Способ очистки отходящих газов от комплекса дурнопахнущих веществ

 

Изобретение относится к области газоочистки. Способ предусматривает пропускание дурнопахнуших веществ через биологически активный фильтрующий материал, содержащий уложенные слоями щепу мелкую деревьев лиственных или хвойных пород и скоп - отходы целлюлозно-бумажной промышленности в виде осадков, содержащих волокно, мелкую кору и каолин. Фильтрующий материал содержит влаги 70-80%. Способ обеспечивает высокую степень очистки газов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области газоочистки и может быть использовано для очистки отходящих газов от комплекса дурнопахнущих веществ, образующихся на предприятиях пищевой промышленности, станциях очистки сточных вод, на площадках компостирования.

Все наиболее близкие по технической сущности и достигаемому результату способы являются либо малоэффективными, либо слишком дорогими, но главным их недостатком является то, что все они предназначены для удаления не более двух компонентов.

Известен способ поглощения газообразного аммиака /а.с. СССР 800134, МПК В 01 D 53/04, бюл. 4, 1981 г./ путем контактирования с твердым поглотителем, насыщенным кислотным ангидридом. В качестве поглотителя используется лигнин. Недостатком этого способа является избирательное поглощение одного газа.

Известен поглотитель аммиака и сероводорода, используемый в средствах индивидуальной защиты органов дыхания /Трумнайц Я.И. Индивидуальные средства защиты органов дыхания. М. 1962, с.62/.

Такой поглотитель содержит активированный уголь с суммарным объемом пор 0,7-0,9 см³/г и сульфат меди в количестве 12-14%. Недостатком этого поглотителя является невысокие хемосорбционные свойства по аммиаку и особенно по сероводороду.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ дезодорации отходящих газов /а. с. СССР 1337127, МПК В 01 D 53/02, бюл. 34, 1987 г./.

Сущность способа заключается в следующем. Отходящие газы, содержащие примеси органических веществ (спирты, эфиры углеводородов, акролеин), пропускают через биологически активный фильтрующий материал. В качестве фильтрующего материала используют смесь коры деревьев хвойных пород (ель, сосна), торфа и опилок при объемном соотношении 1:0,5:0,5, пропитанную питательной средой для накопления микроорганизмов, состоящей из разбавленного водного раствора нитрата аммония, гидрофосфата и дигидрофосфата калия, сульфата магния, хлорида кальция и хлорида железа (III).

Недостатком способа является то, что фильтрующий материал необходимо постоянно пропитывать предварительно подготовленной питательной средой, что приводит к трудоемкости процесса очистки и делает способ дорогим, а также этот способ не позволяет удалять дурнопахнущие компоненты (аммиак, сероводород, фенол и меркаптан) из отходящих газов.

Задачей изобретения является повышение степени очистки отходящих газов от комплекса дурнопахнущих веществ.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом таких, как способ очистки отходящих газов от комплекса дурнопахнущих веществ, пропускаемых через биологически активный фильтрующий материал, содержащий кору и опилки и отличительных существенных признаков таких, как в качестве фильтрующего материала используют, укладывая слоями, щепу мелкую деревьев лиственных пород, опил, скоп и кору, содержащих влагу 70-80%.

В пункте 2 формулы отражены предпочтительные виды фильтрующих материалов, а именно кору и опил берут от переработки деревьев лиственных или хвойных пород, а скоп - отход целлюлозно-бумажного производства в виде осадков, содержащих волокно, мелкую кору и каолин.

Задача достигается использованием в способе очистки многослойного биофильтра, эффективность которого для удаления сероводорода составляет 99,6%, для аммиака - 98,7%, для фенола - 89%, для меркаптана - 71%.

Согласно изобретению поставленная цель достигается, использованием в качестве сорбирующих материалов отходов целлюлозо-бумажной и деревообрабатывающей промышленности таких как: опил, кора, скоп, щепа, и образованием в фильтрующем материале двойного щелочного процесса при влажности 70-80%. Если взять влажность фильтрующего материала менее 70%, то наблюдается снижение степени очистки газов; при увеличении влажности материалов более 80% не наблюдается увеличение степени очистки газов (см. табл.2).

Опил, кора, скоп, щепа являются продуктами растительного происхождения и образуются в больших количествах при переработке древесины на лесозаводах и целлюлозо-бумажных предприятиях. По своей структуре эти вещества являются сыпучими, не абразивными, не токсичными. Отличительной особенностью данного способа очистки отходящих газов от дурнопахнущих веществ является то, что начинка фильтра многослойна. Каждый слой несет на себе определенную функциональную нагрузку. Очистка заключается в одновременном протекании процессов физико-химической сорбции, химических и биохимических превращений. Газообразный аммиак, концентрация которого нарастает в процессе очистки, является эффективным реагентом для поглощения сероводорода.

Химическая реакция этого процесса: 2H₂S + O₂ --> 2S + 2Н₂O; H₂S + 2NH₃ +2O₂ --> 3(NH₄)₂SO₄.

Пример конкретного выполнения способа.

Неприятно пахнущий воздух, содержащий, мг/м³: аммиака-10, сероводорода-0,0345, фенола-0,025, меркаптана-0,057, пропускают через слои фильтрующего материала-сорбционные слои биофильтра (щепа мелкая, опил, скоп, кора) с расходом 0,24 м³/ч. Перед загрузкой материалы увлажняют до 72% и укладывают, не уплотняя, без пустот.

Для осуществления процесса использована конструкция биофильтра, который представляет собой корпус цилиндрической формы, выполненный из коррозионно-стойкого материала высотой 1,4 м и диаметром 0,20 м. Равномерность распределения газового потока (расход воздуха из расчета 100 м³/ч на 1 м² площади) по объему достигается за счет дренажного слоя гравия и металлической сетки с диаметром отверстий 1 мм. При этом во всей системе создается необходимая разность концентраций, являющаяся движущей силой процесса адсорбции. В качестве сорбционных материалов используют отходы целлюлозо-бумажной (скоп - отход целлюлозно-бумажного производства в виде осадков, содержащих волокно, мелкую кору и каолин) и деревообрабатывающей промышленности (опил, кора деревьев лиственных или хвойных пород), которые укладывают слоями с учетом их функциональных свойств: в качестве функционального слоя, генерирующего аммиак, необходимый для эффективной очистки от сероводорода, используют слой, состоящий из щепы мелкой лиственных пород. Слой щепы укладывают в начале газового потока или на входе в биофильтр с тем, чтобы увеличить время контакта образующегося аммиака с потоком очищаемых отходящих газов: щепа мелкая --> опил --> скоп --> кора.

Динамика сорбции.

Механизм процесса представляется так. Газовый поток с начальной концентрацией Со поглощаемых веществ поступает в биофильтр и по мере прохождения через сорбционные слои, адсорбируемые компоненты поглощаются так, что их содержание в газовом потоке уменьшается. Контроль за содержанием исследуемых веществ (аммиак, сероводород, фенол, меркаптаны) проводят на входе в биофильтр - до очистки и на выходе из биофильтра - после очистки. Полученные данные приведены в табл.1.

Исследована зависимость степени очистки изучаемых компонентов от влажности фильтрационного материала. Результаты приведены в табл.2.

Полученные результаты табл.1 и 2 показывают, что данный способ позволяет с высокой степенью очистки поглощать многокомпонентную смесь веществ (сероводород - 99,6%, аммиак - 98,7%, фенол - 89%, меркаптан - 71%) предлагаемыми сорбционными материалами - щепа мелкая, опил, скоп, кора при влажности фильтрационного материала 70-80%.

Отработанный фильтрующий материал может использоваться в качестве материала для компостирования с целью получения компоста с повышенной удобрительной ценностью за счет образования сульфата аммония.

Формула изобретения

1. Способ очистки отходящих газов от комплекса дурнопахнущих веществ, пропускаемых через биологически активный фильтрующий материал, содержащий кору и опилки, отличающийся тем, что в качестве фильтрующего материала используют, укладывая слоями, щепу мелкую деревьев лиственных пород, опил, скоп и кору, содержащие влаги 70-80%.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кору и опил берут от переработки деревьев лиственных или хвойных пород, а скоп - отход целлюлозно-бумажного производства в виде осадков, содержащих волокно, мелкую кору и каолин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2