Термическое обезвреживание газов

Этот процесс используется, если загрязнители легко окисляются (С_nH_2n+2, C_nH_2n и др.). Удаление полютантов производится их сжиганием с образованием нетоксичных продуктов (СО₂, Н₂О).

Рис. 26. Схемы контактных аппаратов с фильтрующим слоем катализатора: а – контактный аппарат с катализатором в виде сеток; б – трубчатый контактный аппарат; в – контактный аппарат с перфорированными решетками; г – многослойный контактный аппарат; д – контактный аппарат с трубками Фильда; е – контактный аппарат с теплообменником.

Принципиальными вопросами теории и практики сжигания газов, содержащих большую долю баластных примесей (N₂, CO₂), являются следующие:

- условия устойчивого сжигания газов;

- длина возникающего пламени.

Для сгорания сильно забалластированного газа необходимо знать пределы устойчивого горения смесей, что следует из верхнего и нижнего пределов воспламенения компонентов (СН₄, СО, Н₂) в смеси с негорючими составляющими (N₂, CO₂). Согласно рис. 27, пределы воспламенения пары газов (сгораемого и инертного) индивидуальны. В экстремумах кривых нижний и верхний пределы совпадают, относясь уже к невоспламеняемым смесям.

Реализация этого процесса требует учета целого ряда особенностей. Прежде всего следует иметь в виду, что скорость распространения пламени v_пл сложных смесей является функцией природы компонентов сжигаемого газа (сгораемого и инертного) и окислителя. Для газовоздушной смеси

v_пл = ,

где j_i – об. % горючих компонентов, v_i – скорость распространения пламени.

Рис. 27. Изменение пределов воспламенения СН₄, Н₂ и СО в зависимости от добавки к ним N₂, CO₂ или Н₂О. Правые ветви кривых – нижний предел, левые – верхний предел воспламенения.

Зависимость линейной скорости распространения пламени (единица объема смеси, сгорающей на единицу поверхности фронта пламени в единицу времени, м³/м×с или м/с) имеет вид

v_н = v_н,0 (Т/Т₀)ⁿ,

где v_н,0 – нормальная скорость распространения пламени в холодной газовоз душной смеси с абсолютной температурой Т₀, v_н – то же для смеси, нагретой до Т, n = 1,7…2,0. Горелка для сжигания газа приведена на рис. 28.

В качестве примера рассмотрим сжигание неосушенного сажевого газа (рис. 29). Газ поступает в смеситель через улиточный подвод. Смесь сажевого газа в воздухом дополнительно закручивается лопастями 6 и поступает в полость огнеупорного туннеля. Подача природного газа производится по трубе. Смешение его с воздухом производится в полости на выходе из газовыпускных отверстий. Полученная смесь закручивается лопастями 9, сгорая в сердцевине туннеля.

Рис. 28. Горелка для сжигания низкокалорийного газа: 1 – смеситель, 2– отверстие в боковой стенке центральной трубы для подачи газа, 3 – торец центральной трубы, заглушенный крышкой, 4 – крышка, 5 –патрубок подачи газа в горелку, 6 – конфузор, 7 – кратер охлаждения водой, 8 - конусообразный стабилизатор пламени, 9 – огнеупорный туннель.

Рис. 29. Горелочное устройство для сжигания сильно балластированных газов с добавкой природного газа: 1 – подвод воздуха для горения, 2 – улиточный подвод сажевого газа, 3 – отверстия для подачи воздуха, 4 – коллектор подвода воздуха для горения сажевого газа, 5 – смеситель, 6 – лопасти, 7 – огнеупорный туннель, 8 – подвод природного газа, 9 – лопасти, 10 – газовыпускные отверстия, 11 – полость.

Очистка аэрозолей всегда сопряжена с выбросами в атмосферу, содержащими токсичные загрязнители, которые рассеиваются в ней и могут приводить к фактическим концентрациям в атмосферном воздухе, существенно превышающим ПДК_а.в.. В связи с этим между источником загрязнителя и спальным районом должна существовать санитарно–защитная зона. Но перед тем как излагать принципы ее организации рассмотрим методы оценки рассеяния загрязнителей.

Контрольные вопросы

1. Перечислите методы очистки и обезвреживания газов.

2. Перечислите показатели эффективности аппаратов очистки газов.

3. Перечислите виды пылеосадительных камер. Чем они отличаются друг от друга?

4. в чем различие цилиндрических и конических циклонов?

5. Изобразите схему скрубберов с провальной и переливной тарелками.

6. Изобразите схему фильтрующего элемента туманоуловителя.

7. Изобразите схему абсорбции SO₂ суспензией известняка.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: