Čistenie výfukových plynov

Kedy Čistenie výfukových plynov je termín používaný na opis separácie látok znečisťujúcich ovzdušie od výfukových plynov na ochranu životného prostredia. Na odstránenie pevných zložiek vo výfukových plynoch sa používajú procesy odprášenia. Pre plynné a kvapalné látky alebo látky v tvare kvapiek sa v závislosti od chemických a fyzikálnych vlastností látok môžu použiť v zásade tri procesy:

čistenie

Ďalšie odporúčané odborné znalosti

Bezpečný rozsah váženia na zabezpečenie presných výsledkov

Trvale presné testovacie závažia vďaka 12 tipom zadarmo

Aký je správny spôsob kontroly opakovateľnosti na váhach?

Obsah

Čistenie výfukových plynov vs čistenie odpadového vzduchu

Výfukové plyny alebo čistenie odpadového vzduchu znamenajú odstránenie škodlivých zložiek zo vzduchu. Rozdiel medzi výfukovými plynmi a odpadovým vzduchom sa mieša pomerne často, ale v procesnom zmysle je výfukovým plynom teplý odpadový vzduch, napr. B. zo spaľovní. Odpadový vzduch je odsávanie haly alebo odpadového vzduchu z výroby s teplotami v rozmedzí od normálnych do stredných teplôt (do max. 100 ° C).

Proces čistenia výfukových plynov

absorpcia

Ako absorbent je preferovaná voda kvôli jeho nízkej cene. Ak je absorpčná kapacita vody nedostatočná, musí sa absorpcia doplniť chemickou premenou pomocou prísad (chemisorpcia). Pre kyslé výfukové plyny sú potrebné základné prísady a kyslé prísady pre zásadité výfukové plyny. Absorbéry môžu byť konštruované ako práčky s rozprašovacou dýzou, mokré odlučovače vírivých prúdov alebo Venturiho práčky a dosahujú vysoký stupeň absorpcie. Ďalšími absorbentmi sú oleje (na umývanie oleja) pre organické látky. Nevýhody absorpčného procesu sú výsledné problémy s odpadovou vodou alebo skládkami. Osobitné postavenie má odsírenie spalín. Tento proces je metódou odstraňovania oxidu siričitého z výfukových plynov pomocou hydroxidu vápenatého ako absorbenta. Tak vzniká sadra REA, ktorá je obľúbenou surovinou v stavebnom priemysle.

adsorpcia

Adsorbéry sú zvyčajne naplnené adsorbentom, často aktívnym uhlím. Po určitej dobe prevádzky je adsorbent zaťažený a nemôže absorbovať žiadne ďalšie znečisťujúce látky. Musí sa to zregenerovať. Regenerácia (desorpcia) môže prebiehať napríklad zahriatím - tiež pomocou horúcej pary. Aby sa zabránilo zlyhaniu adsorpčnej jednotky vo fáze regenerácie, zvyčajne sa prevádzkuje striedavo niekoľko adsorbérov. Adsorbent je zlikvidovaný vo veľmi malých systémoch.

Tepelné dodatočné spaľovanie

Pre tepelné dodatočné spaľovanie je potrebná teplota okolo 900 ° C a dostatočný čas zotrvania v spaľovacej komore. V najjednoduchšom prípade môže tepelné spaľovanie prebiehať v iných prevádzkových spaľovniach (napr. Kotolniach). V opačnom prípade je potrebné potrebnú teplotu dosiahnuť pomocou ďalších palív. Proces sa potom stáva veľmi zložitým a následne generuje ďalšie znečistenie ovzdušia. Tepelné dodatočné spaľovanie je optimálny vzduchovo-hygienický proces, pretože výfukové plyny sa úplne premieňajú na vodu a oxid uhličitý, s výnimkou cudzích prvkov dusíka, síry a halogénov.

Aby sa však udržali nízke náklady na ďalšie palivá, pri tepelnom dodatočnom spaľovaní sa veľmi často používa teplonosné médium, napríklad keramika. Teplota sa udržiava takmer konštantná počas rôznych cyklov v spaľovni. Náklady na operátora sú minimalizované. V prípade malého zaťaženia v prúde výfukových plynov je niekedy proti prúdu pripojený adsorbér, aby sa koncentrovali znečisťujúce látky. To znamená, že tepelnou úpravou je potrebný iba malý objemový prietok s veľkým zaťažením. To znižuje veľkosť a súvisiace investície, ako aj náklady na energiu.

Katalytický proces

Katalytické čistenie výfukových plynov sa používa vo veľkých priemyselných podnikoch, ako aj v každom modernom automobile. Výhodou je porovnateľne nízka spotreba energie, ktorá je nevyhnutná pre chemickú reakciu čistenia výfukových plynov. Nevýhodou sú niekedy vyššie investície a náklady na údržbu katalyzátorov na rozdiel od iných procesov, ako aj citlivosť katalyzátorov na nečistoty a takzvané katalytické jedy. Pretože presné zloženie výfukových plynov nie je v technicky relevantných procesoch často známe a nemožno vylúčiť možné katalytické jedy, v priemysle sa od katalytickej oxidácie často upustí.

Ako príklad čistenia katalytických výfukových plynov je v tomto bode potrebné spomenúť trojcestný katalyzátor v automobiloch s motormi typu Otto. Skladá sa z keramického tela, ktoré je pokryté drahými kovmi, ako je platina, ródium a ďalšie. je potiahnutý. Na povrchu sú chemické reakcie procesu čistenia výfukových plynov veľmi rýchle a s malým vstupom energie. Oxid uhoľnatý (CO) obsiahnutý vo výfukových plynoch sa oxiduje na oxid uhličitý (CO2), oxidy dusíka (NOx) sa redukujú na dusík (N2). V minulosti sa organické organické zlúčeniny olova, ako je tetraetyl olovo, pridávali do palív ako prostriedky proti klepaniu. Olovo sa usadilo na povrchu katalyzátora a kontaminovalo ho tak silno, že jeho účinnosť bola výrazne obmedzená alebo úplne zastavená. Jeden potom hovorí o „otrave“ katalyzátora. Z tohto dôvodu sa zlúčeniny olova v moderných palivách už nepoužívajú ako antidetonátory.

pozri tiež: Recirkulácia výfukových plynov

Nekatalytické chemické procesy

Medzi nekatalytické chemické procesy patria také procesy, pri ktorých škodlivé zložky výfukových plynov chemickými reakciami so špeciálne pridanými chemikáliami vedú k tomu, že znečisťujúce látky sa premieňajú na menej škodlivú formu. V priemysle sa často používa proces SNCR (voliteľný na-catalytický rvzdelávanie). Pri tejto forme denitrifikácie výfukových plynov sa všetky oxidy dusíka (NOx) redukujú na elementárny dusík (N2) amoniakom (NH3). Amoniak sa vstrekuje priamo do výfukového potrubia pri teplote 900 až 1 000 ° C. Množstvo použitého amoniaku sa však musí presne prispôsobiť množstvu oxidov dusíka, pretože inak sa vo výfukových plynoch môžu nachádzať zvyšky amoniaku, ktoré sa musia tiež odstrániť.

Biologické čistenie výfukových plynov

Biologické čistenie výfukových plynov (Biologické čistenie odpadových plynov) je založená na aktivite mikroorganizmov, ktoré sú aeróbnymi baktériami, ktoré biochemicky premieňajú organické a tiež niektoré anorganické plynné znečisťujúce látky na neškodné produkty alebo látky bez zápachu.

Znečisťujúce látky, ktoré obsahujú uhlík a/alebo čiastočne dusík alebo síru, sú oddelené od odpadového vzduchu a oxidované mikroorganizmami na oxid uhličitý a vodu v prítomnosti kyslíka. Uvoľnená energia je mikroorganizmami využívaná ako zdroj energie na udržanie metabolizmu. Niektoré zo znečisťujúcich látok sa vytvárajú ako biomasa na množenie mikroorganizmov. V stabilnom biologickom systéme existuje rovnováha medzi umierajúcimi a novovzniknutými mikroorganizmami, takže biomasa zostáva konštantná. Okrem znečisťujúcich látok potrebuje biomasa ako základ života aj živiny, ako je dusík, fosfor, síra a stopové prvky, ako aj voda. Pretože chemické zlúčeniny môžu mikroorganizmy použiť len po rozpustení vo vode, rastú buď na nosnom materiáli vo vrstve vlhkosti, alebo sú suspendované vo vodnom roztoku. Biologické čistenie výfukových plynov sa zvyčajne používa, keď sa znečisťujúce látky, ktoré sa majú odstrániť, nezhodnocujú a zaťaženie znečisťujúcimi látkami nie je príliš vysoké.

Proces biologického čistenia výfukových plynov

V priemysle sa používajú tieto procesy biologického čistenia výfukových plynov:

Pokyny VDI pre biologické čistenie výfukových plynov

  • Biofilter VDI 3477 (vydanie 11/2004)
  • Biomyčky a udržovacie reaktory VDI 3478 (vydanie 07/1996)
  • Reaktor s biorieslovou vrstvou VDI 3478 list 2 (vydanie 12/2005)

Združenie nemeckých inžinierov, VDI, popisuje svoje úlohy v uvedených pokynoch takto: "V komisii pre udržiavanie čistoty vzduchu vo výbore pre normy VDI a DIN - KRdL vypracujú odborníci z vedy, priemyslu a administratívy dobrovoľne smernice VDI a normy DIN pre ochranu životného prostredia. Opisujú súčasný stav alebo stav vedy v Spolkovej republike Nemecko a slúžia ako pomôcka pri rozhodovaní pri vývoji a uplatňovaní právnych a správnych predpisov. [...] Pokyny pre biologické čistenie odpadových plynov sa zaoberajú čistením prúdov odpadových plynov, ktoré sú kontaminované plynnými a aerosólovými látkami znečisťujúcimi ovzdušie. Hlavnou oblasťou použitia je zníženie organických emisných zložiek, ktoré sú biologicky odbúrateľné v dostatočnej miere, ako aj sírovodíka a amoniaku. Typická oblasť použitia zahrnuje hmotnostné koncentrácie organických zlúčenín do približne 1 g/m³. Metódy slúžia na zníženie emisií, ktoré sú svojim účinkom potenciálne zdraviu škodlivé a/alebo nepríjemné. [...] "

Gütegemeinschaft Biologische Abluftreinigung a-bap e.V.

Združenie kvality pre biologické čistenie odpadového vzduchu a-bap e.V. (združenie pre biologické čistenie vzduchu) vyvinul predpisy o kvalite a skúškach RAL-GZ 995 pre plánovanie, dodávku, uvedenie do prevádzky a údržbu biologických systémov čistenia odpadového vzduchu v spolupráci s Nemeckým inštitútom pre zabezpečenie kvality a označovanie RAL RAL za účasti odborných a dopravných skupín.

Zabezpečenie kvality RAL-GZ 995 špecifikuje štandardy kvality systémov biologického čistenia odpadového vzduchu. Značka kvality tak slúži ako spoľahlivý signál pre obavy zákazníkov a prevádzkovateľov, orgánov zodpovedných za kontrolu znečisťovania ovzdušia a výrobcov závodov. Značku kvality udeľuje asociácia kvality výrobcom biologických systémov na čistenie odpadového vzduchu, ktorí vyhovujú zabezpečeniu kvality RAL-GZ 995. Dodržiavanie stanovených kvalitatívnych požiadaviek je neustále neutrálne monitorované.