Введення
Грандіозні масштабивиробничої діяльності людини привели до великих позитивнихперетворенням в світі - створенню потужного промислового і сільськогосподарськогопотенціалу, широкому розвитку всіх видів транспорту, іригації і меліораціївеликих земельних площ, створенню систем штучного клімату. Разом зтим різко погіршився стан навколишнього середовища. Подальше погіршення стануекосфери може призвести до далекосяжних негативних наслідків длялюдства. Тому охорона природи, захист її від забруднень стала однією знайважливіших глобальних проблем.
Одним із наслідківтехногенного впливу на навколишнє середовище в ряді країн в даний часє помітне погіршення стану атмосферного повітря. Найбільшвеликотоннажні (млн. т. на рік) глобальні забруднення атмосфери утворюють СО (2 * 10), СО (200), SO (150), NO (50), сірководень.
Під очищенням газовогопотоку розуміють відділення від нього або перетворення в нешкідливу формузабруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу разом з газовим потоком.Повітряними масами забруднення можуть переноситися на великі відстані іістотно впливати на стан атмосфери і здоров'я людини.
Зокрема, відбуваєтьсяз інтенсивністю 0,4% в рік накопичення в атмосфері СО внаслідок поглинання нимІЧ-випромінювання сонця може викликати глобальне підвищення температури(В«ПарниковийВ» ефект). Трансформація в атмосфері SO, NO та інших Анологічно природи викидів можезавершуватися освітою кислотних туманів і випадання кислотних дощів (снігів),викликають корозію багатьох неорганічних матеріалів (об'єктів), а так самопригнічення і знищення різних об'єктів флори і фауни.
багатофакторнийнегативний вплив атмосферних забруднень і на тваринний світ, і, вЗокрема, людини. Так. Навіть малі концентрації SO при тривалому впливі обумовлюютьвиникнення у людини гастриту, ларингіту і інших хвороб. Припускаютьнавіть зв'язок між вмістом у повітрі SO і рівнем смертності від раку легенів. Оксид вуглецюінактивує гемоглобін, обумовлюючи кисневу недостатність живих тканин,і викликає розлад нервової і серцево-судинної систем, а такожсприяє розвитку атеросклерозу. Сірководень викликає головний біль,слабкість і нудоту і навіть в малих концентраціях може обумовлюватифункціональні розлади центральної нервової та серцево-судинної систем.Оксиди азоту сильно дратують дихальні органи, приводячи до виникнення вних запальних процесів, під їх впливом утворюється метгемоглобін,знижується кров'яний тиск, виникає запаморочення, блювота, задишка, можливавтрата свідомості.
Ці обставиниобумовлюють жорсткі вимоги, що пред'являються до виробничих викидів ватмосферу і змістом забруднень в атмосферному повітрі. Виконання цихвимог контролюється спеціальними службами підприємств, а такожвідомчих і державних органів шляхом, а зокрема, встановленнявідповідності вимірюваних показників регламентуються величинам ПДК і ПДВ.
I. Літературний огляд
абсорбції називають процес поглинання газу рідким поглиначем, уякому газ розчинний у тій чи іншій мірі. Зворотний процес - виділеннярозчинного газу з розчину - носить назву десорбції.
У абсорбційних процесах (абсорбція, десорбція) беруть участь дві фази -рідка і газова і відбувається перехід речовини з газової фази в рідку (приабсорбції) або, навпаки, з рідкої фази в газову (при десорбції). Такимчином, абсорбційні процеси є одним з видів процесівмассопередачі.
На практиціабсорбції піддають здебільшого не окремі гази, а газові суміші, складовічастини яких (одна або декілька) можуть поглинатися даними поглиначем впомітних кількостях. Ці складові частини називають абсорбіруемимі компонентамиабо просто компонентами, а не поглинаються складові частини - інертним газом.
Рідка фазаскладається з поглинача і що абсорбується компонента. У багатьох випадкахпоглинач являє собою розчин активного компонента, вступаючого вхімічну реакцію з абсорбіруемий компонент; при цьому речовина, в якомурозчинений активний компонент, будемо називати розчинником.
Інертний газі поглинач є носіями компонента відповідно в газовій і рідкійфазах. При фізичній абсорбції інертний газ і поглинач НЕ витрачаються і неберуть участь у процесах переходу компонента з однієї фази в іншу. Прихемосорбції поглинач може хімічно взаємодіяти з компонентом.
Протіканняабсорбційних процесів характеризується їх статикою і кінетикою.
Абсорбційні методи очищення відхідних газів підрозділяються за такимиознаками: 1) за абсорбіруемий компонент; 2) за типом застосовуваного абсорбенту;3) за характером процесу - з циркуляцією і без циркуляції газу; 4) повикористанню абсорбенту - з регенерацією та поверненням його в цикл(Циклічні) і без регенерації (не циклічні); 5) по використанню уловлюванихкомпонентів - з рекуперацією і без рекуперації; 6) за типом рекуперіруемогопродукту; 7) з організації процесу - періодичні і безперервні; 8) поконструктивним типам абсорбційної апаратури.
II. Абсорбційні методи очищеннявідхідних газів від домішок кислого характеру
2.1 Очищення газів віддіоксиду сірки
2.1.1. Абсорбція водою
Абсорбція водою діоксидусірки супроводжується реакцією:
Розчинність SO у воді мала. Залежність між загальною концентрацією SOа розчині і рівноважним тиском виражається формулою:
,
де - рівноважний тиск SO; - константа фазової рівновагидля SO, м * Па/кмоль; К - константарівноваги реакції.
При абсорбції SO водою процес лімітується дифузійнимопором з боку газу і рідини. Він може бути проведений а абсорберахрізної конструкції. Для колон з провальними і сітчастими тарілками коефіцієнтимассоотдачи можуть бути визначені з рівнянь:
,
,
де і - дифузійні критеріїНуссельта для газу й рідини; та - дифузійні критерії Прандтлядля газу й рідини; та - критерії Рейнольдса для газу тарідини; та-коефіцієнти массоотдачи з боку газу і рідини, м/с; - поверхнево-об'ємнийдіаметр бульбашок газу, м (; та - коефіцієнти молекулярноїдифузії SO в газі і рідини, м/с; та - кінематичнікоефіцієнти в'язкості газу та рідини, м/с; та - швидкість газу і рідини агазорідинному шарі, м/с.
У зв'язку з низькоюрозчинністю діоксиду сірки у воді для очищення потрібен великий її витрата іабсорбери з великими обсягами. Видалення SO з розчину ведуть при нагріванні його до 100С. Такимчином, проведення процесу пов'язане з великими енерговитратами.
2.1.2 Вапнякові івапняні методи
Перевагою цих методівє проста технологічна схема, низькі експлуатаційні витрати,доступність і дешевизна сорбенту, можливість очищення газу без попередньогоохолодження і знепилювання.
На практиці застосовуютьсявапняк, крейда, доломіт, мергелі. Вапно отримують випаленням карбонатних порідпри температурі 1100 - 1300С.
Процес абсорбціїдіоксиду сірки для вапняного і вапнякового методів представляється у виглядінаступних стадій:
,
,
,
,
,
,
Протікання тих чи іншихреакцій залежить від складу і рН суспензії. У присутності у розчині різнихдомішок процес абсорбції значно ускладнюється. Наприклад, діяневеликих кількостей підвищує ступінь очищення іступінь використання вапняку. При цьому протікають наступні реакції:
Для розрахунку рівновагипри використанні солей кальцію запропоновані емпіричні рівняння:
для системи:
для системи:
для системи
.
2.1.3 Магнезитова метод
Діоксид сірки в цьомувипадку поглинають оксид - гидрооксидом магнію. У процесі хемосорбції утворюютьсякристалогідрати сульфіту магнію, які сушать, а потім термічно розкладаютьна-міститьгаз і оксид магнію. Газ переробляють в сірчану кислоту, а оксид магніюповертають на абсорбцію.
В абсорбері протікаютьнаступні реакції:
Розчинність сульфітумагнію у воді обмежена, надлишок його у вигляді і випадає в осад.Технологічна схема процесу представлена ​​на рис. 1.
Рис. 1. схема установки...
