Реферат: Описание технологий очистки воздуха от вредных газов

Наряду с существующими методами очистки воздуха (газов) от загрязняющих веществ - электростатическими, биологическими, сорбционными, каталитическими, химическими, в последние годы распространение получили плазмокаталитические технологии (ПКТ) очистки водуха (газов). Свое название плазмокаталитическая технология берет от разработок технологии очистки воздуха на космических кораблях.

В основе ПКТ лежат два способа разложения газообразных загрязняющих веществ до элементарных соединений (CO2, H2O) : плазмохимический и каталитический.

1.1. Плазмохимический.

Плазма, как известно, представляет собой газ, молекулы которого ионизированы. Плазма состоит из многих компонентов: электроны различных энергий, положительные и отрицательные ионы, нейтральные частицы. К нейтральным частицам относятся как молекулы и атомы в основном состоянии, так и молекулы, атомы, радикалы в возбужденном состоянии.

Различают высокотемпературную и низкотемпературную плазмы.

При наличии высокотемпературной плазмы, газ практически полностью ионизирован, а электронная температура не ниже 2x10 К. Низкотемпературная плазма имеет место в электрических разрядах, формируемых газоразрядными установками и характерезуется температурами 1-10x10 К. Такая плазма ионизирована далеко не полностью и содержит значительное количество нейтральных частиц.

В условиях низкотемпературной плазмы физико-химические процессы и реакции протекают в существенно неравновесных условиях, что проявляется по-разному:в значительном превышении средней энергии электронов над средней энергией тяжелых частиц; в неравновесной функции распределения электронов; в разнице поступательной (300K) и колебательной (10 K) температур; в значительно превышающей равновесную степень ионизации газа и т.д. Эти и другие факторы приводят к большим концентрациям частиц в различных квантовых состояниях,что сближает характерные времена физических и химических процессов. В такой ситуации становится невозможным их разделить, а значит описать законами химической кинетики. Поэтому модели плазмохимических процессов носят эмпирический характер и основываются, в основном, на результатах практического применения газоразрядных установок.

Процесс конверсии вредных веществ происходит по следующему механизму: загрязненный воздух проходит через газоразрядный реактор, в котором происходит разрушение вредных веществ под действием низкотемпературной плазмы и других физико-химических факторов воздействия. А также, в результате этих воздействий происходит возбуждение молекул, атомов и радикалов, что качественно влияет на работу каталитической ступени очистки.

1.2. Каталитический.

Каталитический способ очистки воздуха представляет собой глубокое окисление продуктов коверсии, образовавшихся в результате прохождения воздуха через плазмохимический реактор. В данном способе применяется низкотемпературный катализатор, который, благодаря плазмохимической ступени, начинает эффективно работать в диапазоне температур от 20 до 50 град.C .

Плазмокаталитическая технология очистки воздуха от газообразных вредных веществ уникальна, потому что позволяет производить глубокую очистку всего комплекса токсичных соединений до CO2 и H2O начиная с низких температур. Кроме того, технология уникальна тем, что одновременно с газоочисткой происходит подавление болезнетворной микрофлоры воздуха.

2. Технические параметры. Таблицы сравнения технических параметров установки "ПЛАЗКАТ" с аналогами.

2.1. "УЛОВ-500"

Технические характеристики	Технология очистки воздуха (газов)
Сорбционно- каталитический "УЛОВ-500"	Плазмо-каталитический "ПЛАЗКАТ 0,5/2"
Производительность по воздуху , м3/час	500	500
Максимальное гидравлическое сопротивление установки проходу воздуха, кПа	0,5	0,3
Степень очистки, %:стирол, фенол,формальдегид,акролеин	80-90	93-95
Диапазон концентраций вредных веществ, мг/м3	До 10	До 100
Количество сорбента-катализатора , кг	27	10
Температура очищаемого воздуха, градC	20-30	От 20
Межрегенерационный период, ч	350-400	10000
Потребляемая электрическая мощность,кВт	Нет данных	2

Примечание: (*) - предприятие-изготовитель фильтра "УЛОВ-500" : НПП "Экоюрус-Венто", Cанкт-Петербург, пл.Красногвардейская, д.2., 2001 г.

2.2. "ТКРВ0,75-0,15-0,018"(*)

Технические характеристики	Технология очистки воздуха (газов)
Термо - каталитический "ТКРВ0,75-0,15-0,018"(*)	Плазмо-каталитический "ПЛАЗКАТ 0,75/10"
Производительность по воздуху , м3/час	750	750
Максимальное гидравлическое сопротивление установки проходу воздуха, кПа	2,5	0,3
Степень очистки, %:толуол, ксилол, сольвент, бутанол,	95	93-95
Диапазон концентраций вредных веществ, мг/м3	500	500
Количество сорбента-катализатора , кг	11	11
Температура очищаемого воздуха на катализаторе, градC	500	От 20
Межрегенерационный период, ч	5000	10000
Потребляемая электрическая мощность,кВт	65	10

Примечание: (*) - предприятие-изготовитель термокаталитического реактора "ТКРВ0,75-0,15-0,018" : Астраханский завод окрасочного оборудования и аппаратуры, 1981г.

Впервые технология "ПЛАЗКАТ" разрешает проблему очистки воздуха(газов) при трех минимумах:

* минимуме катализатора (без драгметаллов);

* минимуме температуры (от20 град С);

* минимуме потребляемой электроэнергии.

3.Область применения продукта/технологии.

Установка "ПЛАЗКАТ" предназначена для очистки от газообразных вредных веществ:

- технологических газовых выбросов в атмосферу;

- воздуха приточной и вытяжной общеобменной вентиляции;

- воздуха рабочей зоны;

- воздуха бытовых и конторских помещений.

В конструкции установки "ПЛАЗКАТ" имеется несколько ноу-хау, делающих ее уникальной :

- особая конструкция газоразрядной ячейки плазмохимического модуля;

- специально подобранный катализатор не содержащий драгметаллы;

- сочетание плазмохимической и каталитической ступеней дающих новое качество;

- конструктивные особенности установки вцелом. Установка прошла испытания на предмет подавления следующих веществ: фенола, формальдегида, гексана, стирола, толуола, ксилола, сероводорода, оксида углерода, акролеина, ,бутанола, бенз(а)пирена и других соединений. Средняя степень подавления (конверсии) веществ составила от 90 до 98%. Концентрации веществ при этом составляли от 0,5 бенз(а)пирен) до 500 (толуол) мг/м3. Объемы очищаемого воздуха также были различными: от 5 до 12 000 м3/час. и более.

Область применения установки для очистки технологических газовых выбросов в атмосферу очевидна, т.к. основным критерием применения установки является достижение нормативов допустимых концентраций вредных веществ. Однако, в этом случае важным является тот факт, что применение установки в совокупности с пылеочистными установками (сооружениями) позволяет говорить не только о полном цикле очистки выбрасываемых газов в атмосферу, ни и о системе замкнутого воздухооборота в рабочем помещении, что сегодня очень актуально, в особенности для стран, где холодный период времени составляет не менее полугода. Следовательно при расчете экономической целесообразности применения установки "ПЛАЗКАТ", можно говорить о прямом экономическом эффекте ее применения (сроке окупаемости). В качестве примера можно привести применение установки "ПЛАЗКАТ" ( ее газоразрядного реактора) на предприятии "Пластик" (цех производства фенол-формальдегидных пластмасс) в г.Узловая Курской области. Использование установки в системе приточной вентиляции цеха позволило добиться двойного эффекта: с одной стороны очистки приточного воздуха, забираемого из цеха в зимний период времени, с другой - подача воздуха, активированного легкими ионами и озоном (концентрации не превышали допустимые с.с.), привели к снижению концентраций фенола в рабочей зоне до значений ПДК с.с.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--