Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 205 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

205
ческих и экономических условий. Так, по требованиям пожаро- и взрыво-
безопасности нельзя подвергать адсорбционной обработке газы с содержа-
нием взрывоопасных компонентов более 2/3 от нижнего концентрационно-
го предела воспламенения.
Оптимальные концентрации загрязнителей в газах, подаваемых на
очистку, находятся в пределах 0,02...0,5% об. (в пересчете на соединения с
молекулярной массой ~ 100). Современные технические возможности не
позволяют снижать концентрации загрязнителей посредством адсорбции
до санитарных норм. Ориентировочно минимальные конечные концентра-
ции загрязнителей, соответствующие приемлемым характеристикам ад-
сорбционных аппаратов, на практике составляют 0,002...0,004% об. Поэто-
му адсорбционная очистка газов с начальным содержанием загрязнителя
менее 0,02% уместна, если это дорогостоящий продукт или вещество вы-
сокого класса опасности.
Обработка отбросных газов с
высокой (более 0,2...0,4% об. в пере-
счете на соединения с молекулярной массой порядка 100...50) начальной
концентрацией загрязнителя требует значительного количества адсорбента
и, соответственно, больших габаритов адсорбера. Громоздкость аппаратов
вызывается и малыми (до 0,5 м/с) значениями скорости потока через слой
адсорбента, поскольку при более высоких скоростях резко возрастает ис-
тирание и унос адсорбента. Так
, потери адсорбента за счет уноса могут до-
ходить при скоростях потока 1...1,5 м/с до 5% в сутки.
Однако возможности процесса адсорбции еще далеко не исчерпаны.
В ряде случаев он может быть использован для создания очистных систем
нового поколения, удовлетворяющих не только санитарным нормам, но и
экономическим требованиям. К примеру, адсорбцию можно
применить в
двухступенчатой схеме очистки для предварительного концентрирования
сильно разбавленных органических загрязнителей, поступающих затем на
термообезвреживание. Таким образом концентрации загрязнителей в вен-
тиляционных выбросах можно повысить в десятки раз.
Адсорбция может протекать в неподвижном слое, перемещающемся
(движущемся) слое, кипящем (псевдоожиженном) слое адсорбента.
4.2.1. Теория адсорбции
Способность поверхностных частиц (ионов, атомов или молекул)
конденсированных тел притягивать и удерживать молекулы газа обуслов-
лена избытком энергии на поверхности (по сравнению со средней энергией
частиц в объеме тела) и присуща всем твердым веществам и жидкостям.
На практике в качестве адсорбентов выгодно использовать вещества с раз-
витой удельной (на единицу объема
) поверхностью.
Количество адсорбата, удерживаемое на единичной площади по-
верхности раздела фаз, в конечном счете определяется силой взаимодейст-
ческих и экономических условий. Так, по требованиям пожаро- и взрыво-
безопасности нельзя подвергать адсорбционной обработке газы с содержа-
нием взрывоопасных компонентов более 2/3 от нижнего концентрационно-
го предела воспламенения.
      Оптимальные концентрации загрязнителей в газах, подаваемых на
очистку, находятся в пределах 0,02...0,5% об. (в пересчете на соединения с
молекулярной массой ~ 100). Современные технические возможности не
позволяют снижать концентрации загрязнителей посредством адсорбции
до санитарных норм. Ориентировочно минимальные конечные концентра-
ции загрязнителей, соответствующие приемлемым характеристикам ад-
сорбционных аппаратов, на практике составляют 0,002...0,004% об. Поэто-
му адсорбционная очистка газов с начальным содержанием загрязнителя
менее 0,02% уместна, если это дорогостоящий продукт или вещество вы-
сокого класса опасности.
      Обработка отбросных газов с высокой (более 0,2...0,4% об. в пере-
счете на соединения с молекулярной массой порядка 100...50) начальной
концентрацией загрязнителя требует значительного количества адсорбента
и, соответственно, больших габаритов адсорбера. Громоздкость аппаратов
вызывается и малыми (до 0,5 м/с) значениями скорости потока через слой
адсорбента, поскольку при более высоких скоростях резко возрастает ис-
тирание и унос адсорбента. Так, потери адсорбента за счет уноса могут до-
ходить при скоростях потока 1...1,5 м/с до 5% в сутки.
      Однако возможности процесса адсорбции еще далеко не исчерпаны.
В ряде случаев он может быть использован для создания очистных систем
нового поколения, удовлетворяющих не только санитарным нормам, но и
экономическим требованиям. К примеру, адсорбцию можно применить в
двухступенчатой схеме очистки для предварительного концентрирования
сильно разбавленных органических загрязнителей, поступающих затем на
термообезвреживание. Таким образом концентрации загрязнителей в вен-
тиляционных выбросах можно повысить в десятки раз.
      Адсорбция может протекать в неподвижном слое, перемещающемся
(движущемся) слое, кипящем (псевдоожиженном) слое адсорбента.
                         4.2.1. Теория адсорбции
      Способность поверхностных частиц (ионов, атомов или молекул)
конденсированных тел притягивать и удерживать молекулы газа обуслов-
лена избытком энергии на поверхности (по сравнению со средней энергией
частиц в объеме тела) и присуща всем твердым веществам и жидкостям.
На практике в качестве адсорбентов выгодно использовать вещества с раз-
витой удельной (на единицу объема) поверхностью.
      Количество адсорбата, удерживаемое на единичной площади по-
верхности раздела фаз, в конечном счете определяется силой взаимодейст-

                                   205