Ξυριστής υγρού αερίου
Τι είναι;
Ο υγρός καθαρισμός (ή απορρόφηση) είναι μια μεταφορά μάζας μεταξύ ενός διαλυτού αερίου και ενός διαλύτη - συχνά νερού - σε επαφή μεταξύ τους. Το φυσικό τρίψιμο προτιμάται για χημική ανάκτηση, ενώ το χημικό τρίψιμο περιορίζεται στην απομάκρυνση και μείωση των αερίων ενώσεων. Το φυσικοχημικό τρίψιμο παίρνει μια ενδιάμεση θέση. Η ένωση διαλύεται στο απορροφητικό υγρό και εμπλέκεται σε μια αναστρέψιμη χημική αντίδραση, η οποία επιτρέπει την ανάκτηση της αέριας ένωσης.
Ανάλογα με τους ρύπους που πρέπει να αφαιρεθούν, χρησιμοποιούνται πολλά υδατικά καθαριστικά υγρά, συμπεριλαμβανομένων των ακόλουθων:
Ανάλογα με τους ρύπους που πρέπει να αφαιρεθούν, χρησιμοποιούνται πολλά υδατικά καθαριστικά υγρά, συμπεριλαμβανομένων των ακόλουθων:
- Νερό, για την απομάκρυνση διαλυτών και αερίων όπως αλογονίδια υδρογόνου ή αμμωνία, με κύριο στόχο την ανάκτηση και την επαναχρησιμοποίηση αυτών των ρύπων.
- Αλκαλικά διαλύματα (π.χ. καυστική σόδα - δηλαδή υδροξείδιο του νατρίου - και ανθρακικό νάτριο), για την απομάκρυνση όξινων ενώσεων όπως αλογονίδια υδρογόνου, διοξείδιο του θείου, υδρόθειο (Η2S), φαινόλες, χλώριο.
Η τιμή pH του αλκαλικού καθαριστή εξαρτάται από τον ρύπο που πρέπει να αφαιρεθεί. Το pH διατηρείται συχνά μεταξύ 8.5 και 9.5 (για SO2 η αφαίρεση απαιτεί εύρος pH 6.5-7.5, ενώ για Η2Αφαίρεση S απαιτείται pH 10 ή περισσότερο). Η τιμή του pH δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή λόγω της απορρόφησης του CO2 μεσα στο ΝΕΡΟ. Μια τιμή pH 10 και άνω θα προκαλέσει το διαλυμένο CO2 να υπάρχει στο νερό ως ανθρακικό, προκαλώντας αύξηση του ρυθμού αλκαλικής κατανάλωσης. Το ανθρακικό ασβέστιο θα εναποτίθεται επίσης στις φλάντζες, αυξάνοντας την πτώση πίεσης. Για να αποφευχθεί αυτό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μαλακωμένο νερό σε έναν καθαριστή αλκαλικών αερίων. - Αλκαλικά οξειδωτικά διαλύματα , δηλαδή αλκαλικά διαλύματα με οξειδωτικά όπως υποχλωριώδες νάτριο (NaOCl), διοξείδιο του χλωρίου (ClO2), όζον (Ο3) ή υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2O2); αυτά ενδείκνυνται ιδιαίτερα για την απομάκρυνση των οσμών.
- Διαλύματα υδρόθειου νατρίου , για την απομάκρυνση της οσμής (π.χ. αλδεhyδες).
- Όξινα διαλύματα , για την απομάκρυνση αλκαλικών ενώσεων, π.χ. αμμωνία, αμίνες και εστέρες. Η δοσολογία του οξέος γίνεται μέσω ρύθμισης του pH. Στις περισσότερες περιπτώσεις, το pH διατηρείται μεταξύ 3 και 6. Θειικό οξύ (Η2SO4) είναι συχνά το οξύ επιλογής για οικονομικούς λόγους. Για συγκεκριμένες εφαρμογές, για παράδειγμα η αφαίρεση του ΝΗ3, νιτρικό οξύ (HNO3) χρησιμοποιείται.
- Διαλύματα μονοαιθανολαμίνης και διαιθανολαμίνης , κατάλληλο για την απορρόφηση και ανάκτηση υδρόθειου.
- Οργανικοί διαλύτες με χαμηλή πτητικότητα , π.χ. διατηρημένα με απλή ψύξη, για την ανάκτηση ελαφρών πτητικών οργανικών ενώσεων όπως βουτάνια και πεντάνια.
- Ινώδεις τρίψιμο συσκευασίας.
- Πλυντήρια κρεβατιών.
- Συσκευασμένα πλυντήρια ρούχων.
- Πλυντήρια πλυσίματος πρόσκρουσης.
- Πύργοι ψεκασμού.
- Απαιτήσεις για αποδοτικότητα απόδοσης,
- ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ,
- Αντιδραστήρια,
- Ιδιότητες του ρεύματος αποβλήτων αερίων.
Σχεδιασμός, συντήρηση και αποτελεσματικότητα
Ο βέλτιστος σχεδιασμός των συστημάτων καθαρισμού για την επίτευξη χαμηλών συγκεντρώσεων εξόδου περιλαμβάνει υψηλή αξιοπιστία, αυτόματη λειτουργία και αντίθετη ροή υγρού και αερίου. Οι καθαριστές χρησιμοποιούνται συνήθως με προψυκτικά (π.χ. θάλαμοι ψεκασμού και σβέστες) για να μειώσουν τη θερμοκρασία του αερίου εισόδου και ταυτόχρονα να κορεστεί το ρεύμα αερίου, αποφεύγοντας έτσι μειωμένους ρυθμούς απορρόφησης και εξάτμιση του διαλύτη. Τέτοιες πρόσθετες συσκευές ασκούν πτώσεις χαμηλής πίεσης.
Η αποδοτικότητα μείωσης των καθαριστών αερίου εξαρτάται από τον χρόνο παραμονής του αερίου στο τμήμα απορρόφησης, τον τύπο συσκευασίας που χρησιμοποιείται, τον λόγο υγρού προς αέριο (L/G), τον ρυθμό ανανέωσης, τη θερμοκρασία του νερού και την προσθήκη χημικά.
Στην περίπτωση αλκαλικών-οξειδωτικών καθαριστών, η αποτελεσματικότητα μείωσης εξαρτάται από την οξειδωσιμότητα των ενώσεων και τον χρόνο παραμονής στον καθαριστή. Η αύξηση του χρόνου παραμονής απαιτεί μεγαλύτερες εγκαταστάσεις και υψηλότερο κόστος επένδυσης. Οι πιλοτικές δοκιμές είναι απαραίτητες για την επίτευξη καλής σχεδίασης.
Η κατανάλωση καθαριστικού νερού εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις εισερχόμενες και εξερχόμενες συγκεντρώσεις αερίων ενώσεων. Οι απώλειες εξάτμισης καθορίζονται κυρίως από τη θερμοκρασία και την υγρασία του εισερχόμενου ρεύματος αερίου. Το εξερχόμενο ρεύμα αερίου, στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι πλήρως κορεσμένο με υδρατμούς.
Το τρίψιμο παράγει απόβλητα που χρήζουν επεξεργασίας, εάν το υγρό καθαρισμού με το περιεχόμενό του δεν χρησιμοποιείται διαφορετικά.
Η τακτική μέτρηση είναι απαραίτητη για:
Όταν χρησιμοποιείται αλκαλικός οξειδωτικός καθαριστής με NaOCl, μπορεί να σχηματιστούν τοξικοί αναθυμιάσεις χλωρίου σε χαμηλές τιμές pH. Ένας αλκαλικός καθαριστής μπορεί στη συνέχεια να τοποθετηθεί σε σειρά στον αλκαλικό οξειδωτικό καθαριστή για την απομάκρυνση αυτών των αναθυμιάσεων χλωρίου.
Η απορρόφηση ενισχύεται από:
Η αποδοτικότητα μείωσης των καθαριστών αερίου εξαρτάται από τον χρόνο παραμονής του αερίου στο τμήμα απορρόφησης, τον τύπο συσκευασίας που χρησιμοποιείται, τον λόγο υγρού προς αέριο (L/G), τον ρυθμό ανανέωσης, τη θερμοκρασία του νερού και την προσθήκη χημικά.
Στην περίπτωση αλκαλικών-οξειδωτικών καθαριστών, η αποτελεσματικότητα μείωσης εξαρτάται από την οξειδωσιμότητα των ενώσεων και τον χρόνο παραμονής στον καθαριστή. Η αύξηση του χρόνου παραμονής απαιτεί μεγαλύτερες εγκαταστάσεις και υψηλότερο κόστος επένδυσης. Οι πιλοτικές δοκιμές είναι απαραίτητες για την επίτευξη καλής σχεδίασης.
Η κατανάλωση καθαριστικού νερού εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις εισερχόμενες και εξερχόμενες συγκεντρώσεις αερίων ενώσεων. Οι απώλειες εξάτμισης καθορίζονται κυρίως από τη θερμοκρασία και την υγρασία του εισερχόμενου ρεύματος αερίου. Το εξερχόμενο ρεύμα αερίου, στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι πλήρως κορεσμένο με υδρατμούς.
Το τρίψιμο παράγει απόβλητα που χρήζουν επεξεργασίας, εάν το υγρό καθαρισμού με το περιεχόμενό του δεν χρησιμοποιείται διαφορετικά.
Η τακτική μέτρηση είναι απαραίτητη για:
- Η πτώση πίεσης στον καθαριστή, ως μέσο για την ανακάλυψη λειτουργικών ανωμαλιών που μπορεί να απαιτούν συντήρηση.
- Ο ρυθμός ροής νερού του καθαριστή καθαρισμού.
- Ο ρυθμός ροής του νερού ανακύκλωσης.
- Ο ρυθμός ροής του αντιδραστηρίου.
- Σε ορισμένες περιπτώσεις pH, θερμοκρασία, ηλεκτρική αγωγιμότητα και δυνατότητες μείωσης.
Όταν χρησιμοποιείται αλκαλικός οξειδωτικός καθαριστής με NaOCl, μπορεί να σχηματιστούν τοξικοί αναθυμιάσεις χλωρίου σε χαμηλές τιμές pH. Ένας αλκαλικός καθαριστής μπορεί στη συνέχεια να τοποθετηθεί σε σειρά στον αλκαλικό οξειδωτικό καθαριστή για την απομάκρυνση αυτών των αναθυμιάσεων χλωρίου.
Η απορρόφηση ενισχύεται από:
- Μεγαλύτερες επιφάνειες επαφής.
- Υψηλότερες αναλογίες υγρού/αερίου.
- Υψηλότερες συγκεντρώσεις στο ρεύμα αερίου.
- Χαμηλότερες θερμοκρασίες.
Εφαρμογή
Αναφέρεται ότι το αλκαλικό οξειδωτικό τρίψιμο χρησιμοποιείται σε τομείς όπως η βιομηχανία τροφίμων, τα σφαγεία, η παραγωγή αρωματικών ουσιών και η βιομηχανία κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων.
Πίνακας 1 δείχνει όρια εφαρμογής και περιορισμούς που σχετίζονται με το υγρό τρίψιμο (προσαρμοσμένο από EIPPCB, 2016, Πίνακας 3.307).
Πίνακας 1. Όρια εφαρμογής και περιορισμοί που σχετίζονται με υγρό τρίψιμο.
Πίνακας 1 δείχνει όρια εφαρμογής και περιορισμούς που σχετίζονται με το υγρό τρίψιμο (προσαρμοσμένο από EIPPCB, 2016, Πίνακας 3.307).
Πίνακας 1. Όρια εφαρμογής και περιορισμοί που σχετίζονται με υγρό τρίψιμο.
| Ζήτημα | Όρια/ Περιορισμοί |
|---|---|
| Ροή αερίου (Nm3/ Η) | 50-500000 |
| Θερμοκρασία (° C) | 5-80 |
| Πίεση (MPa) | Ατμοσφαιρικός |
| Πτώση πίεσης (mbar) | ~ 12 |
| Σωματιδιακή περιεκτικότητα (mg/Nm3) | <10 |
