Применяемые методы очистки весьма разнообразны и отличаются как по конструкции аппаратов, так и по технологии обезвреживания. Способ очистки выбирается в зависимости от ряда условий: количественного и качественного состава образующихся (выделяющихся) загрязняющих веществ, а также требуемой степени очистки отходящих газов.
В рамках Государственной научно-технической программы “Экологическая безопасность” за последние годы специализированными организациями проведены научно-исследовательские работы по разработке целого ряда технологий очистки промышленных выбросов и вентиляционного воздуха от загрязняющих веществ.
Циклон, отделяющий пыль
В научно-исследовательской лаборатории очистки и утилизации выбросов промышленных предприятий “Экопром” БНТУ разработана комбинированная двухступенчатая система очистки (комбинированный конический циклон КЦЭ).
Циклоны — наиболее распространенные аппараты газоочистки, широко применяемые для отделения пыли от газовоздушной смеси. Основными элементами циклонов являются корпус, выхлопная труба и бункер. Газ поступает в верхнюю часть корпуса через входной патрубок, приваренный к корпусу тангенциально. Улавливание пыли происходит под действием центробежной силы, возникающей при движении газа между корпусом и выхлопной трубой. Уловленная пыль осыпается в бункер, а очищенный газ выбрасывается через выхлопную трубу.
При небольших капитальных затратах и эксплуатационных расходах циклоны обеспечивают очистку газа от твердых частиц с эффективностью 80—95 процентов.
Комбинированная двухступенчатая система очистки КЦЭ позволяет эффективно улавливать мелкодисперсные фракции твердых частиц размером менее 10 мкм. Используемый в системе очистки противопылеуносный узел, выполненный в виде конической вставки, затормаживает нисходящий пылегазовый поток, снижает интенсивность внутреннего вихря и ликвидирует радиальные течения пыли в бункере, что позволяет обеспечивать высокую степень очистки в процессе эксплуатации. Вторичный унос уловленных частиц из бункера уменьшается в 2—3 раза, а выброс твердых частиц в атмосферный воздух сокращается в 1,2—1,5 раза по сравнению с нормализованными конструкциями циклонов.
Конструктивные особенности циклона КЦЭ позволяют осуществлять процесс очистки с минимальными затратами энергии. Низкое гидравлическое сопротивление не требует установки в системе вентиляции дорогостоящих высоконапорных тягодутьевых устройств с большим расходом энергии. Благодаря высокому значению оптимальной скорости (5 м/с) КЦЭ имеет относительно небольшие габаритные размеры и материалоемкость.
Данные системы очистки внедрены и находятся в промышленной эксплуатации на РУП “Минский тракторный завод”, Слуцком заводе “Эмальпосуда”, Чебоксарском агрегатном заводе и других.
Газовые РИФы
Специалисты лаборатории очистки воды и воздуха Минского государственного медицинского института и научно-производственного общества “Экофил-Деко” разработали принцип очистки отходящих газов от токсичных газообразных и аэрозольных загрязняющих веществ ионообменными фильтрами типа РИФ.
В основе работы фильтров всех видов лежит процесс фильтрации через пористую перегородку (фильтрующую среду), в ходе которого взвешенные в газовом потоке частицы загрязняющих веществ осаждаются на поверхности или в объеме фильтрующей среды, удерживаясь
в ней за счет сил адгезии, а газ полностью проходит сквозь нее.
Фильтры с ионообменным фильтрующим материалом предназначены для очистки воздуха от токсичных газов и паров, аэрозолей кислот, щелочей и солей в вытяжных, приточных и рециркуляционных системах химической, машиностроительной, электронной, металлургической промышленности. Их можно эффективно использовать при производстве строительных материалов и в других отраслях промышленности. Эти фильтры не имеют аналогов в странах СНГ.
Очистка воздуха и газов в ионообменных фильтрах происходит в результате химических реакций между молекулами газов, аэрозолей и функциональными группами ионообменных волокнистых материалов Фибан, являющихся основой фильтрующих элементов.
Благодаря химическому связыванию токсичной примеси ионообменными фильтрующими материалами достигается высокая (90—98 процентов) степень очистки, не зависящая от колебаний концентрации загрязняющего компонента и скорости воздушного потока.
Регенерация фильтрующего материала осуществляется водой или раствором соответствующего реагента в автоматическом или ручном режимах. Регенерационные растворы циркулируют в установке до насыщения их извлекаемым компонентом, после чего в виде нейтральных солей могут возвращаться в производство или направляться на утилизацию.
В настоящее время в эксплуатации находится более 30 единиц ионообменных фильтров типа РИФ. Они используются на березовском стеклозаводе “Неман”, Борисовском хрустальном заводе, Минском автомобильном заводе, Минском часовом заводе, НПО “Интеграл”, Минском заводе колесных тягачей, Минском моторном заводе, Минском авиаремонтном заводе и на ряде других предприятий страны.
Широкое распространение ионообменные фильтры получили и на промышленных предприятиях стран СНГ, они эксплуатируются Ракетно-космической корпорацией “Энергия” им. С.П.Королева, на Омском нефтеперерабатывающем комбинате, Полтавском алмазном заводе, Астраханском судостроительном заводе, Подольском химико-металлургическом комбинате, Запорожском титаномагниевом комбинате, Красноярском заводе цветных металлов, Светловодской фабрике ультрачистых металлов. Используются такие фильтры и в странах дальнего зарубежья: Голландии, Германии, Южной Корее.
Мокрая очистка
УП “Промышленные экологические системы” разработана абсорбционно-биологическая технология очистки вентиляционного воздуха от летучих органических соединений.
Абсорбционный метод очистки воздуха от газообразных примесей основан на поглощении жидкими реагентами газов и паров из их смесей с воздухом. В качестве абсорбента используют чаще всего воду. Имеются нереагирующие растворители, которые растворяют газы без химических реакций, и реагирующие, то есть удаляющие газообразное загрязняющее вещество путем химической реакции с ними и нейтрализации его. В качестве аппаратов используются скрубберы, трубы Вентури, циклонные промыватели, оросительные камеры.
Абсорбционно-биохимическая установка предназначена для мокрой очистки вентиляционного воздуха от летучих органических соединений на литейных, покрасочных, деревообрабатывающих, мебельных, химических и других производствах.
Эффективность очистки вентиляционного воздуха от таких загрязняющих веществ, как триэтиламин, фенол, формальдегид, фуриловый спирт, фурфурол составляет 96—99,9 процента; изоцианаты, метанол, цианиды, ксилол, толуол, бутилацетат, этилацетат, акролеин, аммиак — 70—96 процентов; смолистые включения окрасочного аэрозоля — 99,9 процента.
Поступающий в абсорбционно-биохимическую установку очистки вентиляционный воздух, удаляемый от технологического оборудования с помощью тягодутьевых агрегатов, подается в абсорбер на массообменную решетку, на которой расположен слой шаровой насадки. Данная насадка непрерывно орошается абсорбентом и находится в “кипящем” состоянии, что обеспечивает интенсивный массообмен между газовой и жидкой фазами. В качестве абсорбента применяется раствор на основе технической воды. Регенерация абсорбента осуществляется в биореактор, где с помощью специально селекционированного штамма микроорганизмов загрязняющие органические вещества окисляются до углекислого газа и воды. Очищенный абсорбент вновь подается на орошение в абсорбер. Установка имеет замкнутый цикл циркуляции абсорбента и не имеет стоков. Очищенный вентиляционный воздух, пройдя каплеотделитель, поступает в атмосферу.
Биореактор может располагаться на расстоянии до 50 метров от абсорбера. Для его размещения можно использовать подвальные и полуподвальные помещения.
При ограниченных свободных площадях осуществляется индивидуальное конструирование абсорбционно-биохимической установки. Так, например, для покрасочных камер скруббер встраивается в габариты гидрофильтра, а для биореактора используются существующие отстойники. Постоянный технический персонал для обслуживания АБХУ не требуется. Контроль за эффективностью регенерации абсорбционного раствора и его химическим составом осуществляется раз в месяц химической лабораторией по аттестованным методикам.
Преимущества данной технологии перед традиционными методами очистки вентиляционного воздуха от летучих органических соединений заключаются в экономичности (низкие эксплуатационные затраты), технологичности (простота и надежность в эксплуатации), экологичности (отсутствует сброс загрязняющих веществ в окружающую среду).
Данные системы очистки внедрены и успешно эксплуатируются на МТЗ, МАЗе, Белорусском металлургическом заводе, Бобруйском кожевенном комбинате, ОАО “ФанДОК” и других.
Проверено — работает!
На многих предприятиях успешно эксплуатируются отечественные газоочистные системыВ соответствии с требованиями нормативных актов по охране атмосферного воздуха, а также санитарных и строительных норм, технические выбросы и выбросы после местных отсосов, содержащие пыли, аэрозоли, туманы, должны подвергаться очистке перед выбросом в атмосферный воздух. О том, как на практике внедряются системы очистки отходящих газов, разработанные в рамках Государственной научно-технической программы “Экологическая безопасность”, мы попросили рассказать главного специалиста отдела госконтроля за охраной атмосферного воздуха и озонового слоя Минприроды Дмитрия АБРАМОВИЧА.
