Transcript prezentacia 11

Odlučovanie plynných
znečisťujúcich látok a pár
Výber zariadení a metód odlučovania
• absorpcia plynov a pár kvapalinami,
• adsorpcia plynov a pár na povrchoch
zrnitých tuhých látok,
• termická oxidácia alebo redukcia,
• kondenzácia,
• biofiltrácia.
1. pary vysokej koncentrácie s vysokým rosným bodom sa
môžu odlučovať buď ochladzovaním, alebo stlačovaním,
2. veľmi rozpustné organické látky sa môžu odlučovať
„vypieram“ pomocou látky, v ktorej sú rozpustné,
3. plynné prímesy. ktoré majú molovú hmotnosť vyššiu než
vzduch, sa môžu odlučovať adsorpciou,
4. spáliteľné (oxidovateľné) látky sa môžu spaľovať v termických
alebo katalytických jednotkách,
5. silne zápalné alebo výbušné látky, rozpustné vo vode sa
ľahko odlučujú v mokrom odlučovači
6. anorganické plynné znečisťujúce látky môžu byť
eliminovaní kondenzáciou, praním nebo adsorpciou pomocou
silikagelu, alumínia alebo aktívneho uhlia.
Použitie adsorbentov a prania je obmedzené a často ostáva
základnou metódou čistenia len kondenzácia. Kyslé pary sa
rýchle eliminujú praním a účinnosť zariadenia sa zvyšuje
použitím alkalických náplní.
Fyzikálna absorpcia a adsorpcia
Absorpcia je difúzny dej, pri ktorom je plynná prímes pohlcovaná
vhodnou kvapalinou - absorbentom.
Adsorpcia je difúzny dej, pri ktorom dochádza k oddeľovaniu a
zachytávaniu plynných a kvapalných prímesí na povrchu tuhej látky adsorbentu.
•
v prípade adsorpcie sa nazýva
- adsorpčná schopnosť adsorpčného materiálu
proti plynom,
• v prípade absorpsie plynov sa nazýva
- rozpustnosť plynov v absorpčnej kvapaline
Adsorpčná schopnosť aktívneho uhlia proti plynom
Plyn (para)
Adsorpčoá schopnosť
Plyn (para)
Adsorpčná schopnosť
Acetaldehyd
7
Fenol
30
Acetón
Akroleín
Amylacetát
Amylalkohol
Benzén
Bróm
Butadién
Butylacetát
Butylalkohoi
Etylacetát
Etylalkohol
Etyléter
Etvlchlorid
Sírouhlík
Sírovodík
37,3
15
34
35
41,7
40
8
28.
30
48,5
31.5
37,2
12
64
3
Formaldehyd
Chlór
Chloroform
Jód
Kyselina octová
Oxid dusičitý
Oxid siričitý
Metylacetát
Metylalkohol
Metylchlorid
Nitrobenzén
Oktán
Pvridín
Trichloretylén
Xylén
3
15
40
40
30
10
10
16
10
5
20
25
48.5
70,5
34
Plyn
0°C
20°C
Acetvlén
0.20
0.12
Čpavok
89.50
72.00
58 70
Dusik
0.002 94
0.001 89
0.001 09
Bután
0.008 1
0,004 98
Etán
0.013 2
0.006 20
Propán
50°C
0.002 94
0.006 6
Etylén
0.028 1
0.014 9
0.00
Propvlén
0.083 7
0.038 5
0,000 ! 69
0.000 174
0.000 169
Hélium
Chlór
1.46
0,73
0.39
Chlorovodík
82.50
72.10
59.60
Bromovodík
221.20
198,0
Oxid dusnv
0.009 83
0 006 17
0 003 76
Oxid uhoľnatí-
0.004 4
0.002 84
0.001 8
Oxid uhličitý
0.34
0.17
0.08
Oxid siričitv
22.80
11.30
5.41
Kyslík
0.006 95
0.004 34
Metán
0.003 95
0.002 32
0 001 36
Sírovodík
0.71
0.39
0,19
Karbonvlsulíld
0.35
0.14
0.00 192
0.000 160
Vodík
171,5 (60 °C)
0.000 129
Odlučovanie absorpciou kvapalinami
Vápencová práčka spalín
Rozprašovacie absorbéry
Rozprašovanie absorpčnej kvapaliny v absorpčných komorách sa dosahuje:
• dýzami hydraulické rozprašovanie - dýzové rozprašovacie absorbéry,
• vzduchom - pneumatické rozprašovanie -pneumatické absorbéry,
• mechanicky - mechanické rozprašovanie - mechanické absorbéry.
Špeciálnym
prípadom rozprašovacích
absorbérov
sú odparovacie absorbéry.
Náplňové absorbéry s nehybnou náplňou
1-plášť absorbéra, 2-nosný rošt, 3-náplň, 4-zberná nádoba, 5- rozstrekovacie zariadenie
Rashigove krúžky (a),
Lessingove krúžky (b),
Berlove sedielka (c),
intalox sedielka (d),
Pallove krúžky (f)
Absorbéry s pohyblivou náplňou (turbulentne absorbéry)
Poschodové (prebublávacie) absorbéry
Podľa prívodu kvapaliny na etáže sa rozlišujú etážové absorbéry:
• prepadové (prítok kvapaliny je len na hornú etáž),
• bezprepadové (každá etáž má osobitný prítok i odtok kvapaliny).
Podľa konštrukcie prekrytia otvorov sa rozlišujú etážové absorbéry:
•
•
•
•
klobúčikové,
záklopkové.
mostíkové,
penové etážové.
Etážové penové absorbéry
1-plášť kolóny, 2-dierovaná etáž, 3-eliminátor kvapiek
Odlučovanie adsorpciou
- fyzikálna adsorpcia
- chemisorpcia
Fyzikálna adsorpcia, ktorá sa tiež nazýva van der Vaalsovská, je
vyvolaná silami medzi molekulami plynu a tuhej fázy. Adsorpčný proces je
exotermícký, pričom adsorpčné teplo mierne presahuje výparné teplo
adsorbujúcej sa látky. Sily, ktoré držia molekuly plynu na povrchu tuhej
fázy, možno ľahko prekonať zvýšením teploty, alebo znížením tlaku.
Fyzikálna adsorpcia sa najviac uplatňuje pri čistení vzduchu od exhalátov.
Chemisorpcia je vyvolaná skutočnými chemickými väzbami, ktoré sa
vytvoria reakciou adsorbátu a adsorpčného média. Je to takmer nevratný
proces. Iba vo veľmi Špeciálnych prípadoch je možné uskutočniť aj vratný
proces.
Základná schéma priemyselného adsorbéra
Navrhovanie a výber adsorbérov
adsorpčný, regeneračný a chladiaci čas,
objemový prietok znečisteného plynu,
dovolená tlaková strata,
pracovná kapacita každého lôžka.
Rozdelenie adsorbérov
Adsorbéry s nehybnou náplňou - pri
ktorých sa strieda adsorpcia a regenerácia.
Označujú sa aj ako adsorbéry s periodickou
(pretržitou) prevádzkou.
Adsorbéry s pohyblivou náplňou, ktoré sa
označujú aj ako adsorbéry kontinuálnou
(nepretržitou) prevádzkou .
1-plášť adsorbéra, 2-rošt, 3-adsorbent,
4-náplň tepelného akumulátora, 5-vstupné hrdlo čistenej vzdušniny,
7-manipulačné hrdlo, 3-prívodné hrdlo pary, 9-výpust
1-vstupné hrdlo odpadového plynu, 2-výstupné hrdlo odpadového plynu,
3-rošty pre adsorbent, 4-prívodné hrdlo ohrievacej pary,
5-prívodné hrdlo vytesňovacej pary,
6-rúra pneumatickej dopravy zregenerovaného adsorbentu
Termická oxidácia alebo redukcia
plynov a pár
Zariadenia na termickú oxidáciu
a redukciu
Adsorbcia SO2 v cirkulujúcej fluidnej vrstve
Katalyzátory
Schéma katalitického spaľovacieho zariadenia
Katalytické termické spaľovacie zariadenia potom obyčajne
pozostávajú z týchto hlavných častí:
• spaľovacia komora prídavného paliva,
• zmiešavacia komora znečistenej vzdušniny s primárnymi
spalinami (spalinami prídavného paliva),
• reakčná komora s katalyzátorom (vlastná spaľovacia komora),ä
• výmenník tepla sekundárnych spalín, rekuperátor alebo kotol.
Odlučovanie znečisťujúcich pár
ich kondenzáciou
• Povrchové (nekontaktné, s nepriamym chladením), kedy sa
teplo odpadovému plynu odoberá pri jej prepravovaní cez sústavu
rúrok, v ktorých tečie chladiace médium a kvapôčky znečistenej pary
sa vyzrážajú na odpadovým plynom obtekanej strane rúrok.
• Zmiešavacie alebo vstrekovacie (kontaktné, s priamym
chladením), kedy teplo odpadovému plynu odoberajú kvapôčky
chladiacej kvapaliny, jemne rozstrekovanej dýzami v komore.
Kvapôčky znečistenej pary s nimi koagulujú. Do vstrekovacích
kondenzátorov sa na zlepšenie styku kvapôčok chladiacej kvapaliny
so znečisteným odpadovým plynom vkladajú do komôr priehradky a
mreže. V takýchto kondenzátoroch sa pracovná voda necháva pri
chladení odpadového plynu zohriať asi o 5 °C.
Biologické metódy čistenia plynov
Biofiltre
Na účinok mikroorganizmov prejavuje vplyv mnoho
faktorov, okrem spoločenstva skupín mikroorganizmov
(baktérie, huby), zložky odpadových plynov ako zdroj
energie a živín, ďalej vlhkosť a podstata filtračného
materiálu - teplota, pH, prívod O2, pomer živín C:N:P,
koncentrácia elektrolytov a i Adaptačná fáza
mikroorganizmov trvá 2 až 3 týždne. Návrh biofiltra sa
uskutočňuje pre každý prípad individuálne. V zásade sa
navrhujú dva typy biofiltrov kontajnerový a betónový.
Kontajnerový biofilter
Betónový biofilter
Pôdny filter
Odlučovanie zápachov
z odpadového plynu
•
•
•
•
•
•
koreninovú,
kvetovú,
ovocnú,
smolnú,
odpadovú,
dechtovú.
vôna a zápach
• slabšie sú často prekrývané silnejšími,
• pri rovnakej intenzite sa môžu premiešať
natoľko, že neupovedomení ľudia
nedokážu rozlíšiť ich zložky,
• čuchový orgán sa pri konštantnej intenzite
unavuje a jeho vnímavosť rýchle
klesá,
• skutočnosť, že zápach alebo vôňa môže
byť príjemná alebo nepríjemná, je
výsledkom osobných skúseností a pocitov.
Základné problémy so zápachmi a
vôňami
• vetry ich dobre prenášajú a môžu byť identifikované aj vo veľkých
vzdialenostiach od zdroja,
• nebola určená presným spôsobom preferencia zápachov a vôní, to
zname
ná, že čuchový orgán môže byť citlivý na jeden zápach viac, na iný
menej,
• rôzne chemické látky môžu mať podobné zápachy; na druhej strane
látky
príbuzného chemického zloženia a jednej homologickej série
majú rovnaké
zápachy,
• látky s vysokou molekulovou hmotnosťou sú všeobecne
bezzápachové,
• podstata, rovnako aj intenzita zápachu môže sa meniť zriedovaním,
• citlivosť čuchu sa rýchle unaví.
Intenzita zápachu P rastie proporcionálne s
logaritmom koncentrácie S:
P = k.logS