Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
4. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПРИ ОЧИСТКЕ ГАЗОВ
Прежде чем рекомендовать и сконструировать соответствующее газоочистное оборудование, необходимо установить, какие вещества нужно удалить из газового потока, объем потока и его пара-
24
метры. Таким образом необходимо провести анализ газового потока и его компонентов. К наиболее необходимой информации относятся скорость газового потока, температура и состав газа, природа удаляемых компонентов, а также требуемая степень очистки.
Вопросы требуемой степени очистки будут обсуждаться в главе I, тогда как методы получения остальной информации будут рассмотрены в главе II. Иногда возможно, а в ряде исключительно сложных проблем и экономически необходимо в принципе отказаться от очистки газов либо путем изменения самого технологического процесса, либо переместив производство на подходящую площадку, либо просто удлинив выхлопную трубу.
Если газоочистная установка предназначена для нового технологического процесса, необходимо получить и оценить информацию о скорости газового потока, температуре и составе газа. При этом информация о природе удаляемых веществ может быть почерпнута из литературных источников, либо на основе результатов, полученных на другом аналогичном предприятии. Часто чрезмерное увлечение разработками новых типов оборудования для газоочистных установок оказывается очень дорогим, поэтому более оправданными могут оказаться данные лабораторных исследований.
После адекватного анализа проблемы становится возможным провести расчеты, относящиеся к удалению газообразных компонентов или частиц. С помощью расчетов можно получить сведения
о возможных механизмах очистки, а также о размерах и сложности необходимого оборудования. Такая экономическая оценка методов очистки газов позволит выбрать наиболее подходящий из них и укажет его стоимость.
Цель детального анализа механизмов газоочистки, приводимого в книге, является стремление автора помочь исследователям в расчетах найденных ими новых способов анализа этой проблемы.
ГЛАВА I
ТРЕБУЕМАЯ СТЕПЕНЬ ОЧИСТКИ ГАЗОВ
В тех случаях, когда газы предназначены для использования в химических процессах, из них должны быть удалены любые компоненты — газообразные или пылевидные, если они препятствуют проведению данного процесса. Так, например, оксид углерода (II) отравляет катализатор синтеза аммиака, .поэтому его содержание должно быть уменьшено до допустимо низкого значения ,перед подачей водорода и азота в колонну синтеза. Степень тре-ібуемой очистки определяется верхним порогом концентрации, допустимой для данного процесса. Стоимость очистки газов в данном случае является частью экономики процесса в целом.
Другие газы, в основном природный газ, газы нефтеперегонки и коксовый газ производят главным образом для получения промышленного и бытового тепла; они содержат значительные количества сероводорода, вызывающего коррозию трубопроводов при охлаждении этих газов ниже точки росы. Кроме того, они выделяют неприятный запах при сгорании и могут повлиять на некоторые ,технологические процессы, такие как подогрев стальных поковок. Поэтому содержание сероводорода необходимо снизить до концентрации, приемлемой для потребителя.
Отходящие газы, образующиеся при сгорании топлива, в химических и металлургических процессах, обычно выбрасываются в атмосферу; они могут содержать опасные и вредные вещества, такие как оксид мышьяка или радиоактивные примеси; они могут быть неприятными — например, клубы дыма. Предельные величины выбросов определяются исходя из трех основных соображений: концентрация, угрожающая растительному или животному миру;
законодательные ограничения, определяемые государственными республиканскими или местными властями;
уменьшение загрязнения воздушного бассейна для обеспечения благополучия граждан.
Эти соображения взаимозависимы; так законодательными ограничениями установлены концентрации выбросов в атмосферу, наносящие ущерб животному или растительному миру.
В разделах этой главы обсуждаются вопросы ограничения концентрации выбросов в атмосферу и концентраций примесей на
26
уровне почвы; коротко рассмотрены географические факторы, влияющие на концентрацию газов, а также организация законодательного контроля за загрязнением воздушного бассейна в основных промышленных странах мира.
1. СТАНДАРТЫ ПО КАЧЕСТВУ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА
Ряд промышленно развитых стран разработали или разрабатывают в настоящее время «стандарты на показатели состояния воздушного бассейна», которые должны определить, что может внести в атмосферу источник загрязнения по отношению к составу газовой среды в рассматриваемой зоне или регионе. На Межрегиональном симпозиуме по критериям качества воздуха и методами измерений (1963 г.) [953]. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) приняла и определила четыре уровня загрязнения, выраженные в концентрациях загрязняющих веществ и времени экспозиции (пребывания человека в данной атмосфере), на основе которых возможна разработка аналогичных стандартов в различных странах. Эти уровни, одобренные впоследствии Экспертной Комиссией ВОЗ по состоянию воздушного бассейна, определяются следующим образом:
