Скруббер - Scrubber

Эта статья о приборе для борьбы с загрязнением. Для использования в других целях см. Скруббер (значения).

Скруббер системы (например, химические скрубберы, газоочистители) представляют собой разнообразную группу загрязнение воздуха устройства управления, которые можно использовать для удаления некоторых частицы и / или газы из промышленных выхлопных газов. Первый воздушный скруббер был разработан для удаления углекислого газа из воздуха одной из первых подводных лодок. Иктинео I, роль, для которой они продолжают использоваться сегодня.[1] Традиционно термин «скруббер» относится к устройствам контроля загрязнения, которые используют жидкость для вымывания нежелательных загрязнителей из газового потока. В последнее время этот термин также используется для описания систем, которые вводят сухой реагент или же суспензия в грязный поток выхлопных газов, чтобы «вымыть» кислые газы. Скрубберы - одно из основных устройств, контролирующих выбросы газов, особенно кислых. Скрубберы также могут использоваться для рекуперации тепла горячих газов путем конденсация дымовых газов.[2] Они также используются для больших потоков в солнечных, фотоэлектрических или светодиодных процессах.[3]

Существует несколько методов удаления токсичных или токсичных веществ. разъедающий соединения из выхлопной газ и нейтрализовать его.

Горение

Горение иногда является причиной вредных выхлопов, но во многих случаях сжигание также может использоваться для очистки выхлопных газов, если температура достаточно высока и доступно достаточно кислорода.[4]

Влажная чистка

Выхлопные газы сгорания могут содержать вещества, которые считаются вредными для окружающей среды, и скруббер может их удалить или нейтрализовать. А мокрый скруббер используется для очистки воздуха, топливный газ или другой газы различных загрязняющие вещества и пыль частицы. Мокрая чистка работает через контакт целевых соединений или твердые частицы с чистящим раствором. Решения могут быть просто воды (для пыли) или растворы реагентов, специально предназначенные для определенных соединений.

Технологические выхлопные газы могут также содержать водорастворимые токсичные и / или коррозионные газы, такие как соляная кислота (HCl) или аммиак (NH3). Их можно очень хорошо удалить влажным скребком.[5]

Эффективность удаления загрязняющих веществ повышается за счет увеличения времени пребывания в скруббере или за счет увеличения площади поверхности раствора скруббера за счет использования форсунки, набитые башни или аспиратор. Мокрые скрубберы может увеличить долю воды в газе, что приведет к появлению видимого шлейфа дымовой трубы, если газ направлен в дымовую трубу.

Мокрые скрубберы также могут использоваться для рекуперации тепла горячих газов путем конденсация дымовых газов.[2] В этом режиме, называемом конденсационным скруббером, вода из дренажа скруббера циркулирует через охладитель к форсункам в верхней части скруббера. Горячий газ поступает в скруббер снизу. Если температура газа выше воды точка росы, он первоначально охлаждается испарение капель воды. Причина дальнейшего охлаждения водяные пары к конденсировать, добавляя к количеству циркулирующей воды.

При конденсации воды выделяется значительное количество низкотемпературного тепла из-за высокого значения удельная скрытая теплота испарения воды (более 2 гигаджоулей (560 кВтч) на тонну воды[6]), которые охладитель может восстановить, например, районное отопление целей.

Избыточный водный конденсат необходимо постоянно удалять из оборотной воды.

Сухая чистка

Система сухой или полусухой очистки, в отличие от мокрый скруббер, не насыщает обрабатываемый поток дымовых газов влагой. В некоторых случаях влага не добавляется, а в других добавляется только то количество влаги, которое может быть испарено в дымовых газах без конденсации. Поэтому сухие скрубберы обычно не имеют дымового шлейфа пара или Сточные Воды требования по обращению / утилизации. Системы сухой очистки используются для удаления кислые газы (Такие как ТАК2 и HCl ) в первую очередь из горение источники.

Существует несколько конструкций систем очистки сухого типа. Однако все они состоят из двух основных разделов или устройств: устройства для введения кислый газ сорбент материала в газовый поток и устройство контроля твердых частиц для удаления продуктов реакции, избытка сорбирующего материала, а также любых твердых частиц, уже находящихся в дымовые газы.

Системы сухой очистки можно разделить на инжекторы сухого сорбента (DSI) или абсорберы распылительных сушилок (SDA). Абсорберы распылительной сушилки также называют полусухими скрубберами или распылительными сушилками.

Системы сухой очистки часто используются для удаления пахучих и агрессивных газов из станция очистки сточных вод операции. Используемая среда обычно активированный оксид алюминия состав, пропитанный материалами для работы с определенными газами, такими как сероводород. Используемые среды можно смешивать вместе, чтобы обеспечить широкий диапазон удаления других пахучих соединений, таких как метилмеркаптаны, альдегиды, летучие органические соединения, диметилсульфид, и диметилдисульфид.

Впрыск сухого сорбента предполагает добавление щелочной материал (обычно гашеная известь, кальцинированной соды, или же бикарбонат натрия ) в поток газа для реакции с кислые газы. Сорбент можно вводить непосредственно в несколько различных мест: в процессе сгорания, в дымовые газы воздуховод (перед устройством контроля твердых частиц) или открытая реакционная камера (если таковая имеется). Кислые газы реагируют с щелочными сорбенты образовывать твердые соли которые удаляются в устройстве контроля твердых частиц. Эти простые системы позволяют получать только ограниченный кислый газ (SO2 и HCl) эффективности удаления. Более высокая эффективность улавливания может быть достигнута за счет увеличения количества дымовых газов. влажность (то есть охлаждение с помощью водяного орошения). Эти устройства использовались на медицинские отходы мусоросжигательные заводы и несколько бытовые отходы камеры сгорания.

В абсорберы распылительной сушилки, то дымовые газы вводятся в абсорбционную башню (сушилку), где газы контактируют с мелкодисперсным щелочным суспензия. Кислые газы поглощаются суспензионной смесью и реагируют с образованием твердого вещества. соли которые удаляются устройством контроля твердых частиц. Тепло дымового газа используется для испарения всех капель воды, в результате чего ненасыщенный дымовой газ выходит из поглотитель башня. Распылительные сушилки способны обеспечить высокую (80 +%) эффективность удаления кислых газов. Эти устройства использовались на промышленных и коммунальных предприятиях. котлы и бытовые отходы мусоросжигательные заводы.

Адсорбер

Многие химические вещества можно удалить из выхлопных газов также с помощью адсорбера. Дымовой газ проходит через картридж, который заполнен одним или несколькими адсорберами и адаптирован к химическим свойствам удаляемых компонентов.[7] Этот тип скруббера иногда также называют сухим скруббером. Адсорбент необходимо заменить после того, как его поверхность пропитается. Примечание: адсорбция - это поверхностное явление, абсорбция охватывает весь материал. Пример: активированный уголь - адсорбент, используемый для адсорбции пахучих соединений.

Удаление ртути

Меркурий это высокотоксичный элемент, обычно встречающийся в каменный уголь и бытовые отходы. Мокрые скрубберы эффективны только для удаления растворимых частиц ртути, таких как окисленная ртуть, Hg2+. Пары ртути в элементарной форме, Hg0, не растворяется в суспензии скруббера и не удаляется. Следовательно, дополнительный процесс Hg0 конверсия необходима для полного улавливания ртути. Обычно с этой целью в дымовой газ добавляют галогены. Тип сжигаемого угля, а также наличие селективное каталитическое восстановление оба параметра влияют на соотношение элементарной и окисленной ртути в дымовых газах и, таким образом, на степень удаления ртути.

В июле 2015 года одно исследование показало, что некоторые скрубберы ртути, установленные на угольных электростанциях, случайно улавливают ПАУ (полициклические ароматические углеводороды) выбросы.[8][9]

Отходы скрубберов

Одним из побочных эффектов очистки является то, что в процессе очистки нежелательные вещества из выхлопных газов только переходят в жидкий раствор, твердую пасту или форму порошка. Его необходимо безопасно утилизировать, если его нельзя использовать повторно.

Например, в результате удаления ртути образуются отходы, которые либо требуют дальнейшей обработки для извлечения сырой ртути, либо должны быть захоронены в специальных опасных отходах. свалка что предотвращает просачивание ртути в окружающую среду.

В качестве примера повторного использования скрубберов на основе известняка в угольных электростанции может производить синтетический гипс достаточного качества, которое можно использовать для производства гипсокартон и другие промышленные товары.[10]

Распространение бактерий

Плохо обслуживаемые скрубберы могут распространять болезнетворные бактерии. Проблема связана с неправильной очисткой. Например, причиной вспышки 2005 г. Болезнь легионеров в Норвегия было всего несколько зараженных скрубберов. В результате вспышки 10 смертей и более 50 случаев заражения.[11]

Скрубберы на кораблях

Скрубберы впервые были использованы на борту судов для производства Инертный газ за нефтяной танкер операции.

Позже, в рамках подготовки к глобальному ограничению содержания серы в 0,5% в 2020 году, Международная морская организация (ИМО ) принял руководство по утверждению, установке и использованию скрубберы выхлопных газов (системы очистки выхлопных газов) на борту судов для обеспечения соблюдения норм содержания серы Приложение VI к МАРПОЛ. [12] Государства флага должны одобрить такие системы, а государства порта могут (в рамках своих государственный портовый контроль ) убедитесь, что такие системы работают правильно. Если скрубберная система не работает должным образом (и не соблюдаются процедуры IMO в отношении таких неисправностей), государства порта могут наложить санкции на судно. В Конвенция Организации Объединенных Наций по морскому праву также дает государствам порта право регулировать (и даже запрещать) использование систем газоочистки с открытым контуром в портах и ​​во внутренних водах.[13][14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Также термин, обозначающий армию добровольцев, делающих скрабы для Национальной службы здравоохранения во время кризиса, связанного с covid-19. Шноркель Подводная лодка с паровым двигателем: Ictíneo. Журнал Low-tech, 24 декабря 2008 г.
  2. ^ а б О конденсации дымовых газов компании Götaverken Miljö AB
  3. ^ Рекомендуемая точка использования газоочистителя для солнечных процессов.
  4. ^ «Crystec Technology Trading GmbH, дожигатель и мокрый скруббер для очистки технологических выхлопных газов».
  5. ^ "Crystec Technology Trading GmbH, Мокрый скруббер для очистки технологических выхлопных газов".
  6. ^ "Скрытая теплота".
  7. ^ "Crystec Technology Trading GmbH, Адсорбционный скруббер для очистки выхлопных газов".
  8. ^ Григгс, Мэри Бет (20 июля 2015 г.). «Ртутные скрубберы на электростанциях очищают и другие загрязнители». Популярная наука. Получено 30 июля 2015.
  9. ^ Лафонтен, Скотт; Шрлау, Джилл; Батлер, Джек; Цзя, Юлин; Харпер, Барбара; Харрис, Стюарт; Брамер, Лиза М .; Waters, Katrina M .; Хардинг, Анна (07.07.2015). «Относительное влияние транстихоокеанского и регионального атмосферного переноса ПАУ на северо-западе Тихого океана, США» Экологические науки и технологии. 49 (23): 13807–13816. Дои:10.1021 / acs.est.5b00800. ISSN  0013-936X. ЧВК  4666789. PMID  26151337.
  10. ^ Как серная (SO2) отходы химически удаляются из выбросов в General Chemistry Online
  11. ^ Обновление: вспышка болезни легионеров в Норвегии связана с очистителем воздуха В архиве 2011-07-17 на Wayback Machine
  12. ^ http://www.imo.org/en/OurWork/Environment/PollutionPrevention/AirPollution/Pages/Index-of-MEPC-Resolutions-and-Guidelines-related-to-MARPOL-Annex-VI.aspx
  13. ^ Йеспер Ярл Фано (2019). Обеспечение соблюдения Международное морское законодательство о загрязнении воздуха через ЮНКЛОС. Hart Publishing.
  14. ^ «Тысячи кораблей оснащены« читерскими устройствами »для отвода ядовитых загрязнений в море».

дальнейшее чтение

  • Аткинсон, Криспен (февраль 2016 г.), «Сокращение выбросов с судов», Отправка ежемесячно: 28–31
  • Йеспер Ярл Фано (2019). Обеспечение соблюдения Международное морское законодательство о загрязнении воздуха через ЮНКЛОС. Hart Publishing.