Защита атмосферного воздуха от загрязняющих веществ, образующихся в процессе сгорания угля

Целью работы является определение наиболее эффективных методов очистки дымовых газов от загрязняющих веществ образующихся в результате сгорания угля.

Защита атмосферного воздуха от загрязняющих веществ, образующихся в процессе сгорания угля представляет одну из наиболее важных проблем современности.

Известно, что все загрязняющие вещества, поступающие в атмосферный воздух, по истечении определенного времени подвергаются вторичным физико-химическим превращениям под воздействием солнечных лучей, электрических разрядов, кислорода воздуха и дождя и в виде осадков попадают в почву и водные объекты. Следовательно, защита атмосферного воздуха от загрязняющих веществ является одновременно защитой и других компонентов биосферы – литосферы и гидросферы.

Среди загрязняющих атмосферу веществ наиболее распространенными являются диоксид и оксид серы; оксиды азота; оксиды углерода и углекислый газ. Рассмотрим методы их очистки.

Очистка дымовых газов от оксидов азота

Наиболее крупнотоннажными источниками выбросов оксидов азота в атмосферу являются тепловые электростанции и котельные агрегаты для производства пара и отопления помещений. Установлено, что при сжигании топлива в топочных камерах котлов и печей образуются оксиды азота порядка 0,1-2,0 г/м3 в пересчете на NO2 в зависимости от конструкции и размеров топочного устройства и режима горения. Поэтому очистка таких газов является важной задачей охраны окружающей атмосферы.

Селективное термокаталитическое восстановление оксидов азота в дымовых газах

В настоящее время селективное термокаталитическое восстановление оксидов азота аммиаком в дымовых газах рассматривается как наиболее перспективный способ их очистки. Теоретически он позволяет достичь степени очистки 90%, тогда как на практике этот показатель не превышает 80%. Этот метод основан на использовании блочных катализаторов, которые изготовлены из пластин, а так же на использовании керамических блоков сотовой структуры.

Способы очистки газовых выбросов от оксидов серы:

Марганцевый метод очистки газов от диоксида серы. Сущность марганцевого метода заключается в том, что в поток горячих дымовых газов вводится мелко измельченный MnO2, который взаимодействует с SO2 с образованием сульфата марганца:

MnO2 + SO2    MnSO4.

Степень очистки газового потока от SO2 достигает 90%, а степень улавливания в циклонах и электрофильтрах твердого аэрозоля, состоящего из MnSO4 и непрореагировавшей части MnO2, – 99,98%.

Очистка газов от диоксида серы известковым и известняковым методами Установлено, что природные источники диоксида серы ежегодно выбрасывают этого газа столько же, сколько его образуется при сжигании топлива и на промышленных предприятиях, т.е. 150 млн. т/год.

Поглощение диоксида серы суспензиями легкодоступных извести и известняка может быть описано следующими химическими реакциями:

CaO +SO2    CaSO3;

CaCO3 +SO2     CaSO3 + CO2;

Са(ОН)2 +SO2  -► CаSO3 + Н2О;

2CaSO3 +O2 -► 2CaSO4.

В результате этих реакций в отработанном абсорбенте, наряду с непрореагировавшей известью (известняком), содержатся малорастворимые в воде соли CaSO3 и CaSO4, которые после фильтрования выбрасывают в отвал. Данный способ находит применение в тех случаях, когда содержание диоксида серы в газовом потоке не превышает 0,2%.Преимуществами известкового и известнякового методов являются простота технологической схемы, доступность, дешевизна абсорбента и относительно малые капитальные затраты.

Недостатки методов: низкий коэффициент использования извести и известняка – до 60%, образование побочного продукта в виде неиспользуемого шлама, относительно низкая эффективность очистки, забивание абсорбционной аппаратуры и коммуникаций кристаллическими отложениями.

Каталитическая очистка газов от оксида углерода

Данный способ является наиболее рациональным методом обезвреживания отходящих газов от СО в промышленности. Однако наряду с СО, отходящие газы могут содержать SO2 , NOх , пары углеводородов. Поэтому к катализаторам предъявляется требование селективности. Для окисления СО используются медно-хромовые катализаторы и металлы платиновой группы.

Очистка газов от СО 2 растворами карбонатов металлов

Рассмотрим один из методов очистки газов от СО 2 , названный процессом Карсол (Англия). Согласно этому методу очистка газов осуществляется горячими растворами карбонатов металлов. Идея процесса заключается в том, что растворы карбонатов щелочных металлов способны поглощать СО 2 за счет реакции:

Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 ¾ 2NaHCO3

Поскольку карбонаты относительно дешевы, был разработан процесс, основанный на этих реакциях.

Подбор нужного метода очистки это основная и зачастую очень сложная задача. Так как нужно учесть объёмы очистки и коэффициент очистки газов от загрязняющих веществ. Поэтому необходимо знать все наиболее эффективные методы газоочистки.