Промислова екологія - Апостолюк C.O. - 4.4. Адсорбційно-абсорбційне очищення атмосферного повітря від парів формальдегіду

Очищення атмосферного повітря від токсичних парів формальдегіду, що виділяється при варінні сечовино-формальдегідних смол і приготуванні клеїв, застосуванні їх при склеюванні деревини та деревних матеріалів (виробництво меблів, фанери, деревостружкових і шаруватих пластиків), здійснюється комбінованим адсорбційно-абсорбційним методом. Для цього на промислових підприємствах застосовують спеціальні адсорбційно-абсорбційні установки, одна з яких наведена на рис. 4.8.

Опишемо принцип роботи установки. Повітря, забруднене формальдегідом, подається в адсорбер і знизу вгору через шари активованого вугілля, в результаті чого відбувається адсорбція (поглинання) парів формальдегіду. Процес адсорбції триває 30 хв, після чого вугілля автоматично висипається в реактор 3. У цей момент у реактор подається вода, а з мірника 2 — розчин аміаку. Вся суміш у реакторі перемішується спеціальним роторним механізмом, відбувається хімічна реакція

Рис. 4.8. Схема адсорбційно-абсорбційної установки для очищення повітря від парів формальдегіду: І — шеститарілчаста колонка; 2 — мірник аміаку; З — реактор; 4 — місткість; 5 — насос; 6 — збирач; 7 — вентилятор

Унаслідок реакції вловлений поглиначем формальдегід Н2СО під дією аміаку нейтралізується та переходить в уротропін (СН2)6^. Отже, досягається відповідне очищення повітря від формальдегіду та утворюється нова речовина — уротропін, сфера застосування якого досить різноманітна.

4.5. Термічна нейтралізація шкідливих газів, що викидаються в атмосферу

Розглядають три схеми термічної нейтралізації газових викидів в атмосферне повітря: пряме спалювання шкідливих речовин у полум'ї, термічне окислення та каталітичне спалювання. Пряме спалювання у полум'ї та термічне окислення здійснюють при температурах 600—800 °С, а каталітичне спалювання — при 250—450 °С. Вибір схеми нейтралізації визначається хімічним складом забруднюваних речовин, їхньою концентрацією, початковою температурою газових викидів, об'ємною витратою та гранично допустимими нормами викиду цих речовин.

Пряме спалювання слід використовувати тільки в тих випадках, коли відвідні гази забезпечують підведення значної частини енергії, необхідної для здійснення процесу. Однією з проблем, яка

ускладнює пряме спалювання, є висока температура (1300 °С), що може спричинити утворення шкідливих оксидів азоту.

Нині існує ряд конструктивних варіантів прямого спалювання шкідливих речовин у закритій камері. Основними вимогами до таких камер є високий ступінь турбулентності газоповітряного потоку та обмежений час перебування газу в камері — 0,2—0,7 с. Найбільш поширеною ділянкою застосування камерних доспалювачів з відкритим полум'ям є доспалювання органічних відходів від лакофарбових цехів машинобудівних і деревообробних підприємств, відвідних газів та оксидів азоту, що утворюються в процесі нітрування тощо.

На рис. 4.9 наведена схема установки очищення газових викидів лакофарбового виробництва.

Рис. 4.9. Схема установки для очищення газоподібних викидів лакофарбового виробництва

Установка — це циклонна топка з газовим пальником і камерою розведення газів після їхнього очищення. Опишемо принцип роботи установки. Повітря, забруднене токсичними газами органічних речовин (толуол, ксилол та ін.), подається у вихоровий двозонний пальник 2 каналом 6 і далі у внутрішню порожнину печі 4 через тангенціальні канали б. Природний газ подається у пальник через трубу 3. Час перебування газу в порожнині — не менше 0,5 с, і контакт з розжареними стінками камери забезпечує повноту їх згоряння. Атмосферне повітря подається через центральну трубу 1 пальника тільки при знешкодженні викидів з вмістом менше 15 % кисню. Запуск установки, виведення у робочий режим та його підтримка здійснюється за допомогою блоку автоматичного керування.

Термічне окислення застосовують тоді, коли температура викидних газів висока, але вони не містять достатньої кількості кисню, або коли недостатня концентрація горючих домішок для забезпечення підведення кількості тепла, необхідної для підтримування полум'я. Важливими факторами, що повинні враховуватися при проектуванні установок для термічного окислення, є час, температура та турбулентність.

Одна із найпростіших установок, що використовуються для вогневого знешкодження технологічних і вентиляційних низькотемпературних викидів, зображена на рис. 4.10. Установка працює таким чином. Забруднений викидний газ подається через вхідний патрубок 1 та порожнину теплообмінника-підігрівача З у У-подібну порожнину його колектора. При цьому горючі компоненти вихідних газів доводять до необхідної температури й спалюють у кисні, наявному у потоці забрудненого газу.

Рис. 4.10. Схема установки для вогневого знешкодження технологічних і вентиляційних викидів

Процес доспалювання відбувається у камері змішування 4, де хвостова частина факела контактує із знешкодженими викидами при їх турбулізації перегородками камери. Вихідні гази, що проходять через патрубок 5, викидаються в атмосферу або пропускаються через додатковий теплообмінник для рекуперації тепла гарячих газів.