Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Деструкция остаточного озона

Адсорбция. Остаточный озон может быть извлечен из газовой смеси с помощью адсорбции. Принцип удаления состоит в том, что воздух, содержащий остаточный озон, перед выбросом в атмосферу пропускают через фильтрующие адсорбционные колонны. В качестве фильтрующего материала обычно используют гранулированный активированный уголь диаметром зерен 1—6 мм. Уголь, адсорбируя летучие органические загрязнения, подвергается вместе с ними медленному сгоранию при окислении загрязнений содержащимся в воздухе озоном. В среднем количество потребляемого активированного угля составляет 450 г на 1 кг озона, что требует периодической догрузки фильтра углем.

Этот способ достаточно эффективен, если надлежащим образом подобраны качество и гранулометрический состав угля (т. е. параметры, влияющие на степень окисления озоном летучих органических загрязнений). Кроме того, при этом способе почти не затрачивается энергия. Недостатком этого метода является то, что при скоплении озона в загрузке (концентрация озона в воздухе свыше 10%) и применении сухих угольных фильтров, работающих под давлением, необходимо принимать меры предосторожности во избежание взрыва, который может произойти при реакции озона со следами летучих органических загрязнений.

Катализ. Деструкция озона методом катализа применяется относительно недавно. Принцип метода состоите быстром разложении газа на кислород и атомарный кислород в присутствии катализатора при температуре 60—120°С. Способ эффективен при значительных концентрациях озона в обрабатываемом воздухе (свыше 30 г/м3).

Установки по деструкции озона представлют собой фильтры, заполненные слоями плетеной сетки (размер ячеек 4 X 4 или 4 X 6 мм), которая изготовляется из металлов или из окислов металлов. Продолжительность контакта озона с катализатором составляет 0,5 — 1 с. Активность того или иного катализатора оценивается величиной пространственной скорости, характеризуемой отношением расхода воздуха, который необходимо обработать, к объему катализатора. Оптимальные значения пространственной скорости составляют 2000—6000.

Преимущество этого способа состоит в незначительных затратах энергии. Однако нельзя не учитывать стоимости катализаторов (например, платины), которая может существенным образом увеличить затраты на процесс деструкции озона. К недостаткам мет ода каталитического разложения следует отнести сложность управления процессом, в частности соблюдение строгого контроля за влажностью газа, так как влага, конденсируясь на сетке, оказывает отрицательное влияние на эффективность деструкции, вступая в реакцию с катализатором. Нежелательным является также присутствие в обрабатываемом воздухе окислов азота, хлора и других окислителей, которые оказывают химическое воздействие на катализатор, выражающееся пассивацией последнего из-за образования металлический солей. Катализаторы регенерируют в специальных печах при температуре 500 °С в течение 6—7 ч.

Пиролиз. Этот способ применяется при незначительных концентрациях озона в воздухе. Термическая деструкция основана на свойстве озона эффективно разлагаться при повышенной температуре. Для достижения безопасной концентрации озона в воздухе (менее 0,2 мг/м3) параметры обработки должны быть следующими: температура 340—350 °С, продолжительность 3 с.

В зарубежной практике озонирования эксплуатируется ряд аппаратов для термического разложения на основе использования тепловой энергии, выделяющейся в электропечах или при сжигании газов и другого топлива. Эти устройства работают как с рекуперацией, так и без рекуперации энергии.

Наибольшее распространение получили электрические термодеструкторы с рекуперацией энергии, выпускаемые фирмой «Трелигаз». Принцип работы этих аппаратов состоит в следующем. Смесь газов проходит через термический теплообменник, где происходит ее нагрев за счет контакта с уже очищенным от озона теплым воздухом, находящимся в трубках теплообменника. Нагреву до температуры 285°С способствует интенсивное перемешивание потока, создаваемое перегородками. Из теплообменника смесь газов направляется в камеру электронагрева, где температура смеси поднимается до 350°С и происходит разложение озона. Скорость движения газовой смеси в камере назначается такой,чтобы контакт происходил в несколько секунд. Очищенный от озона воздух отдает свое тепло поступающим в теплообменник новым порциям газовой смеси и выбрасывается вентилятором в атмосферу. Рекуперация тепловой энергии, осуществляемая в теплообменнике деструктора, позволяет достичь значительной экономии (в 3—4 раза) денежных средств на разложение озона по сравнению с затратами на эксплуатацию подобных аппаратов без теплообменников. Эти аппараты рассчитаны на производительность до 1350 м3/ч, или 27 кг озона в 1 ч. Габариты самых мощных деструкторов составляют 3,2 X 1,8 X 2,3 м, масса 2800 кг. Среднее потребление энергии в установленном режиме работы 35 Вт/ч на 1 м3 обрабатываемого газа.

Термические деструкторы фирмы «Трелигаз» обслуживают большое число озонаторных станций в разных странах Европы, например Шуази-ле-Руа (производительность по озону 120 кг/ч) и Иври-сюр-Сен (22 кг/ч), станции водоподготовки в Хельсинки (63 кг/ч) и в Амстердаме (25 кг/ч).

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики