Знешкодження газових викидів методом озонування

Автор: Н.О. Мінаєва, Ю.М. Ганнова
Источник: Экологические проблемы индустриальных мегаполисов: Сборник трудов международной научно-практической конференции. - Донецк, ДонНТУ Министерства образования и науки Украины, 2014- 261 с.

В даній статті був описаний процес озонування для очищення промислових викидів. Були приведені отримані експериментальні дані. За отриманими даними обчислена ефективність апарату та зроблено висновок  про подальшу роботу за цим питанням.

Ключові слова: ОЗОНУВАННЯ, ПРОМИСЛОВИЙ ВИКИД, ОЗОН, ГЕНЕРАТОР ОЗОНУ, ОЧИЩЕННЯ ГАЗІВ, ФЕНОЛ.

Останні десятиріччя показали, що забруднення атмосфери промисловими викидами - це найважливіших проблема сучасності. Воно має шкідливу дію на людей, тварин, рослини, ґрунт, будівлі і споруди, знижує прозорість атмосфери, підвищує вологість повітря, збільшує число днів з туманами, зменшує видимість, викликає корозію металевих виробів. Тобто, терміново необхідно приймати заходи щодо запобігання викидів забруднюючих речовин в атмосферу [1].

Гази, що відходять і вентиляційні викиди є основними джерелами забруднення промислової зони підприємств, які відрізняються великою різноманітністю за складом і концентраціям. Для їх очищення найбільш доцільне застосування методів, при яких вуглеводні окислюються до нешкідливих речовин, наприклад, вода і вуглекислий газ, а оксиди окислюються до сполук, що легко вловлюються та утилізуються. В якості універсального засобу для цих цілей пропонується озон і електричний розряд.

Озонування відхідних газів засноване на сильних окисних властивостях озону, тому воно є екологічно чистим методом очищення.

Озон (O₃) - друге відносно стійке (метастабільне) просте молекулярне з'єднання, яке поряд з формою O₂ утворює кисень. Усього відомо сім простих сполук кисню, включаючи комплекси O₄ і O₆.

Метод можна застосовувати для очищення газів від органічних речовин таких, як фенол, формальдегід, толуол, ксилол, розчинники, а також продуктів неповного згоряння таких, як окису азоту, окису вуглецю і деяких інших сполук.

Генератор озону (озонатор) - прилад, що виробляє озон з кисню. Кисень подається з атмосферним повітрям. Очищення проводиться при атмосферному тиску [2].

Принципова схема озонування газоповітряного потоку наведена на рис. 1.

Залежно від концентрації забруднюючих речовин та потужності озонатору ефективність очищення хімічних забруднень може становити до 99,9 %.

 

Приймаючи до уваги розглянуті вище передумови озонування газоповітряної суміші газів, викликає необхідність проведення експериментальних досліджень в області застосування методу озонування при очищенні промислових газів.

Нами була поставлена задача експериментально дослідити процес очищення промислових викидів методом озонування.

Був виготовлений озонатор за схемою, приведеною на рисунку 2.

Виготовлений озонатор представлений на рисунку 3.

Озонатор випробувався експериментально в умовах виробництва на підприємстві Донецьке учбово-виробниче об’єднання «Електроапарат» Українського товариства сліпих. Апарат був установлений в аспіраційну систему від джерела викиду «Преса гідравлічні».

На пресовій ділянці з таблеток фенопласту виготовлюються патрони для ламп, розетки, вилки і інші електровироби: в кубла підігрітої пресформи укладаються таблетки, включається прес і під дією тиску з визначеною для кожного виробу витримкою часу відбувається пресування деталей. За допомогою пристосувань деталі з пресформи витягуються.

У газах, що відходять з даного джерела викиду, спостерігаються викиди фенолу. Були проведені відбори проб у двох місцях: до озонатору та після нього.

 

 

 

 

 

Були проаналізовані для визначення концентрації фенолу десять проб: п’ять проб до очищення та п’ять проб після. Вимірювання проводилось за методикою 

«Методика виконання вимірювань масової концентрації фенолу в організованих викидах промислових стаціонарних джерел забруднення атмосферного повітря», що затверджена Державною екологічною інспекцією України.

Методика призначена для визначення масової концентрації фенолу в організованих викидах промислових стаціонарних джерел забруднення атмосферного повітря в діапазоні від 0,5 до 200 мг/м³ при температурі газопилового потоку до 250 °С.

Вимірювання вмісту фенолу виконувалось фотометричним методом.

Метод базується на взаємодії фенолу з діазотованим п-нітроаніліном в розчині натрію вуглекислого. При цьому утворюється сполука, яка забарвлює розчин в червоний колір. Результати проведення вимірювання приведені у таблиці 1 [3].

Таблиця 1 — Результати вимірювань

Газ на вході		Газ на виході		Забруднююча речовина		Середня концентрація речовини на вході в ГОУ, мг/м3	Середня концентрація речовини на виході з ГОУ, мг/м3	Ефективність очищення, %
Об’ємна витрата, м3/с	Температура, °С	Об’ємна витрата, м3/с	Температура, °С	Код	Найменування
2,05	18	2,09	14	1071	Фенол	2,6	2,1	20,8

Після проведення експерименту була обчислена ефективність роботи озонатору. Вона становить 20,8 %.

Отримана ефективність є невисокою. Це поясняється недостатньою потужністю самого апарату. Тому необхідно удосконалення конструкції озонатору для підвищення потужності, а в наслідок цього, і ефективності.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Данилов-Данильян, В.И. «Экология, охрана природы и экологическая безопасность» / В.И. Данилов-Данильян. – М.: МНЭПУ, 1997 – 268 с.
2. Минаева Н. А. Обезвреживание газових выбросов методом озонирования / Н. А. Минаева, Ю.Н. Ганнова // Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів / Збірка доповідей XXIII Всеукраінської наукової конференції аспірантів та студентів. Т. 1 – Донецьк: ДонНТУ, 2013 – с. 18-19.
3. Методика виконання вимірювань масової концентрації фенолу в організованих викидах промислових стаціонарних джерел забруднення атмосферного повітря. МВХ 08. 315-2001. – Х.: НДПІ «Енергосталь», 2001. – 12 с.