دانش صنعت
سیستم تصفیه گاز زباله چگونه کار می کند؟
سیستم تصفیه گازهای زائد که به عنوان سیستم کنترل آلودگی هوا یا اسکرابر هوا نیز شناخته می شود، برای حذف آلاینده ها و مواد مضر از گازهای خروجی صنعتی یا تجاری قبل از رها شدن در جو طراحی شده است. این سیستم ها نقش مهمی در کاهش آلودگی هوا و حفظ محیط زیست و سلامت انسان دارند.
عملکرد سیستم تصفیه گازهای زائد شامل چندین مرحله و فناوری است که هر کدام برای هدف قرار دادن آلاینده های خاص و تضمین تصفیه موثر طراحی شده اند. این فرآیند معمولاً از اجزای کلیدی زیر تشکیل شده است:
جمع آوری: گاز زائد از منبع انتشار، مانند پشته صنعتی یا مجرای اگزوز جمع آوری می شود. این اطمینان می دهد که گاز به درستی به سیستم تصفیه هدایت می شود.
پیش تصفیه: قبل از ورود به واحد تصفیه اصلی، گاز ممکن است تحت فرآیندهای پیش تصفیه برای حذف ذرات بزرگتر مانند گرد و غبار و زباله قرار گیرد. این معمولاً از طریق مکانیسم هایی مانند جداکننده های سیکلون یا فیلترها به دست می آید.
جذب: در این مرحله گاز زائد وارد واحد تصفیه اصلی می شود که اغلب از یک برج یا محفظه جذب تشکیل شده است. در داخل این محفظه از یک مایع (معمولا آب یا محلول شیمیایی) برای به دام انداختن و حل کردن آلاینده های موجود در گاز استفاده می شود. این مایع به عنوان محلول شستشو یا جاذب نامیده می شود.
واکنشهای شیمیایی: آلایندههای موجود در گازهای زائد با محلول پاککننده تحت واکنشهای شیمیایی قرار میگیرند. این فرآیند بسته به ماهیت آلاینده ها و سیستم تصفیه خاص می تواند اشکال مختلفی داشته باشد. به عنوان مثال، گازهای اسیدی مانند دی اکسید گوگرد (SO2) ممکن است با یک محلول قلیایی (به عنوان مثال، هیدروکسید سدیم) واکنش داده و ترکیبی مانند سولفیت سدیم را تشکیل دهند.
جداسازی: هنگامی که آلاینده ها با محلول جاذب واکنش دادند، گاز دچار جداسازی می شود. این شامل حذف گاز تصفیه شده از فاز مایع است. این را می توان از طریق تکنیک های مختلف، مانند حذف کننده های مه، ریزش ها، یا فیلترها به دست آورد.
دفع یا تصفیه بیشتر: پس از جداسازی، گاز تصفیه شده معمولاً با رعایت مقررات و استانداردهای زیست محیطی به اتمسفر رها می شود. با این حال، در برخی موارد، ممکن است به درمان بیشتری نیاز باشد تا اطمینان حاصل شود که انتشارات استانداردهای کیفی مورد نیاز را برآورده می کنند.
توجه به این نکته مهم است که سیستم های تصفیه گاز زباله می توانند از فناوری های مختلفی بر اساس آلاینده های خاص و الزامات صنعت استفاده کنند. برای مثال، برخی از سیستمها از بستر کربن فعال برای جذب ترکیبات آلی استفاده میکنند، در حالی که برخی دیگر از رسوبدهندههای الکترواستاتیک برای حذف ذرات معلق استفاده میکنند.
اثربخشی سیستم تصفیه گازهای زائد به عوامل مختلفی از جمله طراحی سیستم، انتخاب محلول های جاذب و کنترل پارامترهای عملیاتی بستگی دارد. نظارت و نگهداری منظم سیستم برای اطمینان از عملکرد بهینه و انطباق با مقررات زیست محیطی بسیار مهم است.
روش های مختلف مورد استفاده برای تصفیه گازهای زائد چیست؟
تصفیه گازهای زائد شامل استفاده از روش ها و فن آوری های مختلف برای حذف موثر آلاینده ها و مواد مضر از گازهای خروجی صنعتی یا تجاری است. این روش ها برای هدف قرار دادن آلاینده های خاص بر اساس ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی آنها طراحی شده اند. در اینجا برخی از روش های رایج برای تصفیه گازهای زائد آورده شده است:
جذب/ مالش دادن: جذب یا شستشو روشی پرکاربرد برای حذف آلاینده های گازی از گازهای زائد است. این شامل عبور گاز از یک برج یا محفظه جذب است که در آن با یک جاذب مایع در تماس است. آلاینده ها در مایع حل می شوند و در نتیجه غلظت آنها در جریان گاز کاهش می یابد. انتخاب جاذب بستگی به آلاینده های خاص مورد هدف دارد. به عنوان مثال، اسکرابرهای مرطوب با استفاده از محلول های قلیایی در حذف گازهای اسیدی مانند دی اکسید گوگرد (SO2) موثر هستند.
جذب سطحی: جذب یک تکنیک است که شامل استفاده از مواد جامدی به نام جاذب برای جذب و حفظ آلاینده های گازهای زائد است. کربن فعال به دلیل ظرفیت جذب بالا و مساحت سطح زیاد معمولاً به عنوان جاذب استفاده می شود. این می تواند به طور موثر ترکیبات آلی، ترکیبات آلی فرار (VOCs) و سایر آلاینده ها را جذب کند. جذب سطحی اغلب به عنوان یک روش پس از تصفیه برای جذب آلاینده هایی استفاده می شود که به طور موثر توسط سایر روش های تصفیه اولیه حذف نشده اند.
تبدیل کاتالیستی: تبدیل کاتالیزوری از کاتالیزورها برای تسهیل واکنش های شیمیایی استفاده می کند که آلاینده های مضر را به مواد کمتر مضر تبدیل می کند. این روش معمولاً برای تصفیه اکسیدهای نیتروژن (NOx) که عوامل اصلی آلودگی هوا هستند، استفاده می شود. مبدلهای کاتالیزوری معمولاً حاوی کاتالیزورهای فلزی مانند پلاتین، پالادیوم یا رودیوم هستند که تبدیل NOx به نیتروژن (N2) و اکسیژن (O2) را از طریق احیای کاتالیزوری انتخابی (SCR) یا سایر واکنشها تسهیل میکنند.
اکسیداسیون حرارتی: اکسیداسیون حرارتی که به عنوان احتراق یا سوزاندن نیز شناخته می شود، یک روش تصفیه در دمای بالا است که برای تبدیل گازهای خطرناک به دی اکسید کربن (CO2) و بخار آب از طریق احتراق کامل استفاده می شود. این روش در تصفیه ترکیبات آلی فرار (VOCs)، گازهای بدبو و برخی از آلاینده های خطرناک هوا موثر است. برای بالا بردن دمای جریان گاز زائد تا سطحی که اکسیداسیون کامل اتفاق می افتد، نیاز به گرمای کافی دارد.
تصفیه بیولوژیکی: روش های تصفیه بیولوژیکی از میکروارگانیسم ها برای تجزیه و تبدیل آلاینده های موجود در گازهای زائد به محصولات جانبی بی ضرر استفاده می کنند. فیلترهای زیستی و فیلترهای قطرهای زیستی معمولاً در این روش استفاده میشوند. بیوفیلترها از یک محیط (مانند کمپوست، تراشه های چوب یا ذغال سنگ نارس) تشکیل شده اند که محیط مساعدی را برای رشد میکروبی فراهم می کند. با عبور گازهای زائد از بیوفیلتر، میکروارگانیسم های موجود در محیط، آلاینده ها را تجزیه می کنند. فیلترهای قطرهای زیستی از یک اصل مشابه استفاده میکنند، اما از یک فیلم مایع برای ایجاد محیط لازم برای فعالیت میکروبی استفاده میکنند.
چگالش: تراکم برای تصفیه گازهای زائد که حاوی غلظت بالایی از ترکیبات آلی فرار (VOCs) و سایر آلاینده های قابل تراکم هستند استفاده می شود. این فرآیند شامل خنک کردن جریان گاز تا دمایی است که آلاینده ها به شکل مایع متراکم شوند. سپس آلاینده های متراکم شده را می توان جدا کرده و بیشتر تصفیه کرد. برای دستیابی به حذف جامع آلاینده، تراکم اغلب با سایر روش های تصفیه ترکیب می شود.
فیلتراسیون: روش های فیلتراسیون شامل استفاده از موانع فیزیکی برای حذف ذرات معلق و سایر آلاینده های جامد از گازهای زائد است. انواع مختلفی از فیلترها مانند فیلترهای پارچه ای (بگ هاوس) و رسوب دهنده های الکترواستاتیک بسته به ویژگی های ذرات مورد هدف استفاده می شوند. این روش ها به ویژه در جذب ذرات ریز (PM2.5) و اطمینان از رعایت مقررات کیفیت هوا موثر هستند.