов
  7. Разделение газовой смеси. Очистка газа
  8. Циклоны
  9. Батарейные циклоны
  10. Рукавные фильтры
  11. Электрофильтры. Очистка газов в электрическом поле
  12. Трубчатые и пластинчатые электрофильтры
  13. Очистка воздуха на производстве: назначение фильтров, методы очистки
  14. Где необходима очистка воздуха
  15. Назначение аспирационных установок
  16. Методы очистки воздуха
  17. Механическая очистка газов
  18. Сухие методы очистки
  19. Мокрые методы очистки
  20. Электростатическая очистка газов
  21. Методы физико-химической очистки
  22. Задавайте вопросы! Подписывайтесь на канал
  23. Особенности очистки кислых газов
  24. Процесс очистки: польза и вред
  25. Технологические приемы очистки
  26. Особенности очистки газов
  27. Кислые газы: выбор метода очистки
  28. Системы очистки воздуха
  29. Очистка газов от твёрдых крупных частиц:
  30. Основные методы, которыми осуществляется газоочистка от летучих примесей:
  31. Очистка промышленных газов и газовых выбросов: технологические решения SafeCAT (ПГ «БТ»)
  32. Виды газоочистного оборудования
  33. Методы очистки газовых выбросов
  34. Катализатор на платиновой основе SC: инновационная разработка для системы каталитической газоочистки

Методы и способы очистки газовых выбросов

Газов очистка

Выброс загрязняющих веществ часто является результатом технологических процессов, осуществляющихся на производственных и перерабатывающих предприятиях различных отраслей промышленности, таких как газо- и нефтехимия, металлургия и энергетика.

Усилия по модернизации предприятий до последних лет были направлены, как правило, на совершенствование технологий и замену оборудования основного производственного цикла. Оборудование же для очистки выбросов, как газовых, так и в виде жидкостей, оставалось без внимания.

Если образующиеся в процессе производства газы и жидкости и очищались, например, от аммиака и углекислого газа, то в пределах, обоснованных экономическими, а не санитарными нормами.

С развитием экологических принципов, методов оценки последствий загрязнения окружающей среды и признанием негативного влияния органических и химических загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий, на законодательном уровне были утверждены санитарно-гигиенические нормы их производственной деятельности. Законом зафиксирована необходимость применения стандарта – очистка газовых выбросов в атмосферу. Более того, очистка газовых выбросов, в которых содержатся токсичные вещества – обязательное условие во всех отраслях народного хозяйства.

Основные виды газообразных загрязняющих веществ

Газообразные загрязняющие вещества можно разделить на две основные категории: первичные и вторичные. Основной вред наносят вещества, которые выбрасываются непосредственно в процессе производства или в результате работы технологического оборудования.

Типичными примерами первичных газообразных загрязняющих веществ являются содержащиеся в газовых выбросах диоксид серы, оксид азота и диоксид азота, окись углерода и частично окисленные органические соединения образующиеся в результате сжигания углеводородов.

Ко вторичным газообразным загрязняющим веществам относятся:

  • газообразные и парофазные соединения, образующиеся в результате реакций между первичными загрязнителями в атмосфере или между основным загрязняющим веществом и природными соединениями в окружающей среде;
  • фотохимические окислители, которые образуется в процессе инициированных солнечным светом взаимодействий оксидов азота, органических соединений и углерода.

На каком основании нужно внедрять очистку газовых выбросов?

Очевидно, что охрана атмосферного воздуха – основной приоритет для всех развитых стран мира. Не является исключением и Россия с ее Федеральным законом от 4 мая 1999 г.

N 96-ФЗ “Об охране атмосферного воздуха”, определяющим систему мер, осуществляемых органами государственной власти Российской Федерации, ее субъектов, органами местного самоуправления, юридическими и физическими лицами в целях улучшения качества атмосферного воздуха и предотвращения его вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду.

Какие методы используют для очистки газовых выбросов?

Существуют различные методы и способы очистки газовых выбросов. При выборе методов очистки газовых выбросов, учитывая не только состав смеси загрязняющих веществ, но и их фазовое состояние, рассматривают физические, химические или биологические методы очистки и различные способы их реализации.

К числу основных способов очистки газовых выбросов в атмосферу относят следующие.

Механическая очистка газовых выбросов. Механическая фильтрация используется везде, где газы содержат твердые частицами.

Спектр этих процессов очень широк, и практически нет отрасли промышленности, в которой не было бы необходимости его использовать.

Основными источниками твердых частиц, являющихся загрязняющими веществами, служат в основном процессы сжигания топлива (уголь, биомасса, отходы), процессы измельчения, сортировка, дробление, обжиг, выплавка и обработка стали, а также многие другие.

Пыль, выделяемая вместе с газами, наносит вред здоровью и окружающей среде. На практике технология механической очистки часто сочетается с абсорбционными и химическими методами нейтрализации газообразных вредных соединений. Затем в рамках одной установки происходит обезвреживание как пыли, так и газов.

Для очищения применяется ряд физических принципов, которые позволяют отделять твердые частицы от потока запыленных газов. Существует ряд решений – от основанных на простой газовой механике до многоступенчатой очистки с помощью фильтрационных нетканых материалов. Эти варианты часто объединяются в одном устройстве (фильтры с предварительными камерами, циклофильтры).

Следует помнить, что запрещено использовать в качестве устройства для нейтрализации запыленных газов на конкретном участке вытяжные устройства, которые выбрасывают токсичные компоненты в атмосферу. В результате образуются токсические туманы, содержащие опасные или ядовитые вещества.

Абсорбционная очистка газовых выбросов. Абсорбция – это процесс, при котором газообразный компонент переносится из газовой фазы в жидкую.

Удаление нежелательных примесей из технологического потока осуществляется путем растворения их в жидкости. Абсорбционное оборудование, используемое для удаления газообразных загрязнений, называется абсорбером или мокрым скруббером.

При проектировании установок для поглощения газовых выбросов основное внимание уделяют производительности комплекса.

Установка должна обеспечивать:

  • соответствующую объемам выбросов площадь межфазного контакта;
  • хорошее смешивание газовой и жидкой фаз;
  • достаточное время контакта между фазами;
  • высокую степень растворимости загрязняющего вещества в абсорбенте.

Производители оборудования для очистки отработанных газов при проектировании установок должны учитывать химический состав обрабатываемого потока и условия работы комплекса. Растворимость загрязняющего вещества влияет на объем выбросов, который может быть адсорбирован.

Это функция зависит от рабочей температуры, и, в меньшей степени, давления системы. При увеличении t˚ системы, количество газа, которое может быть поглощено жидкостью, уменьшается, с увеличением давления – увеличивается.

Данные по растворимости анализируются при помощи диаграммы равновесия и принимается соответствующее конкретным условиям технологическое решение.

Химическая очистка газовых выбросов. Химическая реакция, в которую вступают компоненты смеси, нейтрализует вредные вещества. В установке, работающей по этому принципу, реагенты выступают основным звеном по сравнению с процессами конденсации, адсорбции, абсорбции, термическому воздействию.

К числу достаточно широко использующихся способов химического метода очистки газовых выбросов относится каталитическая очистка газовых выбросов, которая основана на реакциях в присутствии твердых катализаторов.

В результате взаимодействия вредные примеси, содержащиеся в газе, нейтрализуются, переходя в безвредные соединения, которые могут быть направлены в окружающую среду либо утилизированы.

Очистка газообразных промышленных выбросов: эффективное решение

Только недавно были разработаны и реализованы на практике отвечающие действующим экологическим стандартам способы очистки газовых выбросов в атмосферу.

Компания «ЭКОЭНЕРГОТЕХ» специализируется на проектировании и изготовлении оборудования для очистки газовых выбросов в атмосферу.

По сравнению с внедрением традиционных промышленных систем и установок для нейтрализации отработавших газов сотрудничество с ООО «ЭКОЭНЕРГОТЕХ» выгодно по таким причинам:

  • Индивидуальное решение с учетом особенностей производства;
  • Эффективные решения, позволяющее соблюсти все действующие экологические нормы.
  • Конкурентная стоимость на установки, спроектированные и созданные непосредственным производителем.

Предприниматель может воспользоваться стандартными рекомендациями или отдать предпочтение высокотехнологичным решениям от квалифицированных, опытных специалистов компании «ЭКОЭНЕРГОТЕХ». Сотрудничество с профессионалами поможет вам реализовать на практике различное по сложности решение.

Предложение профессионалов

Специалисты компании помогут подобрать оптимально соответствующий существующим условиям работы тип технологии.

В расчетах учитываются разновидность подлежащих нейтрализации вредных веществ, количество пыли, температура рабочей среды, требуемый уровень концентрации загрязняющих веществ в поступающем в атмосферный воздух газовом потоке.

Независимо от отрасли производства, вы можете быть уверены, что очистка газовых выбросов будет осуществляться с учетом норм экологического законодательства.

Источник: https://eet-msk.ru/posts/9

Разделение газовой смеси. Очистка газа

Газов очистка

К оборудованию для сухой очистки газов относятся такие аппараты, как циклоны, батарейные циклоны, а также дымососы-пылеуловители.

Циклоны

Эти аппараты получили широкое распространение в самых различных отраслях отечественной промышленности.

Циклоны могут выступать как в качестве первой ступени очистки перед тканевыми и мокрыми фильтрами, так и могут быть вполне самостоятельными аппаратами обеспыливания.

Они способны улавливать средне дисперсные и довольно грубые частицы пыли, средний размер которых составляет более 10 микрон.

Эффективность улавливания напрямую зависит от типа циклона и составляет в пределах от 80 до 98%, температура – до 400 градусов по Цельсию, а гидравлическое сопротивление – от 0,8 до 2-х кило паскалей (кПа).

Для очистки очень больших объемов газов, как правило, используют прямоточные циклоны.

Такие аппараты, по сравнению с другими уловителями пыли, имеют массу своих преимуществ: они довольно просты в изготовлении, имеют совсем небольшое гидравлическое сопротивление, очень надежны в работе и требуют лишь минимальных затрат на эксплуатацию. Для повышения КПД (коэффициент полезного действия) сепарации запыленный поток газа отклоняют как можно ближе к стенке аппарата.

Для повышения КПД сепарации в аппарате так же могут быть установлены промежуточные отборы пыли.

Чтобы усилить процесс сепарации слипаемой пыли при помощи увеличения центробежных сил прямоточный циклон оснащают эжектором (см.рис), который встраивают вовнутрь обтекателя.

Циклон для сепарации слипаемых пылей

Эжектор имеет одну камеру пониженного давления и одну повышенного давления. Первая соединена радиальными патрубками  с пылевой камерой, вторая посредством кольцевой щели  соединена с сепарационной камерой.

Кольцевая щель оснащена направляющими лопатками, которые задают тангенциальное направление газу.

Перед выхлопным патрубком  имеются конические кольца, размер которых по направлению движения газа несколько уменьшается.

Принцип работы циклона следующий: газ, содержащий пыль, закручивается в завихрителе; отсепарированная пыль транспортируется газом к стенкам камеры. Затем частицы пыли со стенок камеры перемещаются вниз и посредством зазоров между коническими кольцами  разного диаметра входят в отстойную зону.

Часть газа вместе с частицами пыли, за счет создаваемого эжектором в верхней части разряжения, тоже проникает через те же зазоры, перемещая тем самым частицы пыли в отстойную зону.

Скорость газа в кольцевой щели и в зазорах между коническими кольцами регулируется некоторым количеством газа, который подается в эжектор по патрубку.

Батарейные циклоны

задача батарейных циклонов – сухая очистка газа от частиц пыли, размер которых составляет от 5 до 10 микрон. Такие циклоны состоят из множества параллельно работающих элементов с малым диаметром, которые установлены в общем корпусе. Диаметр самых распространенных циклонных элементов обычно составляет 150 и 250 миллиметров.

Рукавные фильтры

Рукавные фильтры являются одними из самых эффективных устройств очистки газовых промышленных выбросов.

Современные рукавные фильтры оснащаются мешками из высокопрочных и теплостойких тканей.

Конструкция рукавных фильтров представлена корпусом, в котором размещены тканевые рукава, верхние концы мешков оснащены крышками и подвешены к общей раме. Нижние концы мешков открыты и крепятся на патрубках общей трубной решетки. Загрязненный газ проходит сквозь ткань рукавов изнутри наружу. Частицы пыли осаждаются в порах ткани, а чистый газ выводится посредством выхлопной трубы.

Электрофильтры. Очистка газов в электрическом поле

Высокой степени очистки газа, содержащего очень мелкие частицы, можно достичь с помощью метода электроосаждения. При этом способе в специальных аппаратах создается электрическое поле, в котором молекулы газа ионизируются электрическим разрядом, в результате чего происходит осаждение твердой фазы.

Если газ содержит свободные заряды (электроны и ионы), его можно пропустить между двумя электродами, которые создают постоянное электрическое поле. В этом поле свободные заряды движутся по силовым линиям. Их скорость движения и кинетическая энергия зависит от напряженности электрического поля.

Когда разность потенциалов составит около нескольких десятков кВ, ионы и электроны будут иметь достаточно кинетической энергии и скорости, чтобы, сталкиваясь с молекулами газа, расщеплять их на ионы и свободные электроны.

В свою очередь вновь образовавшиеся заряды также будут сталкиваться с нейтральными молекулами и ионизировать их. Таким образом будет происходить ионизация газа до тех пор, пока не останется нейтральных газовых молекул.

Такое явление называют ударной ионизацией.

Если напряженность поля будет увеличиваться, это может привести к электрическому пробою и короткому замыканию электродов. Поэтому в очистных аппаратах один электрод представляет собой проволоку, второй – пластину, расположенную около проволоки или трубу, которая охватывает эту проволоку. Это позволяет создать неоднородное электрическое поле.

При этом у проволоки напряженность поля максимальная и убывает по направлению к трубе или пластине. В этом месте напряженности уже недостаточно для электрического пробоя.

Между электродами, создающими напряженность поля для полной ионизации газа, возникает коронный разряд, о чем свидетельствует появление светящейся «короны» у проволоки. Благодаря этому эффекту проволоку называют коронирующим электродом. Другой электрод, имеющий вид трубы или пластины, называют осадительным.

Установленные в аппаратах коронирующие электроды подсоединены к отрицательному источнику полюсу источника электрического тока. Осадительные электроды соединяются с положительным полюсом. В подобных условиях есть возможность создать более высокое напряжение поля без риска появления пробоя.

Коронирующий электрод притягивает к себе положительно заряженные ионы и нейтрализует их. Осадительный электрод притягивает отрицательные ионы и свободные электроны и также нейтрализует их.

При этом на пути к осадительному электроду ионы сталкиваются с частичками пыли и жидкости, находящиеся в газовзвеси, сообщают им отрицательный заряд и увлекают за собой. Таким образом, частицы пыли осаждаются на пластине или трубе.

Небольшая часть твердой фазы сталкивается с положительными ионами, заряжается от них и устремляется к коронирующему электроду, а затем осаждается на его поверхности.

При очистке газов в электрофильтре эффективность процесса зависит преимущественно от электропроводности частиц пыли и их адгезионной способности. При высокой электропроводности и низкой адгезии частицы, попадая на электрод, отдают ему свой заряд и получают заряд электрода, после чего снова попадают в поток запыленного газа. Тем самым снижают степень очистки.

Если частицы обладают низкой электропроводностью и высокой адгезией, они создают на электроде достаточно большой слой отрицательных ионов, который противодействует электрическому полю.

Увеличение толщины этого слоя приводит к повышению напряжения в его порах до критического, вследствие чего происходит коронирование газа рядом с осадительным электродом с образованием так называемой «обратной короны». В данном случае это также снижает эффективность очистки газа.

Чтобы предотвратить появление коронирования газа необходимо своевременно очищать электроды от осевшей пыли.

Высокая концентрация частиц пыли может способствовать снижению силы тока вплоть до нуля. Такое явление называют «запиранием короны».

Причины его появления в том, что в данных условиях ток переносится только заряженными частицами пыли, которые движутся намного медленнее, чем ионы.

Поэтому для сильнозапыленных газов применяют предварительную очистку другими способами, чтобы снизить концентрацию твердой фазы, или уменьшают скорость поступающего газа в электрофильтр для снижения нагрузки на него.

При работе электрофильтра в обычных условиях эффективность очистки газа зависит от многих факторов. Среди них: свойства газа (его химический состав, температура, влажность); свойства пыли (ее состав, электрические свойства, дисперсность); концентрация пыли; скорость газа; конфигурация электрофильтра и другое.

Учесть все факторы при расчетах не представляется возможным. Поэтому эффективность очистки газа определяется экспериментально.

Трубчатые и пластинчатые электрофильтры

В зависимости от формы электродов выделяют электрофильтры трубчатые и пластинчатые. Кроме того, по виду удаляемых частиц аппараты делятся на мокрые и сухие. В мокрых электрофильтрах из газа удаляется влажная пыль, а также осаждаются взвешенные в газе капли жидкости.

Схема трубчатого электрофильтра изображена на рисунке А. В аппарате установлены осадительные электроды, представляющие собой трубы диаметром 0,15-0,3 м и длиной 3-4 м. Коронирующие электроды, выполненные в виде проволок диаметром 1,5-2 мм, расположены по оси труб и подвешены к раме. В свою очередь рама опирается на изоляторы.

В нижней части корпуса электрофильтра находится штуцер, через который поступает исходный газ и проходит внутри труб. Частицы пыли оседают на стенках труб, а очищенный газ удаляется из корпуса через верхний штуцер.

Для удаления осевшей пыли в сухих электрофильтрах предусмотрено специальное устройство, которое периодически встряхивает электроды. В мокрых электрофильтрах для удаления пыли внутренние поверхности электродов периодически или непрерывно промываются водой.

Трубчатый электрофильтр

Пластинчатый электрофильтр

Пластинчатый электрофильтр имеет аналогичное устройство. Существенное отличие от трубчатых аппаратов только в том, что в качестве осадительных электродов вместо труб используются прямоугольные пластины или сетки, натянутые на рамы.

Пластинчатые электрофильтры обладают более компактной конструкцией, с электродов легче удаляется осевшие твердые частицы. Преимущество трубчатых электрофильтров в том, что их электроды создают более высокое напряжение электрического поля, что увеличивает производительность и позволяет более эффективно отделять трудноулавливаемую пыль и туманы.

Электрофильтры чаще всего изготавливаются пластинчатыми. Такие фильтры состоят из некоторого количества пластин, которые расположены параллельно. Эти пластины выполняют функцию осадительных электродов.

Между этими пластинами установлены проволочные коронирующие электроды. Газ, который подлежит очистке, проходит в зазорах между пластинами и направляется мимо коронирующих электродов.

При этом частицы заряжаются и остаются на пластинах устройства.

Пластинчатый электрофильтр

При помощи таких аппаратов удаляются частицы пыли, размер которых находится в пределах от 0,001 до 10 мкм.

Как правило, электрофильтры отличаются низким энергопотреблением (0,2-0,3 кВт∙ч на 1000 м³ газа) несмотря на то, что для их работы необходимо высокое напряжение постоянного тока (40-75 кВ). Гидравлическое сопротивление электрофильтров по сравнению со многими другими устройствами, относительно невелико и составляет 150-200 Па. Степень очистки газа достигает 95-99%.

Также для электрофильтров характерна достаточно высокая стоимость и сложность в эксплуатации. Подобные установки не используются для очистки газов, содержащих частицы с малым электросопротивлением.

Источник: https://oil-filters.ru/wet_and_dry_gas_cleaning_devices/

Очистка воздуха на производстве: назначение фильтров, методы очистки

Газов очистка

Промышленная революция XVIII-XIX вв. принесла человечеству множество важнейших изобретений ­— паровой двигатель, развитие металлургии, текстильная промышленность, машиностроение и многое другое.Однако промышленная революция, развитие тяжелой промышленности, увеличение потребления продуктов нефтепереработки привели к появлению глобальной проблемы — загрязнения окружающей среды.

Совокупный объем выбросов загрязняющих атмосферу веществ в 2018 году составил 32,3 млн т, из которых 17,1 млн т выброшено стационарными источниками и 15,3 млн т — передвижными источниками (транспортными средствами).

Мы уже говорили о том, что все выбросы жестко отслеживаются на законодательном уровне. А современные технологии позволяют не допустить загрязнения окружающей среды.

Где необходима очистка воздуха

В целом, аспирационные установки есть почти на каждом производстве. Где-то они больше, где-то меньше. Могут иметь разные задачи, производительность и т.д.Чаще всего системы очистки воздуха необходимы таким сферам:

черная металлургия (сажа, оксиды серы, углерода, марганец, фосфор, пары ртути, свинец, фенол, аммиак и т.д.)
цветная металлургия (твердые частицы, оксиды серы, углерода и другие токсичные вещества).

  • Горно-обогатительные комбинаты (сажа, оксиды азота, серы, углерода, формальдегиды).
  • Нефтеперерабатывающая промышленность (сероводород, оксиды серы, азота и углерода).
  • Химических производства (оксиды серы и азота, хлор, аммиак, фторовые соединения и т.д.).
  • ТЭС и АЭС (оксиды углерода, серы и азота, твердые частицы).

Рукавный фильтр для производства минерального порошка

Назначение аспирационных установок

Выделяют 3 основные задачи, которые решают системы очистки воздуха на предприятии.

  • Улавливание частиц. Это могут быть остатки продуктов горения, пыли, аэрозольных частиц и т.д. После очистки воздуха, все частицы утилизируются.
  • Фильтрация посторонних примесей (различные газы и пары).
  • Улавливание частиц, для дальнейшего использования.

Методы очистки воздуха

На данный момент не существует одного универсального метода очистки воздуха для всех производств. Под каждое предприятие подбирается свой метод очистки воздуха. Очень часто устанавливаются целые системы, состоящие из разных типов фильтров.

Механическая очистка газов

Данный тип очистки включает в себя сухие и мокрые методы.

Сухие методы очистки

К сухим методам очистки обычно относят:

  • гравитационное осаждение;
  • инерционное и центробежное пылеулавливание;
  • фильтрация.

Гравитационное осаждение основано на силе тяжести. Под её действием происходит осаждение взвешенных частиц без изменения направления потока воздуха. Такой метод чаще всего используется для грубой, первичной очистки.

В инерционном осаждении взвешенные частицы стремятся сохранить первоначальное направление движения при изменении направления основного потока газа. Такой способ также подходит только для грубой очистки.

Центробежный метод очистки газов основаны на действии центробежной силы. Самым популярным аппаратом, основанным на центробежной силе можно назвать циклон.Циклоны зарекомендовали себя как простые устройства с высокой производительностью и надежной работой.

Метод фильтрации основан на очистке газа с помощью самых разнообразных фильтровальных материалах (хлопок, шерсть, химические волокна, металлокерамика и др.). Самый распространенный аппарат — рукавный фильтр. Фильтрация подходит для тонкой очистки газа.
Картриджный фильтр

Мокрые методы очистки

При мокрой очистке газа происходит его промывка жидкостью. Данный метод подходит для очистки от пыли, дыма, тумана и других загрязнителей. Часто используется как дополнительный этап очистки после механической.
Одним из самых популярных аппаратов мокрой очистки воздуха является скруббер Вентури.

Электростатическая очистка газов

Данный метод подходит для различных аэрозолей, туманов кислот, для любых размеров пыльных частиц.

В основе метода лежит ионизация и зарядка частиц аэрозоля во время прохождения газовоздушного потока через электрическое поле высокого напряжения. Частицы оседают на заземленных электродах.

Данный метод часто используется в металлургии, на тепловых электростанциях, в цементных цехах и др.

Методы физико-химической очистки

Данный метод подходит для очистки газов от парообразных и газообразных примесей.

Выделяют 3 основные группы:

  • Абсорбция — промывка газов растворами реагентов.
  • Адсорбция — поглощение примесей твёрдыми активными веществами, например активированным углём, силикагелем.
  • Каталитическая очистка — на катализаторе происходит окислительное или восстановительное разложение токсичных примесей до безвредных — воды, азота, диоксида углерода.

Мы кратко рассмотрели распространённые методы очистки газа на предприятиях. В следующих статьях рассмотрим каждый метод очистки более подробно.

Не занимайтесь сами подбором такого оборудования, как аспирационные установки. Доверьте это дело специалистам!

Задавайте вопросы! Подписывайтесь на канал

Первоисточник https://fakel-f.ru/blog/30-01-20

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5dc28c2c34808200b20fb500/ochistka-vozduha-na-proizvodstve-naznachenie-filtrov-metody-ochistki-5e3406ad1bb3ea1db1aedd7d

Особенности очистки кислых газов

Газов очистка

Очистка кислых газов – технологический процесс удаления сероводородных соединений и попутных компонентов: сероокиси углерода и меркаптанов. Применяются в сферах, связанных с добычей и транспортировкой попутного и природного газов.

Процесс очистки: польза и вред

Каждое из месторождений характеризуется своими параметрами сероводородных соединений. Извлеченные на поверхность земли, компоненты вредят окружающей среде. Высокая концентрация серы замедляет (или делает невозможным) выполнение следующих этапов переработки и транспортировки газа.

Сероводородные соединения:

  • ядовиты для человеческого организма;
  • разъедают газоперерабатывающего оборудования и стенки трубопроводов;
  • препятствуют работе катализаторов, которые используются при синтезе газа.

Согласно нормативам, в магистрали доля тиоловой серы не должна превышать 16 мг/м3, сероводорода – 7 мг/м3. Перед отправкой потребителю природное сырье очищают от серосодержащих соединений.

Широкое использование извлеченных серосодержащих добавок повышает рентабельность добычи. Кислые компоненты используют:

  • при изготовлении сухого льда для заведений общественного питания;
  • на предприятиях химической промышленности для получения углекислого газа, серной кислоты;
  • как удобрение – при обработке земли и уходе за растениями.

Технологические приемы очистки

Очистку кислых газов производят с помощью трех методов: абсорбции, адсорбции и катализа. В состав первых двух групп входят технологии химической и физической очистки. При первом случае дополнительно используют комплексный метод.

Абсорбционная технология – наиболее востребованная. При выборе компонентов руководствуются требованиями:

  • доступностью реактивов по цене и распространенности;
  • высокой поглотительной способностью;
  • стабильностью свойств в процессе использования, особенно – стойкостью термической и химической;
  • низкими показателями: вязкости, токсичности, теплоемкости, селективности, регенерируемости, упругости паров.

Очистку катализатором специалисты разделяют на окисление и восстановление. Адсорбционный и каталитический методы используют редко: для переработки небольших объемов и тонкой очистки газов.

Особенности очистки газов

Сущность метода химической очистки основана на взаимодействии кислой среды с сорбентами. Особенность взаимодействия сероводорода с аминами – мгновенная реакция, которая сопровождается образованием сульфида амина или гидросульфида.

В качестве сорбентов чаще применяют алканоламины – вязкие прозрачные жидкости, обладающие повышенной гигроскопичностью. Когда алканоламины вступают в реакцию с низкомолекулярными спиртами (или водой), образуют нерастворимые в неполярной среде соединения.

При использовании безводной формы, сорбент предварительно растворяют в жидкости. При выборе концентрации исходят из коррозионной стойкости оборудования. Кроме алканоламина, применяют моноэтаноламин, триэтаноламин, метилдиэтаноламин, диэтаноламин, диизопропаноламин, дигликольамин.

На выбор компонентов для раствора влияет реакционная способность аминов. Если сравнивать растворы по концентрации молей амина, то использовать моноэтаноламины целесообразнее. Наиболее активные – первичные алканоламины (МЭА). Из-за низкой молекулярной массы, хемосорбенты МЭА демонстрируют наиболее удачное соотношением масс веществ, участвующих в химической реакции.

Если в газе присутствует сероокись, первичные алканоламины не применяют. Это связано со значительными потерями аминов и образованием трудноизвлекаемых побочных продуктов химической реакции. Используют диэтаноламин.

Для селективного извлечения сероводорода выгоднее применять третичные амины, например, метилдиэтаноламин.

Для физической очистки применяют технологию растворения кислых компонентов в абсорбенте. Важное значение имеет отдельно взятое давление каждого из компонентов. Чем выше парциальное давление, тем эффективнее процесс. В качестве хемосорбентов применяют

  • метанол;
  • пропиленкарбонат;
  • N-метилпирролидон;
  • полиэтиленгликоля алкиловые эфиры.

По сравнению с хемосорбентов, активные вещества для физического метода стоят дороже. Несмотря на это, итоговая стоимость очистки кислых газов получается ниже. Выгода от применения физических сорбентов – одновременное извлечение сероводорода, диоксида углерода и органических серосодержащих примесей. Нередким спутником процесса является осушение кислых газов с повышенной концентрацией влаги.

Кислые газы: выбор метода очистки

Технологии очистки газа от сероводородных соединений подразделяются в зависимости от состояния поглотителя. Есть сухие и мокрые способы. К популярным сухим реагентам относят: активированный уголь и гидрат окиси железа. Реже используют марганцевые руды. При мокрых технологиях применяют сульфат аммония и слабые щелочи.

Выбор метода определяется экономической целесообразностью добычи основного компонента. Перечень критериев включает:

  • назначение, в том числе, требуемую степень чистоты газа;
  • металлоемкость процесса;
  • доступность энергоресурсов для конкретного месторождения;
  • возможность применения безотходной технологии.

Извлечения кислых компонентов из газа относится к опасным и вредным производствам. На территории добычи складывается неблагоприятная обстановка, с повышенной концентрацией вредных соединений и пыли.

Работа насосно-компрессорных установок сопровождается высоким уровнем шума, достигающим 95-100 дБ. К сложностям процесса относят:

  • постоянную вибрацию;
  • статическое электричество;
  • зависимость от метеоусловий;
  • повышенную или пониженную температуру рабочих частей оборудования.

Факторы по обеспечению безопасности и предотвращению вреда, который может быть нанесен окружающей обстановке, снижают рентабельность бизнеса.

Перейти в раздел «Установки газоочистки и фильтры»

Источник: http://www.cesolutions.ru/article/ochistka-kislyh-gazov/

Системы очистки воздуха

Газов очистка

Механическая очистка газов ориентирована на задержание твердых крупных частиц. Сухой способ газоочистки основан на установке в трубах фильтров. В основе мокрого способа – взаимодействие с водой и последующее осаждение примесей. Получило распространение фильтрование для улавливания тонких компонентов.

Способы, которыми осуществляется газоочистка от летучих примесей:

  • Абсорбционная;
  • Адсорбционная;
  • Селективная газоочистка;
  • Термическую обработку
  • Каталитическая газоочистка.

Очистка газов от твёрдых крупных частиц:

  • сухой способ газоочистки – основан в основном на установке в трубах фильтров
  • мокрый способ – взаимодействие газов с водой и последующее осаждение примесей
  • фильтрование – получило распространение для улавливания тонкодисперсных компонентов
  • прочие методы

Сухие способы очистки газов. Наиболее распространены уловители, в которых осаждение твердых или жидких частиц происходит вследствие резкого изменения направления или скорости газового потока (аппараты типа “ВЗП”, “Циклоны”, пылеосадительные камеры). Среди этих аппаратов газоочистки, применяемых, как правило, только для улавливания сравнительно крупных частиц (≥ 5 мкм), максимальной эффективностью обладают аппараты очистки газов от пылей типа «ВЗП» (встречные закрученные потоки) с эффективностью очистки до 99%.

Мокрые способы очистки газов. Основаны на контакте газового потока с промывной жидкостью (обычно водой).

Большинство схем газоочистки  имеют оборотное водоснабжение: жидкость вместе с шламом из газопромывателей направляют в отстойники для отделения от твёрдых частиц и повторного использования; при наличии в шламе ценных веществ его обезвоживают, а уловленные ценные твердые вещества используют. Метод используют для улавливания тонкодисперсных пылей или туманов.

Фильтрование. При этом способе газоочистки газовые потоки проходят через пористые фильтрующие системы, пропускающие газ, но задерживающие твердые частицы. Фильтры служат для улавливания весьма тонких фракций пыли (менее 1 мкм) и характеризуются высокой эффективностью при очистке газов, однако, требуют частой замены или очистки фильтрующих материалов

Электрическая очистка газов. Основана на ионизации электрическим зарядом под действием постоянного электрического тока (напряжением до 90 кВ) взвешенных в газах твердых и жидких частиц с последующим осаждением их на электродах.

Очистка газов осуществляется, в частности, с целью технологической подготовки газов, газовых смесей и извлечения из них ценных веществ, а также для предотвращения загрязнения атмосферного воздуха вредными отходами.

Основные методы, которыми осуществляется газоочистка от летучих примесей:

  • каталитическая газоочистка;
  • абсорбционная;
  • адсорбционная;
  • селективная газоочистка;
  • термическая обработка.

Каталитические методы газоочистки – применяются, как правило, для глубокой очистки технологических газов.

Суть способа – вступление в реакцию различных веществ при наличии катализатора. Для очистки газов в промышленности используют следующие катализаторы: оксиды железа, хрома, меди, цинка, кобальта, платины и т.д. Данные вещества в процессе газоочистки наносятся на поверхность носителя катализатора, помещенного внутри аппарата-реактора.

Необходимо следить, чтобы внешний слой катализатора не был поврежден. В противном случае газоочистка не осуществляется в полном объеме, выбросы в атмосферу вредных веществ превышают допустимые показатели. Требования к оборудованию для производства очистки газов с каждым днем ужесточаются.

Следует анализировать уровень выбросов, контролируя весь процесс.

Наиболее крупным источником выбросов в атмосферу твердых частиц – таких как сажа, пыль, зола; газовых примесей – оксидов серы SO2, SO3; азота NOx; а также оксидов углерода CO, CO2  – является энергетика. На долю ТЭС приходится около 60% дымовых газовых выбросов (и в том числе NOx) от общего поступления оксидов азота в атмосферу.

Каталитические методы очистки газов применяют часто для предварительной очистки технологических газов.

Каталитические методы газоочистки основаны на взаимодействии примесей с другими газообразными компонентами в присутствии катализатора преимущественно при 300-400 °С и высоких объемных скоростях газа (500 – 3000 ч-1). Катализаторы – оксиды Fe, Cr, Cu, Zn, Со, Pt, Pd и др.

, которые наносят на носитель, имеющий развитую поверхность или на металлические материалы (проволоку, сетку, ленту из легиров. стали, Ti, анодированный Al и т.п.); активные бокситы и уголь, цеолиты, гопкалит (марганцевомедный катализатор.) и др. Процесс каталитической газоочистки проводят, как правило, в реакторе с неподвижным слоем катализатора.

Для большинства катализаторов во избежание их забивки и дезактивации, содержание инертных твердых примесей в газе не должно превышать 1,5 мг/м3(5 ppm).

К каталитическим методам газоочистки относятся окисление примесей с применением О2 или их восстановление так называемым газом-восстановителем (например, гидрирование при использовании Н2). Окисляют обычно: кислородсодержащие органические соединения до СО2 и Н2О, например: спирты и эфиры. (очистка от ЛОС)

Каталитическая очистка газов с применением газа-восстановителя используется:

  • для гидрирования сераорганических соединений SO2 в H2S (например, на кобальтмолибденовом катализаторе при 300-400 °С) с последующим улавливанием образовавшегося H2S оксидом ZnO или после охлаждения газа растворами алканоламинов;
  • восстановления метаном или конвертированным природным газом SO2 и паров S в H2S с его селективным извлечением в производстве серы (кобальтмолибденовый или никельмолибденовый катализатор при 300-450 °С);
  • восстановления NOx до N2 оксидов азота, например, в отходящих газах производства HNO3, с помощью СН4 или Н2 (при 800-900 °С), которые одновременно связывают О2, содержащийся в газе, в СО2 и Н2О, или селективного восстановления с использованием NH3 (при 200-270 °С) в присутствии катализаторов на основе Pt или Pd.
  • и в ряде других способов каталитической очистки.

Абсорбционные методы основаны на поглощении в основном кислых газовых примесей (SO2, H2S, HF и др.).

Адсорбционные методы очистки газов с использованием активных твердых адсорбентов таких как активированные угли или цеолиты наиболее часто применяют для улавливания органических  соединений.

Обе группы методов очистки газов могут быть циклическими и нециклическими. В первом случае отработанный жидкий или твердый сорбент регенерируют нагреванием, понижением давления, продувкой инертным газом или воздухом, отпаркой водяным паром или химическими способами; продукты десорбции перерабатывают или выбрасывают.

Если восстановить поглотительную способность сорбента полностью не удается, не регенерируемые соединения частично выводят из системы и добавляют соответствующее количество свежего сорбента. В нециклических методах отработанный сорбент целиком заменяют.

Данные методы применяются, в частности, при очистке газов от аммиака и для улавливания ЛОС (летучих органических соединений).

Селективная газоочистка включает три группы методов очистки газов: абсорбционные циклические с применением водных щелочных растворов неорганических и органических  веществ; окислительные адсорбционные (хемосорбционные); абсорбционно-десорбционные с регенерацией поглотителя путем отпарки. При этом содержание, например, H2S в очищенном газе достигает при применении методов первой и второй групп не более 20 мг/м3, третьей – не более 1-2 г/м3.

Термические методы очистки газов. Применяются в газоочистке для удаления или обезвреживания газо- и каплеобразных, а также твердых неорганических и органических примесей. Заключаются в превращении их при повышенных температурах в менее токсичные вещества, которые могут быть удалены в атмосферу либо уловлены.

Термическое дожигание осуществляется при температурах 800-1200°С путем термического разложения примесей. При необходимости сжигают дополнительное количество топлива, используя различные способы регенерации теплоты продуктов сгорания (утилизация теплоты отходящих газов в теплообменниках, например, с целью получения водяного пара, горячей воды и др.).

« Аппараты для очистки газов ВОЗДЕЙСТВИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА »

Источник: https://www.plazmair.ru/plazmair/baza-znanii/uid/metody-ochistki-gazov/

Очистка промышленных газов и газовых выбросов: технологические решения SafeCAT (ПГ «БТ»)

Газов очистка

Очистка газовых выбросов имеет важнейшее значение для выживания человека. Любая экосистема имеет способность самоочищаться, но при такой степени техногенного воздействия, как сегодня, природа уже не способна справляться самостоятельно.

Сброшенное в атмосферу даже небольшое количество загрязнителя моментально распространяется на огромные территории и остановить этот процесс невозможно.

Поэтому все больше внимания уделяется как разработке технологического оборудования газоочистных систем, так и законодательства для их применения.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются выбросы от энергетических объектов, промышленных объектов и транспорта. На энергетические и промышленные объекты суммарно приходится до 80% загрязняющих выбросов (около 60% – на энергетику и 20% – на промышленность), на автотранспорт – 20-25%.

Таким образом, добрая половина всего газоочистного оборудования призвана бороться с продуктами сжигания.

Однако, спектр выбросов промышленных предприятий продуктами сжигания углеводородов не ограничивается и требует в каждом случае особого оборудования, рассчитанного и изготовленного для конкретного процесса.

Отдельно стоит упомянуть биологическое и радиоактивное загрязнение атмосферы. На эти два типа приходится достаточно малый процент выбросов, но их опасность гораздо выше среднестатистической.

Наиболее распространенными загрязнителями являются следующие химические соединения: окись углерода, двуокись серы, окислы азота, пары серной кислоты, часто образующиеся в газоходах при взаимодействии оксидов серы и паров воды. в газах соединений серы играют огромную роль при выборе типов и оборудования газоочистки.

Виды газоочистного оборудования

Газоочистка включает в себя два главных процесса: очистку отходящих газов от взвесей и аэрозолей и физико-химическую очистку путем обезвреживания химических соединений.

Основные способы газоочистки:

  • поглощение (абсорбция – поглощение объемом и адсорбция – поглощение поверхностью);
  • хемосорбция;
  • термическое обезвреживание, разделяющееся на технологическое сжигание и каталитическое окисление.

Механическая очистка от примесей также подразделяется на осаждение, фильтрацию и промывку (мокрый скруббер совмещает в себе сразу несколько типов очистки, отфильтровывая до 80 % пыли и твердых примесей).

Среди аппаратов механической очистки наибольшей популярностью пользуются рукавные фильтры, циклоны и электростатические фильтры.

Циклонные аппараты отличает достаточно невысокая относительно современных требований степень очистки запыленного потока. Однако они незаменимы как часть комплексной системы газоочистки на предварительной стадии, особенно, если объемы газа, поступающего на очистку, значительны, в силу невысокой стоимости и легкости в обслуживании.

Рукавные фильтры с импульсной обратной продувкой – наиболее распространенное оборудование очистки газов от механических загрязнителей.

Фильтрующие элементы не отличаются высокой ценой, таким образом положительно влияя на эксплуатационные расходы.

 От циклонов рукавные фильтры выгодно отличаются высокой степенью очистки, но это достаточно сложные аппараты, требующие квалифицированного обслуживания.

В последнее время все большее распространение получают электростатические фильтры. В них отсутствует главный недостаток рукавного фильтра: относительно высокое сопротивление потоку.

Электростатические фильтры являются габаритным дорогостоящим оборудованием и рассчитаны на большие объемы очищаемого газа со значительным исходным пылесодержанием.

Типичное применение электростатических фильтров: теплоэлектростанции, мусоросжигательные заводы, металлургическое производство, хотя и комнатный ионизатор воздуха – близкий родственник промышленного электростатического фильтра.

Интересна роль соединений серы в случае с электрофильтрами: при содержании серы менее 1% резко снижается эффективность фильтра (граница в 1% достаточно условна и зависит от влажности газов и содержания в нем щелочных компонентов).

С ростом содержания серы увеличивается не только производительность, но и степень коррозии. Для рукавных фильтров содержание серы также критично в аспекте корродирующего воздействия.

Точка росы газов в случае серосодержащего потока всегда будет в центре внимания конструкторов газоочистного оборудования – от нее зависит и выбор материалов и технологий.

Устройство электростатического фильтра подразумевает наличие коронирующего и принимающего электродов. На коронирующий электрод подается постоянный ток с напряжением порядка 12-13 кВ, образующийся коронный разряд ионизирует частицы пыли, которые осаждаются на принимающих электродах.

  В фильтрах с напряжением более 15 кВ возможно разрушение азота с образованием вредоносных окислов азота. Также в любом электростатическом фильтре неизбежно генерируется озон, являющийся мощнейшим окислителем, а заодно и канцерогеном.

Электростатические фильтры производятся как за рубежом, так и в России.

Методы очистки газовых выбросов

Поглотительные методы газоочистки разнообразны и варьируются в зависимости от состава загрязнителей. Наиболее распространенные аппараты – мокрые и полусухие скрубберы различных типов и адсорберы.

Абсорбция в мокром скруббере – один из основных методов газоочистки.

Она может протекать в широком диапазоне технологических режимов, в качестве абсорбирующей жидкости может выступать и вода (если растворимость в воде загрязнителя достаточно высока и выражается в сотнях граммов на литр, она подходит для аммиака, паров соляной и плавиковой кислот), и другие соединения.

Для углеводородных соединений в качестве абсорбирующей среды выступают масла с высокой вязкостью, метан поглощается жидким азотом. Оборудование абсорбции – насадочные и полые колонны из металла и, на сегодняшний день все чаще, из химически устойчивого и недорогого стеклопластика.

Метод абсорбции широко применим, наряду с очисткой от паров химических соединений, скруббер выполняет и функцию механической очистки, около 80% пыли и твердых примесей уходит со стоками.

Абсорбирующая среда затем подается на регенерацию и, в большинстве случаев, может быть использована вторично.

Главный недостаток метода абсорбции – загрязненные стоки разнообразного состава, которые, в свою очередь, требуют применения сложных технологических и дорогостоящих процессов для регенерации или утилизации.

Адсорбция (поглощение сухим адсорбентом) также широко распространена, в роли адсорбента часто выступает мелкодисперсный активированный уголь, который потом утилизируют сжиганием, а также другие материалы: оксид алюминия, кремния, цеолиты и пр. При эксплуатации адсорбент необратимо насыщается загрязнителем, происходит его механическое истирание.

Термические методы газоочистки подразделяются на технологическое сжигание, термическое окисление и каталитическое окисление. Для сжигания подходят процессы со значительной теплотворной способностью отходящего газа, не менее половины общей теплоты сгорания.

Процессы с дефицитом кислорода или недостаточной теплотворной способностью отходящих газов могут иметь «на хвосте» термическое окисление. Оно проходит при температурах до 800 °С.

При этой, относительно низкой температуре, не происходит образование оксидов азота, что выгодно отличает термическое окисление от технологического сжигания.

Однако наибольшее распространение получил метод каталитического окисления. Каталитическое окисление происходит на поверхности катализатора, обычно представляющего собой тончайший слой драгоценного металла, нанесенный на керамическую или стеклотканевую нейтральную термостойкую основу.

 Реакция окисления протекает при значительно более низкой, чем у термического окисления, температуре – 300-500°С. К тому же, растет скорость реакции, что позволяет уменьшить размер контактного аппарата.

От автомобильной промышленности до химических производств, аппараты каталитического окисления являются неотъемлемой частью технологического процесса.

Катализатор на платиновой основе SC: инновационная разработка для системы каталитической газоочистки

Промышленная Группа «Безопасные Технологии», совместно с Институтом катализа им. Борескова, разработало свой низкоселективный катализатор для каталитического окисления углеводородных соединений.

Нанесение его на стеклотканую, а не традиционную керамическую основу, позволило добиться гораздо лучших механических свойств и повысило толерантность к пиковым температурам.

Циркониево-силикатные волокна основы катализатора способны выдерживать кратковременно температуру до 1000°С, не разрушаясь и не теряя рабочих свойств.  Катализатор содержит ультрамалое количество драгоценного металла – платины, и способствует окислению широкого спектра органических загрязнителей.

В первую очередь, он рассчитан на ЛОС (летучие органические соединения).

В данном катализаторе также удалось достичь относительной неуязвимости по отношению к обычным каталитическим ядам (сера, кремний), в силу углубления молекул катализатора в ткань на глубину 10 нм и отсутствия контакта каталитических ядов с активным ядром. Данный катализатор уже работает в Литве на производстве формальдегида в концерне ACHEMA, где он установлен «на хвосте» процесса, перед выбросом избытка рецикла газов в атмосферу. Показатели очистки – выше 99,8%.

Однако, спектр возможностей ПГ «Безопасные Технологии» в области газоочистки гораздо шире. Наряду с системами каталитического окисления в ЗАО «БТ» изготавливаются и системы системы термического обезвреживания типа КТО.

Также компания может предложить и хемосорбционные, и адсорбционные системы газоочистки.

Собственные производственные площадки ПГ «БТ» позволяют создавать гибко настраиваемые комплексные системы промышленной газоочистки, объединяющие в себе сразу несколько из перечисленных технологий.

Ознакомиться с модельным рядом и заказать газоочистное оборудование можно в Каталоге каталитических установок SC. Специалисты компании ЗАО «БТ» ответят на все вопросы, касающиеся утилизации газовых выбросов, и помогут подобрать оптимальное технологическое решение, адаптированное под нужды конкретного объекта.

При использовании материала/любой его части (медиаконтента) ссылка на авторство и сайт (https://safecat.ru) обязательна.
Все представленное в статье оборудование изготовлено на производственных мощностях ЗАО «Безопасные Технологии».

Источник: https://safecat.ru/posts/ochistka-gazov-i-gazovykh-vybrosov

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: