Для очистки газов методом катализа с использованием реакций восстановления и разложения применяют восстановители (водород, аммиак, углеводороды, монооксид углерода). Нейтрализация оксидов азота NO_x достигается применением метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида углерода.

• Перспективен сорбционно-каталитический способ очистки особо токсичных веществ при температурах ниже температуры катализа.
• Адсорбционно-окислительный способ также представляется перспективным. Он заключается в физической адсорбции малых количеств вредных компонентов с последующим выдуванием адсорбированного вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического или термического дожигания.

    Ниже  приводится несколько наиболее эффективных  технологических схем очистки газовых выбросов от наиболее распространенных газообразных загрязнителей. 

    

  Рис. 1. Очистка газа от сероводорода в  полой башне.

  Основным  аппаратом установки является полая  равнопроточная распылительная башня  9 с объемным центробежным распылителем, приводимым во вращение электродвигателем 12. диафрагмой /. Поглотительный раствор поступал в башню из банка 4 через вентиль 6 и ротаметр 5. Температура и давление в башне контролируется термометром 11 и манометром 10. Очищенный газ отводится через газоход 13 в смеситель 16, куда поступает также и воздух; далее газовая смесь поступает в печь 17. Отработанный раствор из башни 9 поступает в сборник 8 и насосом 7 подавался на рециркуляцию. 

    

Рис. 2. Схема  очистки газов от двуокиси серы циклическим  методом.

    Принципиальная схема извлечения и концентрирования SO₂ циклическим методом показана на рис. 2. Охлажденный и очищенный от механических примесей газ поступает в абсорберы /, орошаемые поглотителем. Очищенный газ выбрасывается в атмосферу, а поглотительный раствор нагревается в теплообменнике 3 и направляется в отгонную колонну 4, снабженную кипятильником 5. Смесь водяных паров с SO₂ поступает в конденсатор 6, а затем в холодильную башню 8, орошаемую циркуляционной холодной водой (насыщенной SO₂). Водяные пары конденсируются, а чистая двуокись серы извлекается из системы. Раствор охлаждают в холодильниках 7 и 9 и собирают в емкости 2. 

    

  Рис. 3. Схема очистки выхлопных газов  от SO₂ известковым способом.

    Принципиальная  схема установки по очистке отходящих  газов от SO₂ известковым способом представлена на рис. 3. По этому способу отходящие газы подвергаются предварительной очистке от механических примесей (пыли, сажи) в батарейных циклонах 1, после чего с помощью газодувки 2 направляются в скруббер 3, орошаемый известковым молоком.

  При взаимодействии известкового молока с  SO₂ протекают реакции

      SO₂ + Н₂O = Н₂SO₃;

      Са (ОН)₂ + SO₂ = CaSO₃ + 2H₂O.

  По  мере циркуляции раствора в нем накапливается  соль СаSО₃. Когда концентрация ее в растворе достигнет 18-20%, раствор периодически заменяется свежим. Образовавшийся сернистокислый кальций плохо растворим в воде (0,138 г/л), поэтому в системе орошения скрубберов последовательно устанавливается кристаллизатор 5, служащий для выделения кристаллов сульфита кальция. Дальнейшее выделение CaSO₃ происходит на вакуумфильтре 6. Шлам, состоящий из СаSО₃ и CaSO₄, образующийся за счет реакции

      2СаSO₃+O₂=2СаSO₄,

выводится в отвал транспортером 7 и может  быть использован для производства строительных материалов. Известковый метод обеспечивает практически полную очистку газов от SO₂, но требует значительного расхода извести.

 

    Задание 4. Шифр 03

    Определить  величину максимальной приземной концентрации вредного вещества (C_м), расстояние (Х_м) от источника выброса до точки максимальной концентрации. Построить график изменения приземной концентрации (С) по оси факела в зависимости от расстояния (Х). С помощью графика найти расстояние до населенного пункта, при котором существующая мощность выброса будет соответствовать нормативу  ПДВ.

    Мощность  выброса: М=5,1 г/с;

    Выбрасываемое вещество: Окислы азота;

    Объемный  расход пылегазовой смеси:

    Высота  источника выбросов над уровнем  земли, H=35 м;

    Температура выбрасываемой газо-воздушной смеси, T_R=210 °C;

    Диаметр устья источника выброса, D=0,5 м;

    Расстояние  до населенного пункта: X_расч=700м

    ПДК_разов: 0,085 мг/м³;

    ПДК_сс: 0,04 мг/м³;

    Источник  расположен в: Бурятия;

    Продолжительность работы источника:

    Коэффициент температурной стратификации:

Средняя максимальная температура воздуха наиболее жаркого месяца:

Коэффициент экологической ситуации территории

    Среднегодовая температура наружного воздуха:

    η=1 
 
 

    Решение:

    1) Перегрев газовоздушной смеси:

    

    2) Скорость выхода  газовой смеси  из устья источника,  w₀, м/с

    

    3)Расход  газовоздушной смеси.

    

    4) Коэффициенты f, V_m, V'_m, f_C

    

    

    

    

    5) Параметры m и n

    

    

    6) Максимальные концентрации загрязнителей

    

7. Определение расстояния  до места, где  наблюдается максимальная  приземная концентрация:

    Т.к. V_m=1,39, расчет коэффициента d следует производить по следующей формуле:

    

      

    8. Проверка на превышение  ПДК

      

    9. Вывод:.

    Сравнивая полученную приземную концентрацию с величиной ПДК (0,085 мг/м³), очевидно 2х кратное превышение.

    Расстояние  от источника выброса, на котором  концентрация сероводорода достигает  максимального значения составляет соответственно 363 м.

    10. Определение норматива  ПДВ

    Значение  ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем в случаях с_ф < ПДК определяется по формуле:

    

11. График изменения  максимальной приземной  концентрации с  расстоянием до  источника выбросов

Из графика  очевидно, что существующая мощность выброса будет соответствовать нормативу ПДВ на расстоянии 270м от поселка.

 

     Литература

1. Бримблкумб  П. Состав и химия атмосферы. М.: Мир, 1988.
2. Горохов В.Л., Кузнецов Л.М., Шмыков А.Ю. Экология. Учебное пособие. –М, – СПб.: «Издательский дом Герда», 2005г
3. ОНД-86. Методика расчета концентрация в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. –М.: Госкомгидромет, 1986г
4. Родлонов А.И., Кузнецов Ю.П., Зелков В.В., Соловьев Г.С. Оборудование и сооружения для защиты биосферы от промышленных выбросов. М., Химия, 1985. 352с. с ил.