Regulácia plynov
Znečisťujúce látky plynných kritérií, ako aj prchavé organické zlúčeniny (VOC) a ďalšie toxické plyny do ovzdušia sa regulujú pomocou troch základných techník: absorpcie, adsorpcie a spaľovania (alebo spaľovania). Tieto techniky sa môžu použiť jednotlivo alebo v kombinácii. Sú účinné aj proti hlavným skleníkovým plynom. Okrem toho sa vyvíja štvrtá technika, známa ako sekvestrácia uhlíka, ako prostriedok na kontrolu hladín oxidu uhličitého.
vstrebávanie
V súvislosti s reguláciou znečistenia ovzdušia absorpcia zahŕňa prenos plynnej znečisťujúcej látky zo vzduchu do kontaktnej kvapaliny, ako je voda. Kvapalina musí byť schopná slúžiť ako rozpúšťadlo pre znečisťujúcu látku alebo ju zachytiť pomocou chemickej reakcie.
Mokré práčky a zabalené práčky
Na absorpciu plynu sa môžu použiť mokré práčky podobné tým, ktoré sú opísané vyššie na reguláciu suspendovaných častíc. Absorpcia plynu sa môže tiež uskutočňovať v zabalených pračkách alebo vežiach, v ktorých je kvapalina prítomná skôr na zvlhčenom povrchu ako kvapky suspendované vo vzduchu. Bežným typom zabalenej práčky je protiprúdová veža. Po vstupe do spodnej časti veže prúdi znečistený vzduch smerom nahor cez zvlhčený stĺpec ľahkého, chemicky neaktívneho obalového materiálu. Kvapalný absorbent tečie smerom nadol a je rovnomerne rozptýlený po celej náplni kolóny, čím sa zvyšuje celková plocha kontaktu medzi plynom a kvapalinou. Termoplastické materiály sa najčastejšie používajú ako tesnenie protiprúdových pračiek. Tieto zariadenia majú obvykle účinnosť odstraňovania plynov 90 až 95 percent.
Na absorpciu plynu sa používajú aj návrhy prúdovej pračky naplnené prúdom a krížovým tokom. Pri súbežnej konštrukcii prúdia plyn aj kvapalina v rovnakom smere - zvisle nadol cez pračku. Aj keď nie sú také účinné ako protiprúdové konštrukcie, môžu súbežné zariadenia pracovať pri vyšších prietokoch kvapaliny. Zvýšený prietok zabraňuje upchávaniu obalu, keď prúd vzduchu obsahuje vysoké množstvo častíc. Súčasné konštrukcie umožňujú zníženie odporu prúdenia vzduchu a umožňujú znížiť prierezovú plochu veže. Konštrukcia s priečnym tokom, pri ktorej plyn prúdi horizontálne cez náplň a kvapalina prúdi vertikálne dole, môže pracovať s nižším odporom prúdenia vzduchu, keď sú prítomné vysoké úrovne častíc.
Vo všeobecnosti sa práčky používajú v zariadeniach na výrobu hnojív (na odstránenie amoniaku z prúdu vzduchu), v závodoch na výrobu skla (na odstránenie fluorovodíka), v chemických závodoch (na odstránenie rozpúšťadiel rozpustných vo vode, ako sú acetón a metylalkohol) a na kafilérie (na kontrolu zápachu).
Odsírenie spalín
Oxid siričitý v spalinách z elektrární na fosílne palivá sa môže regulovať pomocou absorpčného procesu nazývaného odsírenie spalín (FGD). Systémy FGD môžu zahŕňať mokré čistenie alebo suché čistenie. V mokrých systémoch FGD sa spaliny privádzajú do styku s absorbentom, ktorým môže byť buď kvapalina alebo suspenzia pevného materiálu. Oxid siričitý sa rozpúšťa alebo reaguje s absorbentom a v ňom sa zachytí. V suchých systémoch FGD je absorbentom suché práškové vápno alebo vápenec; Akonáhle dôjde k absorpcii, pevné častice sa odstránia pomocou vrecovkových filtrov (opísaných vyššie). Suché systémy FGD ponúkajú v porovnaní s mokrými systémami úspory nákladov a energie a ľahšiu prevádzku, vyžadujú si však vyššiu chemickú spotrebu a sú obmedzené na spaliny pochádzajúce zo spaľovania uhlia s nízkym obsahom síry.
Systémy FGD sa tiež klasifikujú ako regenerovateľné alebo neregenerovateľné (odhodené) v závislosti od toho, či sa síra, ktorá sa odstraňuje zo spalín, regeneruje alebo zlikviduje. V Spojených štátoch je väčšina prevádzkovaných systémov neregenerovateľná z dôvodu ich nízkych kapitálových a prevádzkových nákladov. Naopak, v Japonsku sa obnoviteľné systémy používajú vo veľkej miere a v Nemecku ich vyžaduje zákon. Neregenerovateľné systémy FGD produkujú zvyšky kalov obsahujúcich síru, ktoré si vyžadujú primerané zneškodnenie. Regenerovateľné systémy FGD vyžadujú ďalšie kroky na premenu oxidu siričitého na užitočné vedľajšie produkty, ako je kyselina sírová.
Existuje niekoľko metód FGD, ktoré sa líšia hlavne chemikáliami použitými v procese. Procesy FGD, ktoré používajú reaktanty, používajú vápno alebo vápencové kaly. Pri procese čistenia vápenca oxid siričitý reaguje s časticami vápna (uhličitanu vápenatého) v suspenzii, pričom vytvára siričitan vápenatý a oxid uhličitý. V procese prania vápna reaguje oxid siričitý s haseným vápnom (hydroxid vápenatý), pričom vytvára siričitan vápenatý a vodu. V závislosti od koncentrácie oxidu siričitého a oxidačných podmienok môže siričitan vápenatý naďalej reagovať s vodou a vytvárať síran vápenatý (sadrovec). Ani siričitan vápenatý, ani síran vápenatý nie sú veľmi dobre rozpustné vo vode a obidve sa môžu pomocou zrážania pomocou gravitácie usadiť ako kaša. Hustá kaša, nazývaná FGD kal, predstavuje významný problém s odstraňovaním. Odsírenie spalín pomáha znižovať hladinu oxidu siričitého v okolitom prostredí a zmierňuje problém kyslého dažďa. Napriek tomu, že okrem nákladov, ktoré sa prenášajú priamo na spotrebiteľa pri vyšších sadzbách za elektrinu, sa každoročne vyprodukujú milióny ton kalov FGD.
adsorpčné
Adsorpcia plynu, na rozdiel od absorpcie, je povrchovým javom. Molekuly plynu sú sorbované - priťahované a držané - na povrchu pevnej látky. Metódy adsorpcie plynu sa používajú na reguláciu zápachu v rôznych typoch chemických zariadení a zariadení na spracovanie potravín, na regeneráciu množstva prchavých rozpúšťadiel (napr. Benzénu) a na reguláciu VOC v priemyselných zariadeniach.
Aktívne uhlie (zahrievané uhlie) je jedným z najbežnejších adsorbčných materiálov. Je veľmi porézny a má extrémne vysoký pomer povrchovej plochy k objemu. Aktívne uhlie je obzvlášť užitočné ako adsorbent na čistenie vzdušných tokov obsahujúcich VOC a na regeneráciu rozpúšťadla a kontrolu zápachu. Správne navrhnutá jednotka adsorpcie uhlíka môže odstrániť plyn s účinnosťou presahujúcou 95 percent.
Adsorpčné systémy sú konfigurované buď ako stacionárne postele alebo ako pohyblivé postele. V stacionárnych adsorbéroch lôžka znečistené prúdenie vzduchu vstupuje zhora, prechádza vrstvou alebo vrstvou aktívneho uhlia a vystupuje zo spodnej časti. V adsorbéroch s pohyblivým lôžkom sa aktívne uhlie pomaly pohybuje dole cez kanály pomocou gravitácie, keď vzduch, ktorý sa má čistiť, prechádza prúdom s priečnym tokom.
spálenie
Proces nazývaný spaľovanie alebo spaľovanie - chemicky rýchla oxidácia - sa môže použiť na konverziu VOC a iných plynných znečisťujúcich látok na oxid uhličitý a vodu. Spaľovanie VOC a uhľovodíkových výparov sa zvyčajne uskutočňuje v špeciálnej spaľovni nazývanej dohorenie. Na dosiahnutie úplného spálenia musí dodatočný spaľovač zabezpečiť správne množstvo turbulencie a času horenia a musí udržiavať dostatočne vysokú teplotu. Dostatočná turbulencia alebo miešanie je kľúčovým faktorom spaľovania, pretože znižuje požadovaný čas a teplotu horenia. Proces nazývaný priame spaľovanie plameňa sa môže použiť, keď je samotný odpadový plyn horľavá zmes a nevyžaduje prívod vzduchu alebo paliva.
Dopaľovací horák je obvykle vyrobený z oceľového plášťa obloženého žiaruvzdorným materiálom, ako je napríklad tehlová píla. Žiaruvzdorná podšívka chráni škrupinu a slúži ako tepelný izolátor. Pri dostatočnom čase a dostatočne vysokých teplotách môžu byť plynné organické znečisťujúce látky takmer úplne oxidované a účinnosť spaľovania sa blíži k 100%. Niektoré látky, napríklad platina, môžu pôsobiť spôsobom, ktorý napomáha spaľovacej reakcii. Tieto látky, nazývané katalyzátory, umožňujú úplnú oxidáciu horľavých plynov pri relatívne nízkych teplotách.
Spaliny sa používajú na reguláciu pachov, ničenie toxických zlúčenín alebo zníženie množstva fotochemicky reaktívnych látok uvoľňovaných do vzduchu. Používajú sa v rôznych priemyselných zariadeniach, v ktorých sú výpary VOC emitované spaľovacím procesom alebo odparovaním rozpúšťadla (napr. Ropné rafinérie, zariadenia na sušenie farieb a papierne).
