Аппараты и системы очистки выбросов оксидов азота и серы на химических предприятиях

Газ очищается от окислов серы до концентрации 0,03% в скруббере (рис. 2), а образовавшийся раствор бисульфита магния с концентрацией 50-70 г./л поступает в циркуляционный сборник, откуда часть раствора подается в напорный бак и возвращается на орошение скруббера, а другая часть в нейтрализатор для выделения сульфита магния. Раствор из нейтрализатора выводится в гидроциклоны, затем пульпа направляется на ленточный вакуум-фильтр и затем в обжиговую печь, где образуются двуокись серы и магнезит, повторно используемый в цикле.

Маточный раствор и промывочная вода после фильтр-пресса поступает в сборник осветленного раствора, куда добавляется магнезит из обжиговой печи. Раствор из сборника подается в напорный бак, где смешивается с кислым раствором из циркуляционного сборника и направляется на орошение скруббера. Степень очистки газов от SO2 составляет 90 -92%.

Достоинством магнезитового способа является возможность достижения высокой степени очистки газов без предварительного их охлаждения. Обжиг сульфита магния может производиться на химическом предприятии за пределами ТЭС, так как высушенные и обезвоженные кристаллы могут достаточно удобно транспортироваться. Основным недостатком магнезитового способа является наличие многочисленных операций с твердыми веществами (кристаллами сульфита, окиси магния, золы), что связано с абразивным износом аппаратуры и пилением. Для сушки кристаллов и удаления гидратной влаги требуется значительное количество тепла.

 

Рис. 2. Схема очистки дымовых газов от SO2 магнезитовым методом

- скруббер; 2 - напорный бак; 3 - циркуляционный сборник; 4 - нейтрализатор; 5 - гидроциклоны; 6 - ленточный вакуум-фильтр; 7 - фильтр-пресс; 8 - сборник осветленного раствора; 9 - обжиговая печь.

 

Аммиачные методы. Аммиачно-циклический способ очистки газа позволяет получить сжиженный 100%-иый сернистый ангидрид и сульфат аммония - продукты, которые могут найти широкое применение в народном хозяйстве. Количество отходов при этом способе очистки невелико.

К числу недостатков способа следует отнести необходимость предварительного глубокого охлаждения дымовых газов перед абсорбцией серы. Глубокое охлаждение достигается водой, которая вступает в непосредственный контакт с газами и нагревается при этом до 40-50°С. Такая вода не может быть сброшена в водоемы общего пользования, а ее рециркуляция в системе охлаждения требует нейтрализации кислоты известью и охлаждения в градирне. При нейтрализации образуются соли кальция, которые могут кристаллизоваться в системе охлаждения. Очищенные охлажденные газы требуют значительного количества теплоты для их подогрева перед выбросом в атмосферу.

Выбросы воздуха из градирен, охлаждающих жидкость, вытекающую из скрубберов, содержат некоторое количество аммиака, которое может загрязнять атмосферу. Дополнительный расход топлива, связанный с потреблением пара на регенерацию раствора, выпарку и сушку сульфата аммония, расход электроэнергии на установку и топлива на подогрев очищенных газон составляют около 10% топлива, расходуемого на ТЭС. Аппаратура сероулавливающей установки довольно громоздка и имеет высокую стоимость.

Кислотно-каталитические методы. Кислотно-каталитический метод основан на получении в зоне абсорбции слабой серной кислоты (10-15 вес.%), находящей ограниченное применение. К недостаткам метода, послужившим препятствием для его широкого распространения в промышленности, относится низкая скорость окисления SO2 в растворах серной кислоты, несмотря на применение различных катализаторов, а также резкое снижение активности катализаторов под действием ингибирующих органических примесей.

Разновидностью кислотно - каталитическсго метода является озоно-каталитический, сущность которого заключается во взаимодействии в растворе серной кислоты двуокиси серы и кислорода при участии катализатора (марганец) и озона, являющегося инициатором окисления. Метод позволяет получать в цикле абсорбции серную кислоту с концентрацией 30-40 вес.%, которая хотя и находит лишь ограниченное применение, однако может быть использована в случае очистки отходящих газов сернокислотных заводов в основном производстве.

          Поглощение диоксида серы твердыми поглотителями. Недостатки мокрых методов очистки выбросных газов от SO2 (снижение температуры и увлажнение выбрасываемого газового потока, коррозия аппаратуры, громоздкость и высокая стоимость установки) вызвали необходимость разработки процессов, основанных на поглощении SO2 из газовых потоков адсорбентами и химически активными поглотителями при температуре, превышающей точку росы газа. Такие работы в последнее время широко проводятся во всех промышленно развитых странах. Многие исследователи считают сухие процессы весьма перспективными для очистки выбросных газов, особенно в энергетической промышленности и цветной металлургии.

Капитальные затраты на сооружение установок для очистки газов сухими методами, как правило, ниже, а эксплуатационные расходы зачастую бывают значительными. С условиями регенерации сорбентов и очистки выбрасываемых газов от пыли поглотительного материала связано появление смешанных процессов, где наряду с сухими применяются мокрые циклы.

 

 

 

                                    Заключение     

   

         В данной работе, мною были  изучены аппараты и системы очистки выбросов оксидов азота и серы на химических предприятиях. В первой главе данной работы мы ознакомились со способами очистки промышленных газовых выбросов от оксидов азота.

        В  первой главе работы, мною было  описано, что существующие способы  очистки газовых выбросов от  оксидов азота подразделяются  на следующие группы:

- абсорбционные процессы  очистки с хемосорбцией NOх и их превращением в другие продукты, например, в азотную кислоту, нитраты, нитриты и др.

- адсорбционные методы  улавливания оксидов азота с  одновременным частичным или  полным превращением в другие  продукты, например в HNO3.

- термические и термокаталитические  методы восстановления оксидов  азота до молекулярного азота.

         Во второй главе рассказывается  об очистке продуктов сгорания от окислов серы на химических предприятиях.  Здесь мною был рассмотрен известняковый (известковый) метод, а также дана его схема. Описаны аммиачный, кислотно-каталитический методы. Рассмотрено поглощение диоксида серы твердыми поглотителями.

Изучив детально данный вопрос, прихожу к выводу, что все известные методы и средства защиты атмосферы от химических примесей можно объединить в три группы. В первую группу входят мероприятия, направленные на снижение мощности выбросов, то есть уменьшение количества выбрасываемого вещества в единицу времени. Во вторую группу входят мероприятия, направленные на защиту атмосферы путём обработки и нейтрализации вредных выбросов специальными системами очистки. В третью группу входят мероприятия по нормированию выбросов как отдельных предприятий и устройствах, так и в регионе в целом. Для снижения мощности выбросов химических примесей в атмосферу наиболее широко используют: замену менее экологических видов топлива экологичными; сжигание топлива по специальной технологии; создание замкнутых производственных циклов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           Список использованной литературы

 

1. Л.Н. Григорьев, Т.И. Буренина «Охрана окружающей среды при проектировании». Часть 1. Учебное пособие / ГОУ ВПО СПбГТУ РП. СПб., 2004.

2. Н.Г. Вилесов, А.А. Костюковская «Очистка выбросных газов» / «Техника», 2011.

3. А.В. Гладкий «Абсорбционные методы очистки газов от двуокиси серы» / М. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 2008.

4. В.И. Смола, Н.В. Кельцев «Защита атмосферы от двуокиси серы» / М. «Металлургия». 2006.

5. Котлер В.Р. Оксиды азота в дымовых газах котлов. - М.: Энергоатомиздат,2007. -144 с.

6. Патент РФ № 4515605 С1 6 В 01 D 53/56 ,1997 Салова Т.Ю.,Николаенко А.В. Способ очистки газов от оксидов азота.

6. Бринчук, М.М. Правовая охрана окружающей среды от загрязнения токсичными веществами/М.М. Бринчук.- М. 2010г. с 100 - 108

7. Гурова, Т. Ф. Основы экологии и рационального природопользования / Т. Ф. Гурова, Л. В. Назаренко. - М.: Издательство Оникс, 2005. с 18 - 23

8. Данилов-Данильян, В.И. Экология, охрана природы и экологическая безопасность/ В.И. Данилов-Данильян.- М.: МНЭПУ, 2007 г. с 20 - 22

9. Хаустов, А.П. Природопользование, охрана окружающей среды и экономика / А. П. Хаустов. - М.: Издательство РУДН, 2006 г. с 128 - 134

10. Протасов, В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России/В.Ф. Протасов.- М.: 2009 г. с 114 - 125