Способ очистки газовых выбросов и устройство для его осуществления
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для нейтрализации токсичных вредных продуктов при очистке промышленных выбросов, продуктов сжигания промышленных и бытовых отходов, а также выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей. Газ, содержащий вредные выбросы, подают в комбинированный блок через патрубок 2 в предварительную камеру 1. Здесь газовый поток контактирует со слоем сорбента 6, который является смесью природных глауконита и шунгита. Очищенный от твердых частиц и вредных выбросов газ через перфорированную пластину 5 поступает в основную камеру 3. В основной камере 3 размещены контейнеры 7 со слоем сорбционного катализатора 8. Сорбционный катализатор состоит из смеси предварительно подготовленных глауконита и шунгита. Для этого природные глауконит и шунгит помещают в раствор из различных гальваношламов, перемешивают в течение 3 часов, промывают и сушат. Изобретение позволяет расширить температурный режим при очистке газовых выбросов в атмосферу и увеличить скорость реакции разложения вредных веществ. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно очистке вредных техногенных газовых выбросов в атмосферу от различных загрязнителей, и может быть использовано для нейтрализации токсичных вредных продуктов при очистке промышленных выбросов, продуктов сжигания промышленных и бытовых отходов, а также выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей.
Известен способ очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, включающий подготовку катализатора, контакт катализатора и выхлопных газов, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют анодный шлам, образующийся при электролитическом восстановлении цинка из сульфатных растворов (см. патент РФ на изобретение №2164298, МПК F01N 03/10, В01D 53/94, В01J 23/34, опубл. 20.03.2001 г.).
Недостатками известного способа очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания является то, что катализатор изготавливается из анодного шлама при электролитическом восстановлении цинка из сульфатных растворов, технология изготовления которого трудоемка, требует энергетических затрат, наличия большого количества шлама. Температурные режимы данного катализатора ограничены от 150°С и выше, т.е. он не работает при низких температурах.
Известен также способ очистки газовых выбросов от оксидов азота восстановлением их монооксидом углерода в присутствии кислорода, включающий пропускание газовых выбросов через слой нагретого катализатора из углеродистого материала, при этом в качестве катализатора из углеродистого материала используют горную породу шунгит фракции 0,63-1,50 мм или более мелкие частицы этой породы, гранулированные со связующим из бентонита (см. патент РФ на изобретение №2048175, МПК В01D 53/86, В01D 53/56, В01D 141:00, опубл. 20.11.1995 г.).
Недостатками известного способа очистки газовых выбросов от оксидов азота является то, что шунгитовый катализатор должен быть нагрет до высокой температуры в присутствии кислорода, чтобы образовался монооксид углерода, который и восстанавливает оксид азота, а это означает, что он малоэффективен при температурах ниже 300°С и работает селективно.
Известен катализатор комплексной очистки выхлопных газов от оксидов азота и углерода на основе окислов меди, хрома, цинка, представляющий собой механическую смесь промышленных никель-хромового и медь-цинк-никелевого катализаторов, взятых в массовом соотношении (0,1-5,0):1 соответственно (см. патент РФ на изобретение №2041737, МПК В01J 23/86, В01D 53/56, В01D 53/62, опубл. 20.08.1995 г.).
Недостатком известного способа комплексной очистки выхлопных газов от оксидов азота и углерода является сложная каталитическая система, что усложняет и удорожает технологию способа в целом, и его малоэффективная работа при температурах ниже 300°С. Углеводороды, присутствующие в выхлопных газах, будут преждевременно отравлять окислы металлов и они не смогут долго работать.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения охлажденных нетоксичных газов, обеспечивающий их пожаровзрывобезопасность, экологическую безопасность и безопасность для человека, заключающийся в совместном одновременном окислении-восстановлении-охлаждении газов путем последовательного пропускания их через, по меньшей мере, один неподвижный слой гранулированной активированной окиси алюминия и, по меньшей мере, один слой гранулированного цеолита, разделенных между собой, по меньшей мере, одним фиксированным постоянным свободным объемом, при этом массовое соотношение "высокотемпературный газ, содержащий продукты неполного окисления/окись алюминия/цеолит", составляет 1,0/(0,05÷0,85)/(0,5÷1,5), а последовательность слоев и размер частиц гранулированных окиси алюминия и цеолита подбирают в зависимости от начальной температуры газа(ов). Применяемые гранулированные активированная окись алюминия и цеолит должны иметь размер гранул 0,5-15,0 мм, причем размер гранул каждого из них должен различаться. В качестве катализатора используют соли или окислы металлов, выбранных из ряда - медь, железо, никель, платина, палладий, алюминий или их сплавы, или катализаторы типа Перовскитов, или их смеси. Свободные фиксированные постоянные объемы должны быть заполнены "путанкой" из проволоки металлов, выбранных из ряда - медь, железо, палладий, алюминий, никель, платина и другие сплавы на их основе или смесь проволок (см. заявку на выдачу патента РФ на изобретение №2000122826, МПК A62D 03/00, А62С 03/00, опубл. 20.11.2002 г.).
Также наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известное устройство для осуществления способа получения охлажденных нетоксичных газов, обеспечивающее их пожаровзрывобезопасность, экологическую безопасность и безопасность для человека, представляющее собой комбинированный блок совместного одновременного окисления-восстановления-охлаждения газов, состоящий из, по меньшей мере, одного неподвижного слоя гранулированной активированной окиси алюминия и, по меньшей мере, одного слоя гранулированного цеолита, разделенных между собой, по меньшей мере, одним фиксированным постоянным свободным объемом, а каждый из слоев гранулированных активированной окиси алюминия и цеолита разделен, по меньшей мере, двумя металлическими сетками-решетками, при этом последовательность слоев и размер частиц гранулированных окиси алюминия и цеолита в нем зависит от начальной температуры газа(ов), а комбинированный блок расположен в теплоизолированном корпусе, снабженном отверстиями для входа и выхода газов (см. заявку на выдачу патента РФ на изобретение №2000122826, МПК А62D 03/00, А62С 03/00, опубл. 20.11.2002 г.).
Однако недостатком известных способа получения нетоксичных газов и устройства для его осуществления является сложная каталитическая система с элементами платиновой группы, что усложняет и удорожает технологию способа и конструкцию устройства в целом, и их малоэффективная работа при температурах ниже 300°С, так как реакция восстановления в присутствии элементов платиновой группы проходит при температурах выше 300°С. Кроме того, реакция разложения или восстановления вредных веществ протекает недостаточно быстро за счет взаимодействия загрязняющих веществ как с сорбентами, например слоем гранулированной активированной окиси алюминия и слоем гранулированного цеолита, так и с катализаторами, например солями или окислами металлов.
Основной задачей настоящего изобретения, на решение которой направлены предложенные способ очистки газовых выбросов в атмосферу и устройство для его осуществления, является повышение эффективности очистки газовых выбросов в атмосферу за счет использования сорбционных свойств смеси природных сорбентов глауконита и шунгита и использования этих сорбентов как катализаторов в окислительно-восстановительных реакциях по очистке газов.
Единым техническим результатом, достигаемым при решении настоящей задачи при осуществлении группы изобретений, является расширение температурного режима при очистке газовых выбросов в атмосферу и увеличение скорости реакции разложения или восстановления вредных веществ за счет взаимодействия глауконита и шунгита с загрязняющими веществами, как с сорбентами и одновременно как с катализаторами.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки газовых выбросов, заключающемся в сорбции и совместном одновременном окислении-восстановлении газов путем последовательного пропускания их через, по меньшей мере, два слоя сорбента, согласно изобретению перед процессом окисления-восстановления газов осуществляют предварительную подготовку сорбента, в качестве которого используют смесь глауконита и шунгита путем сорбирования ими из отходов гальванического производства окислов тяжелых металлов в течение не менее 3 час, насыщенные сорбенты промывают водой от несорбированных окислов металлов, при этом в качестве первого слоя сорбента используют смесь природных глауконита и шунгита, а в качестве второго слоя используют смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита.
Целесообразно, чтобы толщина первого и второго слоев сорбента была одинаковая.
Целесообразно также, чтобы применяемая смесь природного глауконита и шунгита была различного фракционного состава.
Целесообразно, чтобы смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита содержала в своем составе сорбированные окислы тяжелых металлов, являющиеся катализаторами, в том числе и смесевые, окисления-восстановления токсичных и вредных продуктов.
Целесообразно также использовать смесь природных глауконита и шунгита и, соответственно, смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита в пропорции 1:1.
Глауконит - глинистый минерал переменного состава с высоким содержанием двух- и трехвалентного железа, кальция, магния, калия, фосфора, он также содержит более двадцати микроэлементов, среди которых - медь, серебро, никель, кобальт, марганец, цинк, молибден, мышьяк, хром, олово, бериллий, барий, кадмий и другие. Все они находятся в легкоизвлекаемой форме сменных катионов, которые замещаются находящими в избытке в окружаемой среде элементами. Этим свойством, а также слоистой структурой объясняются высокие сорбционные свойства глауконита по отношению к радиоактивным элементам, тяжелым металлам, нефтепродуктам и другим загрязнителям техногенного характера, в частности и газов, загрязняющих атмосферу.
Другим, не менее универсальным сорбентом, как глауконит, является природный минерал шунгит. Шунгит занимает промежуточное место между аморфными (сажа, антрацит и др.) и кристаллическими (графит, алмаз) формами углерода с характерными признаками и тех, и других веществ. Вместе с этим в шунгите обнаружены фуллерены, представляющие совершенно новый тип молекулярной формы углерода (открыты в 1985 году). Атомы углерода в нем расположены в вершинах правильных шести- и пятиугольников, покрывающих поверхность сферы или сфероида. Такие молекулы могут содержать 28, 32, 50, 60, 70, 76 и более атомов. Фуллерены наряду с необычайной твердостью обладают рядом необычных специфических, физических и химических свойств. Шунгит содержит практически почти все элементы периодической таблицы Менделеева. Специфические структурные особенности шунгита определяют его уникальные технологические свойства и широкий спектр возможного использования.
Месторождения глауконита расположены в Челябинской, Волгоградской, Саратовской (Белозерское месторождение), Московской области (Воскресенское месторождение), на Украине и т.д. Шунгитовое месторождение, единственное в мире, находится в Карелии. Например, одно из немногих - Зажогинское месторождение (Республика Карелия, Медвежьегорского района).
Сорбирование окислов тяжелых металлов из отходов гальванического производства, а затем промывка водой сорбентов от несорбированных окислов металлов позволяют получить предварительно подготовленные глауконит и шунгит. Глауконит и шунгит, предварительно подготовленные окислами тяжелых металлов, используются как сорбционные катализаторы окислительно-восстановительных реакций при очистке загрязненных газов, которые работают при температурах от 300°С и выше (так как катализаторы платиновой группы начинают работать в диапазоне высоких температур, начиная с температуры 300°С). Расширение диапазона температур возможно вследствие того, что первый слой природных шунгита и глауконита сорбирует вредные выбросы с температурой ниже 300°С, т.е. разогревающиеся выбросы, в том числе и углеводороды, которые могут отравить катализаторный слой предварительно подготовленных шунгита и глауконита, а также задерживает сажу, при этом предварительно подготовленный слой используется как катализатор, работающий уже при высоких температурах (выше 300°С).
Предварительную подготовку глауконита и шунгита путем сорбирования ими из отходов гальванического производства окислов тяжелых металлов проводят в течение не менее 3 час, так как за этот промежуток времени происходит полное насыщение сорбентов окислами тяжелых металлов. Процесс предварительной подготовки глауконита и шунгита по сравнению с аналогами отличается доступностью, простотой и дешевизной. Сорбируя тяжелые металлы, сорбент предварительно подготавливается и приобретает, кроме сорбционных свойств, свойства катализатора, участвующего в окислительно-восстановительных реакциях. Природные шунгит и глауконит и предварительно подготовленные шунгит и глауконит взаимодействуют с загрязняющими веществами, как с сорбентами и одновременно как с катализаторами. При этом увеличивается скорость реакции разложения или восстановления вредных веществ, расширяется температурный режим работы по очистке газовых выбросов (начинаясь с температуры около 0°С и заканчиваясь на температуре выше 500°С), в том числе газов промышленных выбросов, продуктов нефтехимического синтеза и крекинга, продуктов сжигания промышленных и бытовых отходов, а также выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей.
Обычный катализатор работает только при достижении высоких температур.
Технологический процесс очистки вредных газовых выбросов в атмосферу осуществляют следующим образом.
Сначала проводят предварительную подготовку сорбента, в качестве которого используют смесь глауконита и шунгита, путем сорбирования глауконитом и шунгитом окислов тяжелых металлов из отходов гальванического производства. При этом природные минералы глауконит и шунгит помещают в раствор из различных гальваношламов, перемешивают не менее 3 часов, в течение которых происходит процесс сорбирования глауконитом и шунгитом из отходов гальванического производства окислов тяжелых металлов, промывают технической водой, а затем сушат при небольших температурах. Предварительно подготовленные таким образом глауконит и шунгит готовы к применению в качестве сорбционного катализатора.
Процесс сорбции и совместный одновременный процесс окисления-восстановления газов осуществляют путем последовательного пропускания газов, по меньшей мере, через два слоя сорбента следующим образом. Горячий загрязненный газ поступает в засыпку смеси природных глауконита и шунгита. Газ, проходящий через сорбенты, имеет некую температуру и разогревает сорбент до своей температуры. При этом происходит очистка газа от твердых частиц и частичная сорбция различных загрязняющих ингредиентов, например углеводородов. Затем первично очищенный газ поступает в засыпку смеси предварительно подготовленных глауконита и шунгита, где происходит окончательная очистка газа от загрязняющих ингредиентов за счет катализа, после нагрева до 300°С. При этом массовые доли глауконита и шунгита, а также, соответственно, предварительно подготовленных глауконита и шунгита в каждом слое берут в пропорции 1:1. Толщина слоев, а точнее объем, зависят от концентрации загрязняющих веществ, чем выше концентрация, тем толще слой или больше объем, чтобы конечный результат концентрации загрязняющих веществ на выходе был ниже или достигал предельно допустимых выбросов в атмосферу.
После прогрева предварительно подготовленных глауконита и шунгита проходящими горячими газами, например, до температуры 300°С смесь начинает работать как катализатор, т.е. происходит каталитическое окисление и восстановление вредных газовых выбросов.
Таким образом, способ очистки газовых выбросов в атмосферу заключается в сорбировании глауконитом и шунгитом из отходов гальванического производства окислов тяжелых металлов; промывке водой сорбентов от несорбированных окислов металлов; использовании полученного сорбционного катализатора в окислительно-восстановительной реакции газов путем последовательного пропускания их через, по меньшей мере, один слой природных глауконита и шунгита (для осуществления процесса сорбции), по меньшей мере, один слой предварительно подготовленных глауконита и шунгита (для каталитического окисления и восстановления вредных газовых выбросов).
Указанный технический результат достигается также тем, что в устройстве для очистки газовых выбросов, представляющем собой комбинированный блок совместного одновременного окисления-восстановления газов, содержащий, по меньшей мере, два слоя сорбента, при этом комбинированный блок расположен в теплоизолированном корпусе, имеющем вход и выход газа, согласно изобретению комбинированный блок содержит предварительную и основную камеры, при этом в предварительной камере размещен, по меньшей мере, один слой сорбента, в качестве которого используют смесь природных шунгита и глауконита, а в основной камере размещен, по меньшей мере, один контейнер открытого типа, наполненный, по меньшей мере, одним слоем сорбционного катализатора, в качестве которого используют смесь обогащенных окислами тяжелых металлов - глауконита и шунгита.
В качестве первого слоя сорбента используют смесь природных глауконита и шунгита в пропорции 1:1, а в качестве второго слоя используют сорбционный катализатор - смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита в пропорции 1:1.
Комбинированный блок содержит патрубок для ввода газов для очистки, выходной конец которого находится в предварительной камере, и патрубок для выхода очищенных газов, сопряженный с основной камерой.
В комбинированном блоке применены сорбенты - смесь природных глауконита и шунгита и сорбционный катализатор - смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита различного фракционного состава, причем часть из них содержит в своем составе, например, окислы металлов, выбранных из ряда сорбированных гальванических элементов или их смесей.
При этом толщина слоев сорбента и сорбционного катализатора выбрана одинаковой.
Фракционный состав предварительно подготовленных глауконита и шунгита подбирается в зависимости от скорости воздушного потока, чем выше скорость, тем крупнее должен быть фракционный состав, иначе глауконит и шунгит будут вылетать из очистительной системы.
Первый слой из смеси природных глауконита и шунгита, размещенный в предварительной камере, производит очистку газа от твердых частиц и частичную сорбцию различных загрязняющих ингредиентов, например углеводородов. Второй слой из смеси предварительно подготовленных глауконита и шунгита (в качестве которого используют смесь обогащенных окислами тяжелых металлов глауконита и шунгита), размещенный в контейнере открытого типа, расположенного в основной камере, работает как сорбционный катализатор, т.е. происходит каталитическое окисление и восстановление вредных газовых выбросов. Для повышения эффективности работы второго слоя в качестве сорбционного катализатора за счет задержания крупных фракций вредных веществ, например пыли, после прохождения загрязняющими веществами первого слоя предварительная и основная камеры могут быть отделены друг от друга, например, металлической сеткой-решеткой.
Предварительно подготовленные глауконит и шунгит, т.е. сорбировавшие соли тяжелых металлов, помещенные в очистительную систему, работают в ней как катализатор, который при нагревании от температуры 300°С и выше начинает работать как катализатор в окислительно-восстановительных реакциях за счет сорбированных тяжелых металлов, ускоряя протекание реакции. При этом в контейнерах открытого типа также происходит более интенсивное взаимодействие загрязненных газов с сорбентом и катализатором.
В настоящем описании соблюдено требование единства изобретения, поскольку способ для очистки газовых выбросов и устройство для его осуществления предназначены для очистки вредных газовых выбросов в атмосферу. Предложенные изобретения решают одну и ту же задачу - повышение эффективности очистки газовых выбросов в атмосферу за счет использования сорбционных свойств природных сорбентов - глауконита и шунгита и предварительно подготовленных глауконита и шунгита. При этом предварительную подготовку глауконита и шунгита осуществляют путем сорбирования из отходов гальванического производства окислов тяжелых металлов глауконитом и шунгитом, т.е. используя их одновременно для снижения концентраций окислов тяжелых металлов гальванических и других производств и для дальнейшего применения этих сорбентов как катализаторов в окислении-восстановлении газов.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором показан пример выполнения комбинированного блока устройства для очистки газовых выбросов, продольный разрез.
Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 - предварительная камера (расширительная камера); 2 - патрубок для ввода газов для очистки; 3 - основная камера; 4 - патрубок для выхода очищенных газов; 5 - перфорированная пластина; 6 - слой сорбента (смесь природных глауконита и шунгита); 7 - контейнеры открытого типа; 8 - слои сорбционного катализатора (смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита); 9 - теплоизолированный корпус.
Устройство для очистки газовых выбросов в атмосферу содержит комбинированный блок совместного одновременного окисления-восстановления газов, содержащий предварительную камеру 1 (расширительную камеру), в которую через патрубок 2 подается газ для очистки, основную камеру 3, из которой через патрубок 4 осуществляется выход очищенного газа. Предварительная камера 1 и основная камера 3 могут быть отделены друг от друга, по меньшей мере, одной перфорированной пластиной 5 (например, металлической сеткой-решеткой), задерживающей крупные фракции вредных веществ, оседающие на ней, например пыли.
В предварительной камере 1 размещен, по меньшей мере, один слой 6 сорбента, в качестве которого используют смесь природных глауконита и шунгита. В основной камере 3 размещены контейнеры 7 открытого типа (противни), заполненные, по меньшей мере, одним слоем 8 сорбционного катализатора в виде смеси предварительно подготовленных глауконита и шунгита путем обогащения их окислами тяжелых металлов.
В комбинированном блоке устройства для очистки газовых выбросов применены сорбенты (смесь природных глауконита и шунгита) и катализатор (смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита, сорбировавшие соли тяжелых металлов) различного фракционного состава. При этом часть из них содержит в своем составе, например, окислы металлов, выбранных из ряда сорбированных гальванических элементов или их смесей.
Комбинированный блок расположен в теплоизолированном корпусе 9.
Приведенный пример описания конструкции устройства для очистки газовых выбросов реализует предложенный способ очистки газовых выбросов в атмосферу.
Устройство для очистки газовых выбросов, реализующее предложенный способ очистки газовых выбросов, работает следующим образом.
Устройство для очистки газовых выбросов позволяет осуществить процесс сорбции и совместное одновременное окисление-восстановление газов путем последовательного пропускания их, по меньшей мере, через два слоя сорбента, при этом в качестве первого слоя сорбента используют смесь природных глауконита и шунгита, а в качестве второго слоя используют смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита.
Для этого газ, содержащий вредные выбросы, поступает в комбинированный блок через патрубок 2 в предварительную камеру 1 (расширительную камеру), где скорость газового потока резко падает и он соприкасается со смесью природных глауконита и шунгита, проходит через засыпку (слой 6 сорбента, т.е. смеси природных глауконита и шунгита), на которой оседают твердые частицы и сорбируются вредные выбросы. Создаваемое давление на выходе из патрубка 2 в камере 1 и подобранный соответствующий фракционный состав сорбента образуют кипящий слой. В кипящем слое происходит постоянное перемешивание сорбентов, что влияет на более полное контактирование частиц сорбента с газовыми выбросами и обеспечивает высокую эффективность процесса сорбции. При этом массовые доли смеси природных глауконита и шунгита берут в пропорции 1:1.
Пройдя через предварительную камеру 1, которая может быть отделена от основной камеры 3 перфорированной пластиной 5 (например, металлической сеткой-решеткой), газ поступает в основную камеру 3, в которой размещены контейнеры 7, заполненные слоем 8 сорбционного катализатора, т.е. смеси предварительно подготовленных глауконита и шунгита. Для этого природные минералы - глауконит и шунгит помещают в раствор из различных гальваношламов, перемешивают в течение не менее 3 час, затем насыщенные сорбенты промывают технической водой от несорбированных окислов металлов и сушат при небольших температурах. Предварительно подготовленные таким образом глауконит и шунгит готовы к применению в качестве сорбционного катализатора, которым заполняют контейнеры 7, размещенные в основной камере 3.
В основной камере 3 происходит сорбирование, а после нагрева смеси предварительно подготовленных глауконита и шунгита проходящими горячими газами до температуры 300°С каталитическое окисление и восстановление вредных газовых выбросов. Далее очищенный газ направляется в патрубок 4 и выходит в атмосферу.
Параметры комбинированного блока (геометрические размеры, количество и последовательность слоев сорбента и сорбционного катализатора, фракционный размер частиц сорбентов и т.п.) рассчитываются таким образом, чтобы на выходе из него вредные газовые выбросы в атмосферу не превышали предельно допустимых концентраций.
Результаты исследований работы устройства для очистки газовых выбросов подтверждаются также следующим примером.
Пример. Была произведена очистка газовых выбросов легкового автомобиля ГА3-31029 ("Волга") с помощью предложенного устройства для очистки газовых выбросов, которая заключалась в следующем. Проводились измерения снижения выбросов в атмосферу по окиси углерода (СО) с помощью переносного газоанализатора отработавших газов карбюраторных двигателей ГИАМ-29. Сначала были измерены вредные выбросы от автомобиля без устройства для очистки газовых выбросов, при этом показания прибора ГИАМ-29 составляли 1,8 об.% (объемных процентов). Затем в комбинированный блок устройства (в разделенные камеры, одна из которых содержит открытый контейнер) были заложены два слоя - слой сорбента и слой сорбционного катализатора. Первый слой представлял собой смесь природных шунгита и глауконита. Второй слой - смесь предварительно подготовленных шунгита и глауконита. Для приготовления второго слоя (слоя сорбционного катализатора) природные минералы - глауконит и шунгит помещались в раствор из различных гальваношламов, перемешивались в течение не менее 3 час, затем насыщенные сорбенты промывались технической водой от несорбированных окислов металлов и сушились при небольших температурах. Засыпка в комбинированный блок устройства сорбента и сорбционного катализатора составляла 10 кг (т.е. смесь природных глауконита и шунгита и, соответственно, смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита в пропорции 1:1, а именно смесь природных глауконита и шунгита - 5 кг и смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита - 5 кг). Для приготовления смеси использовались шунгитовая порода Зажогинского месторождения (Республика Карелия, Медвежьегорского района) и глауконитовый песок (с концентрацией от 35 до 45%, остальное кварц), взятый из карьера Белозерского месторождения Саратовской области. Размер фракций сорбента находился в диапазоне от 0,1 до 1,0 мм. Были измерены вредные выбросы от автомобиля с устройством для очистки газовых выбросов, при низких температурах прибор ГИАМ-29 показал 1,36 об.% (объемных процентов), а после прогрева с устройством для очистки газовых выбросов показания прибора ГИАМ-29 составили 0,87 об.% (объемных процентов), при этом обороты двигателя не снижались. Т.е. использование устройства для очистки газовых выбросов позволило снизить вредные выбросы автомобиля в атмосферу по СО примерно в 2 раза. При отсутствии первого слоя сорбента значительного снижения вредных выбросов не происходило, при этом второй слой сорбционного катализатора не работал полноценно. Очистка вредных выбросов от СО происходила в момент соприкосновения выходящих газов с засыпкой при работающем двигателе, что и подтверждает сорбционно-каталитические свойства глауконита и шунгита. При низких температурах происходила грубая очистка выходящих газов (т.е. очистка газа от твердых частиц и частичная сорбция различных загрязняющих ингредиентов), так как работал природный сорбент и прибор ГИАМ-29 показывал 1,36 об.% (объемных процентов). При высоких температурах включался в работу предварительно подготовленный сорбент и прибор ГИАМ-29 показывал 0,87 об.% (объемных процентов).
Использование предложенных способа и устройства для очистки вредных техногенных выбросов в атмосферу от различных загрязнителей обеспечивает большую эффективность очистки от вредных выбросов в атмосферу по сравнению с аналогами, при этом применяются дешевые сорбенты - смесь природных глауконита и шунгита, предварительно подготовленный катализатор, а также упрощается конструкция и технология изготовления очистительного устройства. При этом также обеспечиваются пожаровзрывобезопасность газовых выбросов в атмосферу, их экологическая безопасность и безопасность для человека.
1. Способ очистки газовых выбросов, заключающийся в сорбции и совместном одновременном окислении-восстановлении газов путем последовательного пропускания их через по меньшей мере два слоя сорбента, отличающийся тем, что перед процессом окисления-восстановления газов осуществляют предварительную подготовку сорбента, в качестве которого используют смесь глауконита и шунгита, путем сорбирования ими из отходов гальванического производства окислов тяжелых металлов в течение не менее 3 ч, насыщенные сорбенты промывают водой от несорбированных окислов металлов, при этом в качестве первого слоя сорбента используют смесь природных глауконита и шунгита, а в качестве второго слоя используют смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщина первого и второго слоев сорбента одинаковая.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют смесь глауконита и шунгита различного фракционного состава.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита содержит в своем составе сорбированные окислы тяжелых металлов, являющиеся катализаторами, в том числе и смесевые, окисления-восстановления токсичных и вредных продуктов.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют смесь природных глауконита и шунгита и соответственно смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита в пропорции 1:1.
6. Устройство для очистки газовых выбросов, представляющее собой комбинированный блок совместного одновременного окисления-восстановления газов, содержащий, по меньшей мере, два слоя сорбента, при этом комбинированный блок расположен в теплоизолированном корпусе, имеющем вход и выход газа, отличающееся тем, что комбинированный блок содержит предварительную и основную камеры, при этом в предварительной камере размещен, по меньшей мере, один слой сорбента, в качестве которого используют природные шунгит и глауконит, а в основной камере размещен, по меньшей мере, один контейнер открытого типа, наполненный, по меньшей мере, одним слоем сорбционного катализатора, в качестве которого используют обогащенные окислами тяжелых металлов глауконит и шунгит.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в качестве первого слоя сорбента используют смесь природных глауконита и шунгита, а в качестве второго слоя сорбционного катализатора используют смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита соответственно в пропорции 1:1.
8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что комбинированный блок содержит патрубок для ввода газов для очистки, выходной конец которого находится в предварительной камере, и патрубок для выхода очищенных газов, сопряженный с основной камерой.
9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в комбинированном блоке применены сорбенты - смесь природных глауконита и шунгита и сорбционный катализатор - смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита различного фракционного состава, причем часть из них содержит в своем составе, например, окислы металлов, выбранных из ряда сорбированных гальванических элементов или их смесей.
10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что толщина слоев сорбента и сорбционного катализатора выбрана одинаковой.
