Очищення повітря

Визначення і загальна характеристика

ОЧИ́ЩЕ­Н­НЯ ПОВІ́ТРЯ Очище­н­ня газів — видале­н­ня з газової суміші різних домішок перед викидом їх в атмо­сферу з метою дотрима­н­ня сан. норм якості атмо­сфер. повітря на прилеглій тер. або для під­готовки газів до їх подальшого за­стосува­н­ня як хім. сировини. За­стосовують сухе інерц. очище­н­ня, фільтрацію, електр. та мокре очище­н­ня. До сухих пило­вловлювачів належать пилоосаджувал. камери, інерц. (жалюзійні), ротац. пило­вловлювачі, циклони, фільтри, електрофільтри. У пилоосаджувал. камерах (ефективність 40–50 % для часток не менших 30 мкм) осадже­н­ня пилу від­бувається за рахунок сили гравітації, при цьому дрібнодис­перс. пил уловлюється неефективно (частки до 5 мкм не затримуються взагалі). Інерц. осадже­н­ня базується на властивості зважених часток зберігати первин. напрям руху при зміні напряму газового потоку. Принцип дії інерц. пило­вловлювачів полягає в різкій зміні напряму руху за­брудненого потоку. Інерц. сили в декілька разів пере­вищують сили тяжі­н­ня, що під­вищує ефективність очище­н­ня: частки пилу від 20–30 мкм уловлюються на 60 % і більше. Пилоосаджувал. камери та інерц. пило­вловлювачі використовують, за­звичай, для попереднього О. п. від грубодис­перс. пилу. Ротац. пило­вловлювачі — апарати, в яких по­єд­нані вентилятор і пило­вловлювач. Принцип їхньої роботи базується на дії від­центрових сил і сил Коріоліса, що виникають при обертан­ні робочого колеса. Їх використовують для О. п. від часток пилу, що не злипаються, роз­міром понад 15 мкм. Ефективність очище­н­ня від часток роз­міром 15–20 мкм складає 80–98 %. Циклони належать до апаратів гравітац.-інерц. дії та є ефективнішими від пилоосаджувал. камер (вловлюють частки роз­міром 10–15 мкм). Принцип дії циклону також ґрунтується на викори­стан­ні від­центрової сили для видале­н­ня часток пилу з потоку газу, що обертається. Фільтри широко за­стосовують для тонкого очище­н­ня газових викидів від домішок роз­міром до 5 мкм. Принцип роботи фільтра: при проходжен­ні запиленого газу через фільтрувал. пере­тинку частки пилу затримуються пере­тинкою, а газ без пере­шкоди проходить крізь неї. Вловлені частки осаджуються на поверх­ні пере­тинки й затримуються в порах, що збільшує ефективність очище­н­ня. Залежно від матеріалу фільтрувал. шару роз­різняють зернисті, тканин­ні (рукавні фільтри з циліндрич. рукавами з тканини), волокнисті (з не­тканих матеріалів), синтетичні, сіткові, керамічні фільтри. Електр. очище­н­ня ґрунтується на іонізації пилогаз. потоку поверх­нею коронуючих електродів, до яких під­ведений струм високої напруги, осаджуван­ні часток пилу на осаджувал. електродах та їх періодич. видален­ні. Залежно від способу видале­н­ня осадженого пилу електрофільтри поділяють на мокрі й сухі. Електрофільтри дають змогу очищати гази від пилу роз­міром 0,01–100 мкм з ефективністю до 99 %. Ефективність електрофільтра ви­значається його кон­структив. та електр. параметрами і властивостями газу, що очищають. Апарати мокрого очище­н­ня працюють за принципом осадже­н­ня часток пилу на поверх­ні крапель або плівці рідини (скрубери форсункові, мех., ударно-інерц., від­центрові, барботажні пінні, насадкові, скрубери Вентурі). Пере­вага цих апаратів — за­стосува­н­ня для тонкого очище­н­ня від пилу (роз­мір часток 0,3–1 мкм, скрубер Вентурі), а також для очище­н­ня від пилу горючих і вибухонебезпеч. газів.

Для очище­н­ня від газо- і пароподіб. домішок використовують фіз.-хім. методи: абсорбцію, адсорбцію, термічне, каталітичне, біо­хім. очище­н­ня. Метод абсорбції полягає в по­глинан­ні шкідливої газоподіб. домішки (абсорбтиву) рідким по­глиначем (абсорбентом). Залежно від характеру взаємодії «абсорбтив–абсорбент» роз­різняють фіз. і хім. (хемосорбцію) абсорбцію. При хемосорбції, на від­міну від фіз. абсорбції, роз­чине­н­ня компонента, що абсорбується в роз­чин­нику, су­проводжується хім. реакцією. Регенерацію по­глинал. роз­чинів для оборотних хемосорбц. процесів здійснюють при зменшен­ні тиску або збільшен­ні температури, для без­поворот. хемосорбц. процесів — за допомогою хім. методів. Метод адсорбції ґрунтується на здатності твердих тіл із роз­виненою мікропори­стою структурою — адсорбентів (активоване вугі­л­ля, силікагель, цеоліти тощо) — вибірково вилучати з пром. викидів шкідливі домішки в результаті фіз. або хім. взаємодії. При фіз. адсорбції регенерація адсорбенту (десорбція) здійснюється шляхом зниже­н­ня тиску або збільше­н­ня температури. Терміч. метод ґрунтується на високотемператур. спалюван­ні шкідливих домішок, здатних до окисле­н­ня (вуглеводні, оксид вуглецю). Процес терміч. окисле­н­ня здійснюється при високих т-рах (+800–1200 °С). Викори­ста­н­ня методу економічно доцільне при високих концентраціях за­бруднюв. речовин, що пере­вищують межі за­йма­н­ня. Термічне зне­шкодже­н­ня технологічно реалізується у 2-х варіантах: спалюва­н­ня у факелі та спалюва­н­ня в терміч. печах різної кон­струкції. Основою каталітич. методу є реакції гетероген. каталізу. Процес протікає на поверх­ні твердих каталізаторів, що знижують енергію активації і при­скорюють хім. реакції пере­творе­н­ня шкідливих домішок у не­шкідливі або менш шкідливі зʼ­єд­нан­ня. Як каталізатори за­стосовують чисті метали, сплави металів, оксиди металів. Най­ефективнішими каталізаторами є метали платинової групи — платина, паладій тощо. Біо­хім. метод очище­н­ня базується на здатності мікроорганізмів руйнувати й пере­творювати шкідливі домішки, що від­бувається під дією ферментів, вироблених мікроорганізмами під впливом шкідливих домішок, присутніх в газі, що очищають. Біо­хім. очище­н­ня за­стосовують для дезодорації повітря, видале­н­ня з газів домішок, аміаку, формальдегіду, фенолу, азот- і сірковміс. сполук. Його здійснюють у біо­скруберах і біо­фільтрах. Біо­скруберна схема перед­бачає скрубер-абсорбер і біо­реактор, у біо­фільтрах газ очищається в актив. шарі фільтра-насадки.

Літ.: Власенко В. М. Каталитическая очистка газов. К., 1973; Кузнецов И. Е., Шмат К. И., Кузнецов С. И. Оборудование для санитарной очистки газов: Справоч. К., 1989; Ратушняк Г. С., Лялюк О. Г. Засоби очище­н­ня газових викидів: Навч. посіб. В., 2008; Кричковська Л. В., Шестопалов О. В., Бахарєва Г. Ю., Слісь К. В. Процеси та апарати біо­логічної очистки та дезодорації газоповітряних викидів. Х., 2013.

В. Є. Бєкєтов

Завантажити статтю