№ 7, июль 2021

Error: Applet "NumberSelect" was not executed
Купить этот номер
в электронном виде
Скачать демо-номер

Очистка газовоздушных выбросов от органических загрязнителей

Рубрика «Охрана атмосферного воздуха»

Д.Л. Дубовец, инженер по охране окружающей среды 2 категории ОАО «УКХ «Минский моторный завод»

Производство искусственного волокна, обработка резины, хранение и распределение нефтепродуктов, нанесение лакокрасочных покрытий, химическая чистка одежды — эти и многие другие производственные операции являются источниками образования и выделения в воздушную среду органических соединений. Данные вещества, являясь, как правило, побочными продуктами хозяйственной деятельности, которые не находят применения по месту образования, отводятся от источников выделения и через системы вытяжной вентиляции выбрасываются в атмосферный воздух.


Поскольку любые органические соединения, выбрасываемые в атмосферный воздух, относятся к загрязняющим веществам, соблюдение установленных нормативов допустимых выбросов[1] является актуальной задачей для природопользователей.

 

ВАЖНО
Согласно п. 1 ст. 27 Закона Республики Беларусь от 16.12.2008 № 2-З «Об охране атмосферного воздуха»[2] при невозможности обеспечить соблюдение нормативов допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и (или) технологических нормативов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух с учетом применения наилучших доступных технических методов организованные стационарные источники выбросов должны оснащаться газоочистными установками[3] (далее — ГОУ).

 

Для очистки газовоздушных выбросов (далее — ГВВ) от органических загрязнителей в промышленности применяются следующие методы:

  • адсорбционный;
  • каталитического окисления;
  • термической нейтрализации;
  • плазменной деструкции.

Подробно рассмотрим каждый из приведенных методов.

 


АДСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД


Адсорбция — процесс извлечения парообразных и (или) газообразных компонентов из газовоздушного потока с помощью твердого поглотителя (адсорбента).


ГОУ, в основе которых лежит адсорбционный метод очистки (рис. 1), называются адсорберами. Адсорберы представляют собой полые стальные аппараты, которые содержат слой адсорбента, располагаемый на пути движения газовоздушного потока.

 

 

Промышленные адсорберы могут быть аппаратами периодического или непрерывного действия. В промышленности наиболее распространены адсорберы периодического действия. Периодичность их работы связана с необходимостью регенерации и замены отработанного адсорбента.


Очистка газов в данных аппаратах осуществляться за счет поглощения молекул газов и паров поверхностью адсорбента и удержания этих молекул силами Ван-дер-Ваальса (имеет место физическая адсорбция). При этом поглощение органических веществ может проводиться в стационарных (неподвижных), кипящих и плотно движущихся слоях адсорбента.


В качестве адсорбента в промышленности используются мелкодисперсные пористые материалы природного и синтетического происхождения: активные угли, силикагель, алюмогель, цеолиты, пористые стекла и др.


Эффективность работы адсорбционных установок в значительной степени зависит от правильного выбора адсорбента. Важнейшими характеристиками адсорбентов, которые следует учитывать при внедрении адсорберов или изменении марки используемого адсорбента на действующих ГОУ, являются:

  • адсорбционная емкость;
  • селективность;
  • способность к регенерации;
  • стоимость.

Адсорбционная емкость является главным показателем адсорбентов, поскольку от нее зависят размеры адсорбера, эффективность очистки газов и частота замены адсорбента.


Различают два вида емкости адсорбентов:

  • статическая емкость, которая соответствует равновесному состоянию системы и показывает, какое количество вещества способен поглотить адсорбент в условиях равновесия, т.е. когда концентрации адсорбтива на входе и на выходе становятся одинаковыми;
  • динамическая емкость, которая соответствует поглощению вещества слоем адсорбента от начала адсорбции до начала «проскока» адсорбтива, т.е. когда в выходящем из слоя адсорбента газе-носителе появляются следы адсорбтива.

Селективность адсорбентов — это способность адсорбировать из газовых смесей индивидуальные вещества с определенными физико-химическими свойствами. Избирательность (селективность) адсорбентов зависит от размера пор. Если средний радиус пор меньше радиуса адсорбируемых молекул, то такие поры не способны адсорбировать молекулы данного размера. Если же радиус пор значительно больше радиуса адсорбируемых молекул, то такие поры могут лишь частично адсорбировать такие молекулы. Эффективная адсорбция может быть лишь в том случае, когда средний радиус пор имеет тот же порядок, что и адсорбируемые молекулы.

 

К СЛОВУ
При выборе адсорбента следует учитывать, что адсорбция протекает по правилу «подобное адсорбируется на подобном», т.е. полярные сорбенты хорошо адсорбируют полярные вещества, а неполярные сорбенты — неполярные вещества.

 

Массовый расход адсорбента в аппарате очистки газов зависит от объемного расхода очищаемых ГВВ и концентрации загрязняющих веществ в нем. Чем выше эти показатели, тем больше адсорбента потребуется для очистки газов. В этой связи с экономической точки зрения при всех прочих равных показателях разных видов адсорбента выбирать следует тот из них, который имеет более низкую стоимость.

 

[1] Подробнее о соблюдении нормативов допустимых выбросов см.: Ерилин Г.Н. Изменен перечень нормируемых загрязняющих веществ в выбросах: каковы действия эколога? // Экология на предприятии. 2021. № 6. С. 33–41. Скачать статью бесплатно можно по ссылке www.vk.cc/c3vi6g (примеч. ред.).

[2] В ред. от 18.06.2019.

[3] Подробнее об аппаратах очистки газов от твердых частиц см.: Дубовец Д.Л. Аппараты очистки газов от твердых частиц: как выбрать? // Экология на предприятии. № 4. С. 38–49.

Данный материал публикуется частично. Полностью материал можно прочитать в журнале «Экология на предприятии» № 7 (121), июль 2021 г. Воспроизведение возможно только с письменного разрешения правообладателя.