Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

METODY DEZODORYZACJI. Wstęp – o konieczności kompleksowej analizy możliwości zmniejszania uciążliwości, specyfika dezodoryzacji gazów odlotowych Metody.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "METODY DEZODORYZACJI. Wstęp – o konieczności kompleksowej analizy możliwości zmniejszania uciążliwości, specyfika dezodoryzacji gazów odlotowych Metody."— Zapis prezentacji:

1 METODY DEZODORYZACJI

2 Wstęp – o konieczności kompleksowej analizy możliwości zmniejszania uciążliwości, specyfika dezodoryzacji gazów odlotowych Metody „końca rury”: - absorpcja, - adsorpcja, - biofiltracja, - spalanie, i inne

3 Źródła:

4

5 WSTĘP Ograniczanie zapachowej uciążliwości polega na: zapobieganiu emisji odorantów, zapewnianiu niezbędnej odległości źródeł od osiedli mieszkalnych (plany zagospodarowania), zmniejszeniu intensywności / uciążliwości zapachu bez usuwania odorantów (np. domieszki maskujące lub neutralizujące, przekształcenie uciążliwych zanieczyszczeń w bezwonne lub mniej uciążliwe) zmniejszaniu stężenia odorantów w punkcie emisji - przez rozcieńczanie, - przez usuwanie wszystkich lub części zanieczyszczeń, stosowaniu odpowiednio wysokich kominów.

6 Techniki „końca rury” powinny być stosowane po wyczerpaniu możliwości zapobiegania uciążliwym emisjom.

7 Podstawa: Valentin 1990: „MAKING CHEMICAL-PROCESS PLANTS ODOR-FREE”

8 Metody „końca rury”

9 Najważniejsze różnice między usuwaniem określonych zanieczyszczeń ze strumieni odlotowych i dezodoryzacją tych gazów Dezodoryzacja powinna umożliwiać osiąganie stężeń wylotowych mniejszych od progów wyczuwalności poszczególnych zanieczyszczeń (stężenia często wielokrotnie mniejsze od ppm!) Miarą skuteczności dezodoryzacji nie jest zmiana stężenia odorantów, ponieważ intensywność zapachu nie jest proporcjonalna do stężenia odorantu Nie jest znana zależność intensywności zapachu od proporcji między składnikami mieszanin (nie są możliwe do przewidzenia efekty usunięcia określonej grupy zanieczyszczeń)

10 Najważniejsze różnice między usuwaniem określonych zanieczyszczeń ze strumieni odlotowych i dezodoryzacją tych gazów

11

12 Najważniejsze techniki „końca rury”

13

14

15

16

17 Porównanie technik „końca rury”

18 Metoda dezodoryzacjiObszar zastosowańZaletyWady Absorpcja w wodzie gazy zawierające duże ilości niskoprężnych gazów odlotowych, rozpuszczalnych w wodzie; wymywanie takich zanieczyszczeń jak amoniak, ditlenek siarki, ditlenek węgla, fluorowodór, chlorowodór, chlor, tetrafluorek węgla; odsiarczanie spalin 1.prosta i bezpieczna obsługa 2.prosta aparatura 3.niskie nakłady inwestycyjne 4.stosunkowo niskie koszty ruchowe 1.kłopotliwe ścieki 2.wtórna emisja odorantów ze ścieków 1.duże koszty pompowania 2.korozja instalacji Absorpcja z reakcją chemiczną gazy odlotowe z obiektów gospodarki komunalnej, odlewni, przetwórstwa spożywczego itp. 1.duża skuteczność dezodoryzacji 2.prosta konstrukcja instalacji 1.uciążliwe ścieki 2.konieczność stosowania kosztownych chemoodpornych materiałów konstrukcyjnych 3.stosowanie czynników agresywnych stanowiących zagrożenie zdrowia 4.ryzyko skażenia środowiska wskutek incydentalnych wycieków reagentów Metoda Kurmeiera Reaktywny gaz (np. chlor jako czynnik utleniający i chlorujący) jest dodawany do oczyszczanych gazów przed wejściem do wieży absorpcyjnej, wypełnionej kamieniem wapiennym i zraszanej wodą gazy odlotowe z obiektów gospodarki komunalnej i zakładów przetwórstwa odpadów zwierzęcych 1.duża skuteczność dezodoryzacji 2.niskie koszty ruchowe 1.uciążliwe ścieki 2.praca z czynnikami reaktywnymi (zagrożenia zdrowia, korozja) Ważne! Powtórzę po omówieniu poszczególnych metod.

19 Ozonowanie w systemach wentylacyjnych zakładów przetwórstwa rybnego, zakładach przeróbki gumy, zakładach przetwórstwa tłuszczów, zakładach przetwórstwa spożywczego, do dezodoryzacji gazów w przemyśle farmaceutycznym, chemicznym (w lakierniach) 1.niskie koszty obsługi 2.niskie koszty ruchowe 3.łatwość czyszczenia instalacji 4.brak odpadów 5.likwidacja bakterii 6.możliwość podnoszenia efektywności przez połączenie z innymi metodami (np. mycie ozonowanymi roztworami, zastosowanie katalizatorów) 1.konieczność usuwania ozonu z gazów Utlenianie termiczne z przyczyn ekonomicznych dopalanie nadaje się do gazów o podwyższonej temperaturze, np. emisje z palarni kawy, oksydacji asfaltów, wysoko­temperaturowego suszenia elementów malowanych itp. 1.bezodpadowy charakter pracy 2.prosta budowa instalacji 3.łatwa obsługa 1.kłopoty ruchowe w wypadku zmiennych temperatur gazów i nierytmicznej emisji 1.na ogół duże koszty (nakłady energii do podtrzymania procesu) Adsorpcja lakiernie i produkcja lakierów, przemysł chemiczny, procesy z zastosowaniem rozpuszczalników 1.możliwość odzyskiwania rozpuszczalników 1.wrażliwość procesu na podwyższoną temperaturę i dużą wilgotność gazów 2.wąski zakres zastosowań 3.wysokie koszty 4.ryzyko nieodwracalnego zanieczyszczenia sorbentu Metoda sorpcyjno-oksydacyjna (połączenie dwóch technik oczyszczania gazów odlotowych: adsorpcji i termicznego utleniania) emisje gazów chłodnych o małym stężeniu zanieczyszczeń, zawierających przede wszystkim rozpuszczalniki, których utlenianie nie jest źródłem zanieczyszczeń wtórnych 1.niskie koszty ruchowe (w porównaniu z bezpośrednim utlenianiem termicznym) 2.w przypadku urządzeń rotacyjnych bezobsługowa praca 1.ograniczony zakres zastosowań 2.wysokie koszty inwestycyjne (zwłaszcza w przypadku urządzeń rotacyjnych) Ważne! Powtórzę po omówieniu poszczególnych metod.

20 Metoda kondensacyjna produkcja mączki zwierzęcej i rybnej w destruktorach Hartmanna 1.niskie koszty inwestycyjne i ruchowe 1.powstawanie bardzo uciążliwych ścieków Metody biologiczne gazy odlotowe z obiektów gospodarki komunalnej, przetwórstwa odpadów zwierzęcych, obiektów rolniczych, odlewni, malarni itp. 1.niskie koszty inwestycyjne i ruchowe 2.praktycznie bezobsługowa praca 1.wrażliwość materiału na zniszczenie (trucizny, wysoka temperatura, mała wilgotność itp.) 2.w przypadku biofiltrów potrzebna jest duża powierzchnia pod budowę instalacji Maskowanie stosuje się w przypadku odorantów o działaniu nietoksycznym i stosunkowo małym stężeniu, w gospodarstwach rolnych (fermach, kurnikach), w instalacjach WC, w garderobach, w restauracjach, przy transporcie odpadków żywnościowych, na wysypiskach śmieci itp. 1.niskie koszty inwestycyjne, 2.łatwa obsługa (automatyczna lub manualna) 3.krótki czas reakcji (rzędu kilku sekund) 4.stosowanie środków maskujących bezpiecznych dla środowiska 1.wymagana wysoka sprawność instalacji wentylacyjnej 2.silna zależność od warunków meteorologicznych (kierunku wiatru, temperatury itd.) 3.możliwość osłabienia reakcji obronnych u ludzi przebywających w otoczeniu Ważne! Powtórzę po omówieniu poszczególnych metod.

21 ABSORPCJA

22 Równowaga procesu absorpcji jest często opisywana równaniem: H c,i – współczynnik nazywany stałą Henry’ego, p i,r –ciśnienie cząstkowe składnika i w fazie gazowej w stanie równowagi, c i,r –stężenie molowe składnika i w fazie ciekłej w stanie równowagi. W układach zależną rzeczywistych współczynnik H c,i jest wielkością zmienną, zależną na przykład od stężeń innych składników układu: H c,i = f (c 1, c 2,...)p, T = const IZOTERMY ROZPUSZCZALNOŚCI GAZU W CIECZY gdzie:

23 W wypadkach rzeczywistych skuteczność oczyszczania gazów metodą absorpcji zależy nie tylko od współczynników podziału poszczególnych zanieczyszczeń w określonych warunkach fizycznych (p, T). Osiągnięcie stanu równowagi wymaga często nieracjonalnego wydłużenia czasu kontaktu faz ze względu na małą prędkość absorpcji. Na rysunku przedstawiono zmiany stężenia składnika i w tych warstewkach (c i ­ p i ) oraz sposób zdefiniowania zastępczej grubości obu warstewek: x c i x g. Zakłada się, że na granicy między warstewkami osiągane są stężenia p i,r i c i,r, charakterystyczne dla stanu termodynamicznej równowagi: p i,r = f(c i,r ).

24 co pozwala stwierdzić, że: Zależność ta umożliwia graficzne zilustrowanie udziałów obu warstewek laminarnych w ogólnym oporze dla przenikania masy. Ilości przenoszone przez obie warstewki (Ni) muszą być jednakowe: N i = k g (p i – p i,r ) = k c (c i – c i,r )

25 Stan równowagi (p i,r, c i,r ) przy ustalonym stosunku współczynników wnikania k c / k g. O pory wnikania po stronie gazu (R g ) i cieczy (R c ) w przypadku: b - złej rozpuszczalności związku i w cieczy, c - dobrej rozpuszczalności związku i w cieczy A – stężenie w obszarze burzliwym, B – stężenie na granicy faz (stan równowagi) a b c

26 W wypadku absorpcji zanieczyszczeń słabo rozpuszczalnych w wodzie zalecane jest zwiększenie turbulencji fazy ciekłej. Celowe jest wówczas wykorzystanie aparatów barbotażowych, w których ciecz jest intensywnie mieszana przez drobne pęcherzyki gazu. Korzystne jest też zastosowanie cieczy absorpcyjnych zawierających reagenty chemiczne, na przykład związki utleniające lub neutralizujące absorbaty (chemisorpcja). Sprawia to, że przenikaniu zanieczyszczenia gazu do fazy ciekłej nie towarzyszy zmniejszanie się siły napędowej dyfuzji – gradientu stężeń (pierwszy etap regeneracji sorbentu zachodzi równocześnie z absorpcją). W niektórych wypadkach stosowane są też procesy wielostopniowe, w których etap absorpcji jest poprzedzony etapem reakcji chemicznych w fazie gazowej (np. ozon, chlor lub dwutlenek chloru).

27 Jeżeli absorbowane zanieczyszczenia są dobrze rozpuszczalne w cieczy, opór przenikania masy występuje przede wszystkim po stronie gazowej. Wskazane jest stworzenie warunków burzliwego przepływu gazu wśród kropli cieczy. Stosowane są aparaty rozpryskowe. Zwiększenie powierzchni ciecz-gaz uzyskuje się dzięki rozdrobnieniu kropel (natrysk przez dysze, atomizery lub wirujące elementy rozpryskujące). TYPOWE SKRUBERY ROZPRYSKOWE (ZRASZACZE): a) przeciwprądowa kolumna rozpryskowa, b) poziomy absorber z krzyżowym przepływem faz, c) skruber cyklonowy

28 Atomizery są instalowane w przewodach wentylacyjnych (kuchnie, restauracje, hotele, zakłady rzemieślnicze,...). W tych wypadkach bywa wytwarzana mgła roztworów reagentów chemicznych, na przykład związków neutralizujących. Często stosowanymi reagentami są związki utleniające, takie jak woda utleniona lub ozon (wytwarzany w kanale wentylacyjnym pod wpływem lamp UV lub w odrębnym generatorze). Dezodoryzację gazów zawierających duże ilości amin i amoniaku prowadzi się z użyciem roztworów zawierających kwas octowy. Odmianą skruberów rozpryskowych są urządzenia „dry-scrubbing” (metoda „półsucha”), w których rozpryskiwany roztwór sorpcyjny (lub zawiesina) zawiera składniki reagujące z zanieczyszczeniami gorącego gazu odlotowego. Po absorpcji zanieczyszczeń i reakcji woda odparowuje. Ochłodzony gaz, zawierający produkty reakcji w postaci pyłu, jest kierowany do filtrów elektrostatycznych lub workowych.

29 Za rodzaj rozpryskowego „skrubera bez ścian” można uznać systemy ograniczania niezorganizowanej emisji odorantów zwane „barierami antyosmicznymi”. Uciążliwość zapachu takich obiektów, jak składowiska odpadów komunalnych, oczyszczalnie ścieków, kompostownie, fermy hodowlane i inne, może być ograniczona dzięki wytwarzaniu mgły bezpośrednio nad powierzchnią wydzielającego odoranty materiału lub na jej obwodzie. Dostępne w handlu preparaty zawierają środki powierzchniowo czynne, które ułatwiają rozwinięcie powierzchni wymiany masy w strefie mgły, utrwalają stan gazozolu i sprzyjają sorpcji zanieczyszczeń powietrza (związków polarnych). Zależnie od rodzaju i wielkości instalacji stosuje się wysokociśnieniowe systemy rozpylające lub małe urządzenia niskociśnieniowe (ULV – Ultra Low Volume) – przenośne lub przewoźne. Wchodzące w skład lekkich urządzeń przewoźnych giętkie węże z wmontowanymi atomizerami (od kilku do kilku tysięcy dysz) umożliwiają doraźne uruchamianie barier osmogenicznych, na przykład po zawietrznej stronie okresowego źródła zanieczyszczeń powietrza.

30

31 Bardzo popularne kolumny absorpcyjne z wypełnieniem są użyteczne w wypadku podobnych oporów wymiany masy po obu stronach granicy faz. W kolumnach z wypełnieniem można doprowadzić do intensywnego mieszania gazu i cieczy – warunkiem jest prawidłowy dobór wypełnienia i natężeń przepływu obu faz. Podobnie jak w wypadku absorberów rozpryskowych może być celowe wstępne utlenianie usuwanych zanieczyszczeń w fazie gazowej oraz stosowanie chemisorpcji. ABSORBERY Z WYPEŁNIENIEM (przykłady): a) przeciwprąd, wypełnienie stałe, b) przeciwprąd, wypełnienie ruchome, c) przepływ krzyżowy, wypełnienie stałe, d) elementy typowych wypełnień

32 Oczyszczane gazy są zwykle zanieczyszczone mieszaninami związków o różnych właściwościach (rozpuszczalności w wodzie, kwasowości/zasadowości itp.). Przeważnie nie są dostępne informacje o równowagach ciecz-gaz, współczynnikach wnikania itp.. Często stosuje się wielostopniowe instalacje absorpcyjne (parametry dobierane eksperymentalnie).

33 Przykład 1 Przewoźna instalacji doświadczalna laboratoryjna testowana w wytwórni mączki rybnej PPDiUR ODRA w Świnoujściu (zestaw trzech kolumn pianowych; absorpcja + utlenianie NaOCl)

34

35 Schemat instalacji doświadczalnej testowanej w zakładzie utylizacji odpadów mięsnych. (kolumna o wysokości około 10 metrów i średnicy 1,5 m; absorpcja + utlenianie H 2 O 2 ) Przykład 2

36 OCZYSZCZANIE GAZÓW ODLOTOWYCH Z WYTAPIALNI TŁUSZCZU ZWIERZĘCEGO; I, II - stopnie absorbera; stężenia zanieczyszczeń: przed oczyszczaniem – w polu białym, po oczyszczaniu – pole bezwypełnienia Lp. CIECZ (I, II – stopnie absorpcji)GAZ IIII I Natężenie przepływu [m 3 /h] AMINYTIOLEODORANTY pH Stężenie H 2­ O 2 [mg/m 3 ] Stężenie katalizatora [mg/m 3 ] Stężeni e [ppm] Zmiana [%] Stężenie [ppm] Zmiana [%] Stężenie [ou/m 3 ] Zmiana [%] 19,63, , ,31, , ,32, , ,32, , ,95, , , ,36, , ,

37 Dezodoryzacja gazów z biologicznej oczyszczalni ścieków w trójstopniowym absorberze z krzyżowym przepływem faz (absorpcja + utlenianie NaOCl) Przykład 4 Uwaga! Możliwa emisja wtórna

38 Schemat instalacji do dezodoryzacji gazów metodą Fresenius-S-KT Przykład 3 (absorpcja + ozonowanie)

39 Przykład 5 Schemat instalacji do dezodoryzacji gazów odlotowych z wytwórni mączki rybnej (absorpcja + ozonowanie)

40 ADSORPCJA

41

42 Cząsteczki gazu lub cieczy, które znajdują się w pobliżu powierzchni ciała stałego, ulegają działaniu sił powierzchniowych. Siła tego oddziaływania zależy od właściwości obu ośrodków i tworzących je cząsteczek. Sprawia to, że na granicy między fazami tworzą się warstewki o różnych właściwościach fizycznych i chemicznych. Ich powstawanie wywołuje zróżnicowane efekty energetyczne – zależne od rodzaju powstających wiązań adsorbatu (cząsteczek adsorbowanych) z powierzchnią adsorbenta (ciała stałego). Podstawy procesu

43 Z tego punktu widzenia wyodrębnia się adsorpcję „fizyczną” i „chemisorpcję”. Adsorpcja fizyczna jest wywołana siłami przyciągania międzycząsteczkowego. Jej energetyczne efekty są podobne do efektów sublimacji lub kondensacji par, a powstające na powierzchni sorbentu warstewki przypominają ciecz: „dwuwymiarową” (warstewki jednocząsteczkowe) lub „trójwymiarową” (układy wielowarstwowe). Adsorpcja chemiczna (chemisorpcja) zachodzi wskutek tworzenia się wiązań chemicznych między cząsteczkami adsorbatu i powierzchni ciała stałego, z czym wiąże się wydzielanie większych ilości ciepła (ciepło reakcji chemicznych).

44 Izotermy adsorpcji według Langmuira WPŁYW TEMPERATURY NA POŁOŻENIE I KSZTAŁT IZOTERM ADSORPCJI

45 Model adsorpcji według Langmuira (typ I ) I według Brunauera-Emmeta-Tellera (BET, typ II i III)

46 Typy izoterm adsorpcji: I – jednowarstwowe pokrywanie powierzchni, II, III – wielowarstwowe pokrywanie powierzchni, IV, V - kondensacja kapilarna

47 Przebieg adsorpcji w czasie według modelu Collinsa

48 Adsorbenty Adsorbenty o znaczeniu technicznym charakteryzują duże powierzchnie właściwe (powierzchnia 1 grama). Sorbenty nieporowate, na przykład otrzymywane mielenia szklistych ciał stałych lub wytrącania drobnokrystalicznych osadów soli, mają powierzchnie właściwe 0,1  10 m 2 /g (najczęściej ~1 m 2 /g). Powierzchnia właściwa sorbentów porowatych może osiągać setki metrów kwadratowych na gram materiału. Najbardziej rozpowszechnionymi sorbentami porowatymi są węgle aktywne, silikażele, aluminożele i sita molekularne. Różne rodzaje węgla aktywnego mają powierzchnię właściwą od 400 m 2 /g do 900 m 2 /g. Struktury porowate otrzymuje się przez ogrzewanie zawierających węgiel sproszkowanych materiałów organicznych (węgiel drzewny, kości, łupiny orzechów, pestki itp.).

49 Pojemność sorpcyjna węgla aktywnego otrzymanego z łupin orzecha kokosowego OdorantyKlasaOdorantyKlasaOdorantyKlasa Aceton3Dym z papierosa4Spaliny z silnika Diesla3 Aldehyd mrówkowy2Krezol4Środki dezynfekcyjne4 Aldehyd octowy2Kwas masłowy4Terpentyna4 Alkohol etylowy4Kwas octowy4Zapach ciała4 Alkohol butylowy4Tiole (merkaptany)4Zapachy kuchenne4 Aminy2Olejki eteryczne4Zapach owoców4 Amoniak2Perfumy, kosmetyki4Zapachy szpitalne4 Benzen4Siarkowodór3Zapachy zwierzęce3 1.bardzo mała pojemność sorpcyjna; pochłaniacze węglowe w zwykłych warunkach nie są skuteczne, 2.mała pojemność sorpcyjna; możliwe jest osiągnięcie pożądanej skuteczności dezodoryzacji w wypadkach utrzymywania odpowiednich warunków procesu, ustalonych na podstawie indywidualnych badań, 3.zadowalająca skuteczność adsorpcji; ilość zaadsorbowanych substancji stanowi 10  25% masy węgla, 4.duża skuteczność adsorpcji; ilość zaadsorbowanych substancji stanowi 20  50% masy węgla.

50 Węgiel aktywny w niewielkim stopniu adsorbuje wiele szkodliwych lub uciążliwych zanieczyszczeń gazów, takich jak HCN, H 2 S, SO 2 lub NO x. Ich usuwanie jest możliwe dzięki zastosowaniu tak zwanych „sorbentów węglowych” – węgla aktywnego impregnowanego odpowiednimi reagentami chemicznymi (sole, tlenki metali, jod, siarka). Impregnacji poddawane są najczęściej węgle aktywne o dużej zawartości makroporów (dostępnych dla cząsteczek nanoszonych na sorbent reagentów). Przykłady: sorbent SDH-3, zawierający węglan sodowy i potasowy, przeznaczony do pochłaniania gazów kwaśnych, na przykład: Na 2 CO 3 + H 2 S  Na 2 S  + H 2 O  + CO 2  sorbent SPA-1, zawierający siarczan cynkowy, przeznaczony do pochłaniania par amoniaku: ZnSO NH 3  [Zn(NH 3 ) 4 ] SO 4  sorbenty uniwersalne typu actipol, impregnowane tlenkami Cu, Cr i Ag, przeznaczone do adsorpcji par związków organicznych oraz do usuwania gazów ulegających katalitycznemu utlenianiu i reakcjom przyłączania, na przykład: 2 PH O 2 (+ kat.)  P 2 O 3  + 3 H 2 O CuO + SO 2  CuSO 4 

51 Wskazówki dotyczące zastosowań różnych adsorbentów zawiera również IPPC H4 cz. 2

52

53 Schemat typowego adsorbera pionowego Adsorbery

54 Schemat typowego adsorbera poziomego Co dalej?

55 Schematy konstrukcji: - adsorbera pierścieniowego - adsorbera wielopółkowego ze złożem ruchomym

56 Schemat instalacji do adsorpcji ciągłej

57 W urządzeniach klimatyzacyjnych stosowane są wymienne pochłaniacze o różnej formie, Nie są poddawane regeneracji.

58

59

60 Czynnikiem istotnym dla użytkowników jest czas ich pracy między niezbędnymi wymianami (do chwili przebicia). W wielu sytuacjach poprawnie działające urządzenia pozwalają na skuteczną dezodoryzację powietrza wnętrz przez 4  5 lat bez wymiany pochłaniaczy. Jest to spowodowane z jednej strony – bardzo małymi stężeniami usuwanych zanieczyszczeń, z drugiej – możliwością pochłonięcia przez 1 kg węgla aktywnego 0,1  1,2 kg substancji zapachowych.

61 Przykład Przyjmijmy, że: usuwanym zanieczyszczeniem jest kwas masłowy, o progu wyczuwalności c th  0,001 mg/m 3, stężenie kwasu masłowego w oczyszczanym powietrzu wynosi około 0,01 mg/m 3 (zapach słaby, ale rozpoznawalny i uciążliwy), pochłaniacz z węglem aktywnym zawiera 1 kg sorbentu, przebicie sorbentu nie następuje do chwili wzrostu masy o 30%. Z założeń wynika, że sorbent może pochłonąć 0,3 kg kwasu, co odpowiada ilości zawartej w 3  10 7 m 3 zanieczyszczonego powietrza (3  10 5 mg / 0,01 mg/m 3 ). W wypadku oczyszczania 1000 m 3 /h oznacza to 3  10 4 godzin czyli ponad trzy lata nieprzerwanej pracy pochłaniacza w założonych idealnych warunkach (brak innych zanieczyszczeń powietrza).

62 SPALANIE

63

64 Reakcje pełnego spalania węglowodorów opisuje się ogólnym równaniem: VOC + O 2  H 2 O + CO 2 + ciepło gdzie: VOC – lotne związki organiczne (Volatile Organic Compounds) C n H m. Główne produkty spalania zapachowo uciążliwych związków heterogenicznych Istnieje też możliwość powstawania związków bardziej toksycznych, takich jak fosgen (COCl 2 ), chlor lub nitronadtlenki. HeteroatomZanieczyszczenia (przykłady)Produkty spalania S Tiole (merkaptany), sulfid dimetylowy, tiofenSO x + H 2 O + CO 2 N Pirydyna, trimetyloamina, acetonitryl N 2 + NO x + H 2 O + CO 2 Cl Trichloroetylen, chloroform, dichlorometan, 1,1,1-trichloroetan, dioksyny H 2 O + CO 2 + HCl F Fluoroacetofenon, fluorobenzen, fluorofenolH 2 O + CO 2 + HF

65 Spalanie termiczne – może znaleźć zastosowanie w wypadku, gdy gazy odlotowe mają wysoką temperaturę lub gdy ciepło gazów oczyszczonych może być wykorzystane. Spalanie katalityczne stosuje się, gdy gazy są gorące i nie zawierają składników będących truciznami katalizatora Wykorzystane mogą być typowe paleniska zakładowych kotłowni, gdy ilość gazów wentylacyjnych nie przekracza zapotrzebowania na powietrze

66 TEMPERATURA TERMICZNEGO UTLENIANIA ZAPEWNIAJĄCA USUNIĘCIE 99% ZANIECZYSZCZEŃ W CZASIE 2 SEKUND Zanieczyszczenie Temperatura [ 0 C] Akrylonitryl830 Czterochlorek węgla750 Benzen730 Chlorobenzen710 1,2-Dichlorometan770 Heksachloroetan600 Pirydyna770 Tetrachloroetylen850 Nitrobenzen670 Chloroform590

67 TEMPERATURA GŁĘBOKIEGO UTLENIANIA ZANIECZYSZCZEŃ Z UŻYCIEM KATALIZATORA PLATYNOWEGO (skuteczność 90%) [126] Zanieczyszczenie Temperatura [ 0 C] Metan n-Heptan Benzen Toluen Etanol Keton etylowo-metylowy Octan etylu Dimetyloformamid Pirydyna Tiofen Chlorobutan Siarkowodór Disiarczek węgla

68 Spalanie w kotle Warych J.: Oczyszczanie przemysłowych gazów odlotowych. WNT, W-wa, kocioł, 2 - wymiennik ciepła, 3 - emitor

69 Spalanie termiczne 1 – palnik, 2 – reaktor, 3 – wymiennik ciepła Warych J.: Oczyszczanie przemysłowych gazów odlotowych. WNT, W-wa, 1998

70 Spalanie katalityczne 1 – komora spalania, 2 – reaktor katalityczny, 3 – wymiennik ciepła Warych J.: Oczyszczanie przemysłowych gazów odlotowych. WNT, W-wa, 1998

71 ZASADA DZIAŁANIA PALNIKA TYPU COMBUSTOR ZASADA DZIAŁANIA PALNIKA TYPU MAXON

72 Destruktory i sterylizatory EKOUTIL – OXIDOR, Piła (palnik obrotowy typu miskowego, komora oksydacji, wymienniki ciepła i osuszania dla komory, wentylatory, itd.)

73 KONSTRUKCJA TYPOWYCH REAKTORÓW KATALITYCZNYCH (przykłady) I KONSTRUKCJA WARSTW KATALIZATORA MODUŁOWEGO

74 Metody biologiczne Biopłuczki Biofiltry

75

76 Urządzenia do biologicznego oczyszczanie gazów są projektowane zwykle w oparciu o wyniki doświadczeń wykonywanych w skali laboratoryjnej lub małej skali przemysłowej. Każde z tych urządzeń powinno gwarantować:  zapewnienie niezbędnych warunków przenoszenia masy przez granicę gaz- ciecz (powierzchnia kontaktu, charakter przepływu faz, czas kontaktu),  zachowanie sprzyjających rozwojowi bakterii parametrów strumienia gazów i fazy ciekłej, takich jak: > temperatura – dla większości enzymów zakres 30  40 0 C, > wilgotność – minimum 30% ww, optymalna - 50% > pH – dla większości enzymów zakres pH =5  7, > właściwe stężenie pierwiastków biogennych i proporcje między nimi (dla heterotrofów: C : N : P = 100 : 5 : 1), > brak trucizn (np. jonów metali ciężkich, detergentów, cyjanków lub silnych utleniaczy), > ograniczony dostęp promieniowania UV (zwłaszcza 230  275 nm). Cechą szczególnie istotną z punktu widzenia możliwości rozwoju bakterii jest stabilność poszczególnych parametrów.

77 Płuczka biologiczna

78 Schemat ideowy biofiltra

79 Schemat ideowy biofiltra z rusztem i komorą oraz wlotem gazów odlotowych od góry

80 Do dezodoryzacji zastosowanie znalazły głównie biofiltry, budowane w wersji gruntowej lub kontenerowej. Są szeroko rozpowszechnione w obiektach gospodarki komunalnej (oczyszczalnie ścieków, kompostownie) oraz w przemyśle spożywczym (ubojnie, przetwórstwo odpadów, produkcja przypraw). Biofiltr kontenerowy otwarty MPWK Lublin Biofiltr przy kompostowni odpadów komunalnych w Żywcu

81 Porównanie technik „końca rury”

82 Metoda dezodoryzacjiObszar zastosowańZaletyWady Absorpcja w wodzie gazy zawierające duże ilości niskoprężnych gazów odlotowych, rozpuszczalnych w wodzie; wymywanie takich zanieczyszczeń jak amoniak, ditlenek siarki, ditlenek węgla, fluorowodór, chlorowodór, chlor, tetrafluorek węgla; odsiarczanie spalin 1.prosta i bezpieczna obsługa 2.prosta aparatura 3.niskie nakłady inwestycyjne 4.stosunkowo niskie koszty ruchowe 1.kłopotliwe ścieki 2.wtórna emisja odorantów ze ścieków 1.duże koszty pompowania 2.korozja instalacji Absorpcja z reakcją chemiczną gazy odlotowe z obiektów gospodarki komunalnej, odlewni, przetwórstwa spożywczego itp. 1.duża skuteczność dezodoryzacji 2.prosta konstrukcja instalacji 1.uciążliwe ścieki 2.konieczność stosowania kosztownych chemoodpornych materiałów konstrukcyjnych 3.stosowanie czynników agresywnych stanowiących zagrożenie zdrowia 4.ryzyko skażenia środowiska wskutek incydentalnych wycieków reagentów Metoda Kurmeiera Reaktywny gaz (np. chlor jako czynnik utleniający i chlorujący) jest dodawany do oczyszczanych gazów przed wejściem do wieży absorpcyjnej, wypełnionej kamieniem wapiennym i zraszanej wodą gazy odlotowe z obiektów gospodarki komunalnej i zakładów przetwórstwa odpadów zwierzęcych 1.duża skuteczność dezodoryzacji 2.niskie koszty ruchowe 1.uciążliwe ścieki 2.praca z czynnikami reaktywnymi (zagrożenia zdrowia, korozja)

83 Ozonowanie w systemach wentylacyjnych zakładów przetwórstwa rybnego, zakładach przeróbki gumy, zakładach przetwórstwa tłuszczów, zakładach przetwórstwa spożywczego, do dezodoryzacji gazów w przemyśle farmaceutycznym, chemicznym (w lakierniach) 1.niskie koszty obsługi 2.niskie koszty ruchowe 3.łatwość czyszczenia instalacji 4.brak odpadów 5.likwidacja bakterii 6.możliwość podnoszenia efektywności przez połączenie z innymi metodami (np. mycie ozonowanymi roztworami, zastosowanie katalizatorów) 1.konieczność usuwania ozonu z gazów Utlenianie termiczne z przyczyn ekonomicznych dopalanie nadaje się do gazów o podwyższonej temperaturze, np. emisje z palarni kawy, oksydacji asfaltów, wysoko­temperaturowego suszenia elementów malowanych itp. 1.bezodpadowy charakter pracy 2.prosta budowa instalacji 3.łatwa obsługa 1.kłopoty ruchowe w wypadku zmiennych temperatur gazów i nierytmicznej emisji 1.na ogół duże koszty (nakłady energii do podtrzymania procesu) Adsorpcja lakiernie i produkcja lakierów, przemysł chemiczny, procesy z zastosowaniem rozpuszczalników 1.możliwość odzyskiwania rozpuszczalników 1.wrażliwość procesu na podwyższoną temperaturę i dużą wilgotność gazów 2.wąski zakres zastosowań 3.wysokie koszty 4.ryzyko nieodwracalnego zanieczyszczenia sorbentu Metoda sorpcyjno-oksydacyjna (połączenie dwóch technik oczyszczania gazów odlotowych: adsorpcji i termicznego utleniania) emisje gazów chłodnych o małym stężeniu zanieczyszczeń, zawierających przede wszystkim rozpuszczalniki, których utlenianie nie jest źródłem zanieczyszczeń wtórnych 1.niskie koszty ruchowe (w porównaniu z bezpośrednim utlenianiem termicznym) 2.w przypadku urządzeń rotacyjnych bezobsługowa praca 1.ograniczony zakres zastosowań 2.wysokie koszty inwestycyjne (zwłaszcza w przypadku urządzeń rotacyjnych)

84 Metoda kondensacyjna produkcja mączki zwierzęcej i rybnej w destruktorach Hartmanna 1.niskie koszty inwestycyjne i ruchowe 1.powstawanie bardzo uciążliwych ścieków Metody biologiczne gazy odlotowe z obiektów gospodarki komunalnej, przetwórstwa odpadów zwierzęcych, obiektów rolniczych, odlewni, malarni itp. 1.niskie koszty inwestycyjne i ruchowe 2.praktycznie bezobsługowa praca 1.wrażliwość materiału na zniszczenie (trucizny, wysoka temperatura, mała wilgotność itp.) 2.w przypadku biofiltrów potrzebna jest duża powierzchnia pod budowę instalacji Maskowanie stosuje się w przypadku odorantów o działaniu nietoksycznym i stosunkowo małym stężeniu, w gospodarstwach rolnych (fermach, kurnikach), w instalacjach WC, w garderobach, w restauracjach, przy transporcie odpadków żywnościowych, na wysypiskach śmieci itp. 1.niskie koszty inwestycyjne, 2.łatwa obsługa (automatyczna lub manualna) 3.krótki czas reakcji (rzędu kilku sekund) 4.stosowanie środków maskujących bezpiecznych dla środowiska 1.wymagana wysoka sprawność instalacji wentylacyjnej 2.silna zależność od warunków meteorologicznych (kierunku wiatru, temperatury itd.) 3.możliwość osłabienia reakcji obronnych u ludzi przebywających w otoczeniu


Pobierz ppt "METODY DEZODORYZACJI. Wstęp – o konieczności kompleksowej analizy możliwości zmniejszania uciążliwości, specyfika dezodoryzacji gazów odlotowych Metody."

Podobne prezentacje


Reklamy Google