Очищення повітря в хімічній промисловості і виробництві пластику

Системи очищення повітря в хімічній промисловості і виробництві пластику

Важливе місце в охороні навколишнього середовища займає очищення шкідливих викидів, які виділяються в ході виробничих процесів. Хімічна промисловість, в силу своєї специфіки, частіше за все, пов'язана з виробництвом, переробкою порошкоподібних матеріалів. Виходячи з цього слід, що це супроводжується виділенням великої кількості пилу і різних шкідливих парів і газів. Кількість і види цих речовин безпосередньо залежать від типу хімічного підприємства і виду виробленої продукції. 

У хімічній промисловості можна виділити чотири групи основних шкідливих викидів:

Джерела шкідливостей, які мають умовно чисті викиди. Це означає, що шкідливі домішки, які виділяються в атмосферне повітря не перевищують допустимі санітарно-гігієнічні норми. До таких джерел можна віднести технологічні печі, які працюють на природному газі і малосірчистої мазуті. 

Джерела погано пахнуть викидів. До них можна віднести виробництва, які спеціалізуються на виробництві слабкої азотної кислоти з каталітичної очищенням.

Джерела з нетоксическими або інертними речовинами. До них відносять сушильні барабани каталізаторних процесів, котли-утилізатори сірчанокислотних виробництв.

Джерела, викиди яких несуть у собі токсичні, канцерогенні, отруйні речовини. До них належать майже всі інші види виробничих процесів на заводах хімічної промисловості.

Для того, щоб повітря, що викидається, відповідав нормативним вимогам по чистоті, слід організовувати правильну очищення викидів від пилу та інших шкідливих речовин, які відрізняються в залежності від типу процесів, що відбуваються на підприємстві.

І. Очищення викидів від шкідливих речовин, які виділяються в хімічній промисловості (зокрема при виробництві пластмас).

В різних сферах промисловості в ході виробничих процесів виділяється велика кількість не тільки пилу, а й інших газо - і пароподібні домішок, які часто мають високу температуру на виході в атмосферу. Для очищення від цих домішок використовуються кілька основних методів:

Метод абсорбції – тобто промивання викидів розчинниками домішки.

Суть такого методу полягає в тому, що забруднена повітряна суміш розділяється на складові частини, при цьому шкідливі речовини видаляються з суміші за рахунок поглинача, який називають абсорбентом, утворюючи розчин. Діє це за рахунок плівковою теорії, яка означає, що при торканні речовин, які знаходяться в рідкому і газоподібному стані, утворюється дві плівки на поверхні розділу двох фазових станів. За рахунок дифузії речовина, що вловлюють з газоповітряної суміші, проникає спочатку в газову, потім в рідинну плівку, а потім потрапляє у внутрішні шари абсорбенту. 

Прикладом обладнання, яке при цьому використовується, є скрубери різних модифікацій.

1 – абсорбер;
2 – десорбер;
3 – теплообмінник;
4 – холодильник.

Метод адсорбції – поглинання газоподібних домішок твердими активними речовинами.

Суть цього методу ґрунтується на фізичних властивостях деяких речовин вловлювати на своїй поверхні окремі компоненти газової суміші. Найчастіше таким матеріалом є активоване вугілля. Його застосовують для очищення від органічних речовин, для видалення неприємного запаху і газоподібних складових. Також, в якості адсорбентом використовують різноманітні оксиди, які відрізняються від вугілля більш високої селективної здатністю. У тому числі застосовуються розчини, які можуть допомогою хімічних реакцій перетворювати шкідливі домішки, що містяться в повітрі у нешкідливі.

1 – фільтр;
2, 3 – адсорбери;4
4 – конденсатор;
5 – сепаратор.

Метод хемосорбції – промивання викидів розчинами реагентів, які хімічним способом пов'язують домішки.

Суть цього методу полягає в поглинанні шкідливих домішок твердими або рідкими поглиначами, які в підсумку утворюють малолетучие або малорозчинні хімічні сполуки. Більшість реакцій, які при цьому відбуваються, є екзотермічними. Це означає, що вони оборотні, і при підвищенні температури знову можуть виділитися шкідливості, які були поглинені.

1 – бункер;
2 – корпус контактного апарату;
3 – газорозподільне пристрій;
4 – пневматичний ежектор.

Мал.4 Приклад каталітичної очищення газу від сірководню у зваженому шарі активного вугілля

1 – циклон-пиловловлювач;
2 – реактор зі зваженим шаром;
3 – бункер з живильником;
4 – сушильна камера;
5 – елеватор;
6 – реактор промивання каталізатора;
7 – реактор ектракції сірки.

Розглянемо детальніше основні з пиловловлювачів, які використовуються на підприємствах хімічної промисловості.

• Гравітаційні (пилоосаджувальні камери) – уловлювання частинок відбувається за рахунок сили гравітації.
  
• Інерційні – уловлювання частинок відбувається за рахунок інерційних сил.
  
• Відцентрові (циклони) – уловлювання частинок відбувається за рахунок відцентрових сил.
  
• Пилоосаджувальні камери являють собою короб, який може бути усередині порожнистим, або мати полиці. При цьому, в нижній частині розміщується бункер, який призначений для збору пилу. Принцип роботи наступний: потік повітря, який потрібно очистити, потрапляє в камеру, проходить через неї з невеликою швидкістю, не більше 0,2-1,5 м/с. Таким чином, зважені частинки, що знаходяться в повітрі під силою тяжіння, осідають на дно бункера. Ефективність очищення в таких камерах не перевищує 40-50%.
  

а) найпростіша камера;

б) камера з перегородками;

в) многополочная камера.

Мал.6 Різновиди інерційних пиловловлювачів

а) пиловловлювач з перегородкою;

б) з плавним поворотом газового потоку;

в) з розширеним конусом;

г) з боковим підводом газу.

а) спіральний;
б) тангенціальний;
в) гвинтоподібний;
г, д) осьові.

Мокрі пиловловлювачі ґрунтуються на принципах уловлювання частинок пилу за допомогою рідини. Вони широко використовуються для очищення повітря, а також гарячих та вибухонебезпечних газів від дрібнодисперсного пилу. Їх ефективність залежить від виду уловлюваних частинок і площі дотику з поверхнею рідини.

Розрізняють кілька видів мокрих пиловловлювачів:

Тарілчасті – це популярний вид пиловловлювачів, який має у своєму складі тарілки з переливом. Пил вловлюється за рахунок пінного шару, який утворюється за рахунок взаємодії рідини і газу.

Мал.8 Приклад пінного пиловловлювача та його складових

а) з переливний тарілкою;

б) з провальною тарілкою.

1 – корпус;

2 – тарілка;

3 – приймальна коробка;

4 – поріг;

5 – зливна коробка;

6 – зрошувач.

Пиловловлювачі ударно-інерційного типу діють за допомогою удару газового потоку об поверхню води. Тим самим очищається повітря ударяється об воду, зважені частинки при цьому залишаються у воду, а очищене повітря виводиться з апарату.

Мал.9 Приклад пиловловлювача ударно-інерційного типу

1 – вхідний патрубок;
2 – резервуар з рідиною;
3 – сопло.

Мал.10 Приклад скрубера мокрого типу

1 – вхідний патрубок;
2 – вихідний патрубок;
3 – кільцевий колектор;
4 – сопло.

Скрубери Вентурі – це різновид швидкісних пиловловлювачів мокрого типу, які мають у своєму складі основний елемент – трубу-розпилювач. В ній відбувається інтенсивне дроблення рідини повітряним потоком, це відбувається з великою швидкістю, порядку 40-150 м/с.

Мал.11 Приклад скрубера Вентурі
1 – труба розпилювач;
2 – циклон-пиловловлювач.

Фільтри з пористими перегородками. Їх використовують для очищення газових викидів за рахунок фільтрації забрудненого повітря через пористий матеріал фільтра. Таким образів, всі зважені частки, розмір яких більше розміру пор фільтра, відокремлюються з повітряного потоку.

Такі фільтри можуть бути декількох типів, які відрізняються між собою конфігурацією перегородок:

3.1. Гнучкі пористі перегородки – це фільтри, складовою яких є 

3.1.1. Тканинні матеріали, які можуть бути за своєю природою як природними, так і синтетичними або мінеральними; 

3.1.2. Неткані матеріали волокнистого типу, такі як повсть, папір, картон, волокнисті мати;

3.1.3. Комірчасті листи, такі як губчаста гума, мембранні фільтри, пінополіуретан.

3.2. Напівжорсткі пористі перегородки являють собою шари волокон, стружку, плетені сітки, які розташовані на опорних пристроях або ж між ними затиснуто.

3.3. Жорсткі пористі установки бувають декількох видів:

3.3.1 Зернисті матеріали, такі як пориста кераміка або пластмаси, пористі стекла, вуглеграфітові матеріали;

3.3.2. Волокнисті матеріали, які є сформованими шарами з скляних і металевих волокон;

3.3.3. Металеві сітки, перфоровані листи.

Мал. 12 Приклад тканевого фільтру

1 – корпус;
2 – струшувальний пристрій;
3 – рукав;
4 – розподільна решітка.

Електрофільтри – працюють за рахунок електризації зважених частинок, що знаходяться в повітрі з осадженням їх на електроді, заряд якого протилежний заряду забруднених частинок. Поділяють на два типи:

Трубчасті електрофільтри працюють таким чином: забруднені повітряні потоки проходять по вертикальних трубах, що мають діаметр 20-25см, в їх центрі натягнута дріт. При цьому швидкість руху цих потоків становить 0,5 – 2 м/с. Таким образів, всі зважені частинки з повітря осідають на стінках трубок.

Пластинчасті електрофільтри відрізняються тим, що в них замість трубок використовуються пластинки, між якими натягнута дріт. Для збільшення ефективності таких фільтрів електроди в них змочують водою.

Мал.13 Приклад трубчастого електрофільтра

1 – осаджувальний електрон;

2 – коронуючий електрод;

3 – рама;

4 – встряхивающее пристрій;

5 – ізолятор.

Якщо говорити про нормативних величинах, варто сказати, що вміст у повітрі над виробничими підприємствами пилу, не повинно перевищувати 30% від гранично допустимої концентрації пилу в повітрі виробничих приміщень. 

Детальніше про системи очищення повітря в хімічній промисловості можна ознайомитися в книгах Макарова Р. В. «Охорона праці в хімічній промисловості», Молчавнова Б. С. «Проектування промислової вентиляції», Эльтермана В. М. «Вентиляція хімічних виробництв», а також ДБН «Опалення, вентиляція і кондиціонування».

Підводячи підсумок, слід зазначити, що хімічні підприємства – це дуже великий сегмент промисловості, який має у своєму складі різні сфери діяльності і виробництва. Основні вимоги пред'являються до очищення викидів, оскільки вони мають у своєму складі різні багатокомпонентні речовини, концентрація яких не повинна перевищувати гранично-допустиму концентрацію. Для цього використовують різні методи очищення. А як наслідок, схеми очищення систем аспірації та вентиляції розробляються індивідуально в залежності від технологічного процесу і виділяються шкідливостей.

Замовити проектні роботи систем очищення повітря у хімічній промисловості за найвигіднішими цінами

Складність виконання монтажних робіт систем очищення повітря від викидів в хімічній промисловості залежить від типу очисної установки, а також від виробничих процесів, які там відбуваються. Від цього безпосередньо залежить кількість повітря, що видаляється. Тому такі процеси краще довіряти професіоналам, які використовуючи вихідні дані, зможуть розрахувати найбільш ефективну систему очищення повітря, підібрати необхідне обладнання і встановити його на підприємстві дотримуючи всі правила і норми. Від якості виконання цих робіт залежить подальша робота систем в цілому, тому цим повинні займатися професіонали. Виконати якісно весь комплекс робот і дати гарантію зможуть фахівці нашої компанії.

Наші пріоритети — це надійність, якість та ефективність, тому співпрацюючи з нами, Ви маєте можливість оцінити всі переваги роботи з професіоналами!