ПРОВЕДЕНИЕ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ С ЦЕЛЬЮ ДОСТИЖЕНИЯ ПРИЗЕМНЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ НОРМАТИВОВ ПДВ

 

Очистка выбросов электрохимических производств

Основными источниками выделения ЗВ в электрохимических производствах являются ванны для нанесения гальванических покрытий. В газовую фазу выделяются вещества, входящие в состав электролитов или образующиеся в ходе электрохимических реакций. Это не только газообразные вещества (например, цианистый водород), но, преимущественно, твёрдые или жидкие вещества в виде аэрозолей (например, гидроксид натрия и серная кислота).

Для расчета выделений ЗВ при производстве металлопокрытий гальваническим способом может быть использована методика, основанная на применении показателей удельных выбросов. Расчет количества газообразных ЗВ, выделяющихся при электрохимической и химической обработке металлов, осуществляется (в общем случае) по формуле

:

где:

Yi - величина удельного выделения (удельный показатель) ингредиента i с единицы поверхности гальванической ванны, г/(с· );

F - площадь зеркала ванны, ;

Кp - коэффициент укрытия ванны. При наличии в составе раствора поверхностно-активных веществ (ПАВ) Кp = 0,5; при отсутствии ПАВ Кp =1.

В случае аэрозолей в формулу (4.2) включается дополнительный коэффициент Ka, учитывающий оседание аэрозолей в воздуховоде по пути движения. Для очистки газовоздушных смесей от аэрозолей могут быть использованы фильтры и скрубберы.

 

Действие фильтров основано на пропускании загрязнённых газов через пористые перегородки – ткани, волокнистые материалы, насыпные зернистые слои. Осаждение частиц из газового потока в этом случае происходит под влиянием броуновской диффузии, эффекта зацепления, инерционных и электростатических сил. Уловленные в процессе фильтрации частицы по мере накопления в объёме фильтрующего материала образуют пылевой слой и становятся для вновь поступающих частиц также фильтрующей средой. С одной стороны, это повышает эффективность пылеулавливания, а с другой приводит к снижению газопроницаемости фильтра. Последнее обстоятельство вызывает необходимость периодической регенерации фильтрующего материала, которая возможна путём замены забитого пылью фильтра или переснаряжения его новым фильтрующим материалом, а также посредством периодического механического разрушения и частичного удаления осадка с поверхности фильтрующего слоя. Фильтры используют для очистки газов от пыли с размерами частиц от 100 до 0,01 мкм. Проблемы, связанные с налипанием пыли, значительно возрастают при фильтровании влажных газов. Для улавливания жидких аэрозольных частиц широко используются волокнистые и сетчатые фильтры-

туманоуловители. Фильтрующий материал может быть изготовлен из стекла, синтетики (в т.ч. из ионообменных смол) и металла (в т.ч. металлокерамики).

Отличительной особенностью волокнистых фильтров-туманоуловителей является конденсация уловленных жидких частиц при контакте с поверхностью волокон с образованием на них плёнки жидкости, удаляющейся по мере накопления из слоя в виде струек или крупных капель, перемещающихся внутри слоя или с тыльной стороны под действием силы тяжести В соответствии с основными механизмами осаждения частиц в фильтре-туманоуловителе, последние разделяют на низкоскоростные, работающие в режиме осаждения за счёт диффузии, касания и использующие

тонкие волокна, и высокоскоростные, т.е. инерционные фильтры, как правило, на основе грубых волокон и объёмных сеток, а также двухступенчатые. Низко скоростные фильтры-туманоуловители (uG<0,2 м/с)

снаряжаются волокнами диаметром от 5 до 20 мкм.Уменьшение диаметра волокон приводит к уменьшению скорости жидкости и ускорению зарастания фильтра твердыми частицами. Высокоскоростные фильтры туманоуловители (0,5<uG<2,5 м/с) со слоем грубых волокон диаметром от 20 до 100 мкм служат для выделения из газов частиц крупнее 1 мкм за счёт инерционного осаждения, эффективность которого возрастает с увеличением размера частиц и скорости фильтрации до определённой (критической) величины (порядка 2,5 м/с), при которой начинается вторичный брызгоунос

Характерная конструкция фильтрующего элемента низкоскоростного фильтра туманоуловителя приведена на рис. 4.1.

 

 

Рисунок 4.1. Цилиндрический

фильтрующий элемент [81, с.

186]: 1 – опорная трубчатая

перегородка; 2 – уплотняю-

щий патрубок-фланец; 3 –

шпилька; 4 – прокладка; 5 –

сетки; 6 – стекловолокнистый

слой; 7 – дно; 8 – трубка гид-

розатвора; 9 – стакан.

Он состоит из двух соосно расположенных цилиндрических сеток из проволоки диаметром 3,2 мм, приваренных к дну и выходному патрубку-фланцу. Пространство между сетками заполнено стекловолокном. Дно эле-

мента оборудовано гидрозатвором, из которого жидкость перетекает в корпус. В зависимости от производительности установок в одном корпусе может монтироваться от 5 до 100 элементов. Габариты наиболее распространённых элементов 0,45´2,4 м. Толщина слоя фильтровального материала от 0,05 до 0,15 м, скорость газового потока от 5 до 20 м/с, аэродинамическое сопротивление сухих фильтров от 200 до 1200 Па.

С целью повышения эффективности улавливания химически активных примесей (например, кислых или щелочных), а также для предотвращения кристаллизации твёрдых частиц в слой фильтровального материала в устройство может подаваться жидкость (вода, щелочной или кислый раствор). Такая конструкция называется орошаемым фильтром.

Основным типом аппаратов, используемых для улавливания водорастворимых примесей являются, насадочные скрубберы (см. рис. 4.2).

 

 

Скруббер представляет собой цилиндр (колонну), заполненный насадкой – керамическими кольцами, пластмассовыми шарами и т.п. В верхнюю часть колонны через распределительное устройство подаётся орошающий раствор (скрубберная жидкость), которая затем стекает вниз по насадке. Очищаемый газ подаётся в нижнюю часть. Контакт между газом и жидкостью проходит на поверхности насадки, поэтому эффективность очистки зависит как от типа насадки, так и от степени смачивания насадки скрубберной жидкостью. Одним из важнейших параметров работы скруббера является плотность орошения, т.е. отношения объёмной скорости подачи скрубберной жидкости

к сечению скруббера.

Концентрация действующего вещества в скрубберной жидкости за один проход изменяется незначительно. Поэтому скрубберная жидкость рециркулируется и, по мере срабатывания реагента, заменяется. Нередко применяется непрерывная схема, когда подпитка свежим раствором и удаление избытка скрубберной жидкости проводится постоянно, так что поддерживается постоянная концентрация реагента.

С целью уменьшения каплеуноса после скруббера может быть установлен фильтр туманоуловитель.