4.6.Характеристика методу термічного очищення газових викидів.

Метод заснований на здатності горючих токсичних компонентів  окислюватися до менш токсичних при наявності вільного кисню і високій температурі газової суміші.

Цей метод використовується у випадках, коли об’єми викидів великі.

Переваги:

1. Відсутність шламового господарства.

2. Невеликі габаритні розміри очисних установок.

3. Висока ефективність очищення при низькій собівартості очистки.

4. Простота обслуговування, можливість автоматизації.

Недоліки: Метод не може використовуватись для знешкодження газів, які при спалюванні утворюють продукти, що по токсичності в багато разів перевищують вихідний газовий викид (наприклад, при спалюванні газів, що містять фосфор, галогени, сірку).

Виходячи з цього метод термічного знешкодження може використовуватись для викидів, які містять токсичні компоненти органічного походження, але не містять галогенів, сірки, фосфору. (лако-фарбові, типографська справа, пахучі речовини).

Розрізняють три схеми: пряме спалювання; термічне окислення, > t = 600-800˚С; каталітичне спалювання, > t = 250-480˚С.

Пряме спалювання.

Пряме спалювання – використовують, коли відхідні гази забезпечують значну частину енергії, необхідної для здійснення процесу. З економічних міркувань цей вклад повинен перебільшувати 50% загальної теплоти згорання. При проектування необхідно знати границю вибуху або займання відходів і газоподібного палива і сумішах із повітрям. Ці дані показують, чи буде даний вид відходів підтримувати горіння без додаткового підводу палива.

Одна з проблем, які ускладнюють здійснення прямого спалювання, це можливість досягання температури до 1300˚С, але витримування газу при такій температурі у присутності кисню може призвести до утворення оксидів азоту. Тобто відбувається вторинне забруднення. Прикладом прямого спалювання можуть бути вуглеводні.

Процес можна проводити: в топочних пристроях, промислових печах, топках котельних агрегатів, у відкритих факелах.

Конструкція нейтралізатора повинна забезпечувати необхідний час перебування газів в апараті при температурі, яка гарантує ступінь їх нейтралізації. Час складає 0,1-0,5 с (до 1 с). Температура орієнтована на нижню границю самозаймання газової суміші і перевищує температуру займання на 100-150˚С.

В деяких випадках відхідні гази із значним вмістом паливних компонентів можуть використовуватись як паливо.

Як самостійне паливо можуть спалюватись відхідні гази з теплотворною здатністю 3,35-3,77 МДж/м3.

Термічне окислення.

Використовують коли вихідні гази мають високу температуру, але в них немає достатньої кількості кисню; коли концентрація горючих домішок дуже низька (не забезпечує теплоту для підтримання полум’я, тобто пряме спалювання – економічно невигідне).

Основні параметри, що враховують при проектуванні – час, температура, турбулентність пристроїв термічного окислення.

Час – достатній для повного окислення (0,3-0,8 с).

Турбулентність (характеризує ступінь переміщування) – необхідна для забезпечення ефективного контакту кисню і горючих домішок.

Температура – підбирається в залежності від властивостей горючих домішок: 500-760˚С – для вуглеводнів; 680-800˚С – для окислення СО;  480-680˚С – для нейтралізації запаху.

Переваги: Відносно низька температура, що знижує можливість утворення оксидів азоту.

Каталітичний метод

Каталітичний метод – використовують для знешкодження токсичних компонентів шляхом введення в систему каталізаторів, які забезпечують хімічне перетворення забруднювачів в інші продукти.

Розрізняють гомогенний і гетерогенний каталіз. Останній найбільш поширений.

Каталітична взаємодія відбувається на границі розділу фаз газової суміші і каталізатору:

А + В + К  К [AB];  К [AB] → С + К

К [AB]  - активована проміжна сполука.

Каталітична термічна нейтралізація передбачає перетворення токсичних компонентів шляхом введення в систему каталізаторів.

Каталітичне окислення відрізняється короткочасністю процесу, що різко скорочує габарити, а також низько. Температурою (до 300˚С) порівняно з термічним окисленням.

Каталізаторна маса виконується у вигляді дроту, кілець, пластин з Ni, Al2O3, G з нанесеним на них благородних металів (соті долі %).