Кіріспе

Ауа ластануын бақылау құрылғыларының тобы, ластануды бақылау құрылғысы. Скраббер жүйелері (мысалы, химиялық скрабберлер, газ скрабберлері) – өнеркәсіптік газды шығару ағынынан кейбір бөлшектер және/немесе газдарды жоюға қолданылатын ауа ластануын бақылау құрылғыларының әртүрлі тобы. Көмірқышқыл газын тазартудың алғашқы қолданылуы 1859 жылы «Ictíneo I» суасты қайығында болды және олар осы мақсатта бүгінге дейін қолданылып келеді. Дәстүрлі түрде «скраббер» термині газ ағынынан қажетсіз ластаушы заттарды жуу үшін сұйықтық қолданатын ластануды бақылау құрылғыларын білдіреді. Соңғы уақытта бұл термин қышқыл газдарды «жуу» үшін құрғақ реагент немесе суспензияны лас газ ағынына жіберілген жүйелерді сипаттау үшін де қолданылады. Скрабберлер – газды, әсіресе қышқыл газдарды бақылауға арналған негізгі құрылғылардың бірі. Скрабберлерді ыстық газдардан түтін газын конденсациялау арқылы жылуды қайтару үшін де пайдалануға болады. Олар күн, фотоэлектрлік (PV) немесе светодиодты (LED) процестеріндегі үлкен газ ағыны үшін де қолданылады. Газды шығарудан зиянды немесе коррозиялық қосылыстарды жою және оларды залалсыздандыру үшін бірнеше әдіс бар.

Жағылу

Кейде жану зиянды түтіндердің себебі болуы мүмкін, бірақ көп жағдайда, температура жеткілікті түрде жоғары болса және оттегінің жеткілікті мөлшері болса, жануды түтін газдарын тазалау үшін де пайдалануға болады.

ылғалды тазалау

Жанатын газдар қоршаған ортаға зиянды заттарды қамтуы мүмкін, ал тазартқыш оларды жоюға немесе залалсыздануға мүмкіндік береді. Сулы скраббер ауа, жанар-жағар газы немесе әртүрлі ластағыштар мен шаң бөлшектерінен басқа газдарды тазарту үшін қолданылады. Сулы тазалау, мақсатты қосылыстар немесе бөлшектердің тазалау ерітіндісімен тікес жанасу арқылы жүзеге асырылады. Су – органикалық емес ластағыштарды, әсіресе шаңды жою үшін ең көп қолданылатын еріткіш, бірақ белгілі бір қосылыстарды таңдап жоюға арналған реагенттердің ерітінділері де қолданылуы мүмкін. Процестік газ шығару құбырында тұз қышқылы (HCl) немесе аммиак (NH3) сияқты суда еритін, уытты және/немесе коррозиялық газдар да болуы мүмкін. Бұларды сулы скраббер арқылы тиімді түрде жоюға болады. Ластағыштарды жою тиімділігін скраббердегі тұру уақытын ұзарту арқылы немесе бүркігіш соплар, жиналған мұнаралар немесе аспираторлар қолданылуы арқылы тазалау ерітіндісінің бетін кеңейту арқылы жақсартуға болады. Егер газ түтін құбырына жіберілсе, сулы скрабберлер газдағы су мөлшерін арттырып, көзге көрінетін түтін шұғыласын тудыруы мүмкін. Сулы скрабберлер ыстық газдардан түтін газын конденсациялау арқылы жылуды қайтару үшін де қолданылуы мүмкін, оны салқындатқыш, мысалы, аудандық жылыту мақсатында пайдалануға болады. Айналымдағы судан артық конденсацияланған суды үздіріссіз жою қажет.

Құрғақ жуу

Құрғақ немесе жартылай құрғақ тазалау жүйесі, ылғалды тазалаудан өзгеше, ылғалмен өңделетін түтін газ ағынын қанықтырмайды. Кейбір жағдайларда ылғал қосылмайды, ал кейбіреулерінде тек түтін газдарында конденсацияланбай булана алатын ылғал мөлшері ғана қосылады. Сондықтан, құрғақ тазалау жүйелерінде көбінесе түтін шығару шахтасынан будың шығуы немесе ағынды суды өңдеу/кәдеге жарату қажеттілігі болмайды. Құрғақ тазалау жүйелері негізінен жану көздерінен қышқыл газдарды (мысалы, SO2 және HCl) жою үшін қолданылады. Құрғақ типтегі тазалау жүйелерінің көптеген түрлері бар. Дегенмен, олардың барлығы екі негізгі бөлімнен немесе құрылғыдан тұрады: қышқыл газды сорбуетін материалды газ ағынына енгізу құрылғысы және реакция өнімдерін, артық сорбуетін материалды, сондай-ақ түтін газында бар бөлшектерді жоюға арналған бөлшектерді бақылау құрылғысы. Құрғақ тазалау жүйелері құрғақ сорбуетін инжекторлар (DSI) немесе спрей кептіргіштер (SDA) ретінде жіктеледі. Спрей кептіргіштер жартылай құрғақ тазалау құрылғылары немесе спрей кептіргіштер деп те аталады. Құрғақ тазалау жүйелері көбінесе ағынды суларды тазарту станцияларында иіс шығаратын және коррозиялық газдарды жою үшін қолданылады. Қолданылатын орта әдетте, сутегінің күкірттесі сияқты белгілі газдарды өңдеуге арналған материалдармен сіңген белсенді алюминий қоспасы болып табылады. Ортаны метилмеркаптан, альдегид, ұшпалы органикалық қосылыстар, диметилсульфид және диметилдисульфид сияқты басқа да иіс шығаратын қосылыстарды жою үшін араластыруға болады. Құрғақ сорбуетін инжекторлау қышқыл газдармен реакцияласу үшін газ ағынына сілтілік материалды (әдетте, сөндірілген әк, сода күлі немесе натрий бикарбонаты) енгізуді қамтиды. Сорбуетін материалды тікелей бірнеше жерге: жану процесіне, түтін газ арнасына (бөлшектерді бақылау құрылғысының алдында) немесе ашық реакциялық камераға (бар болса) енгізуге болады. Қышқыл газдар сілтілік сорбуетіндермен реакцияласып, қатты тұздар түзеді, олар бөлшектерді бақылау құрылғысында алынады. Бұл қарапайым жүйелер қышқыл газдарды (SO2 және HCl) жою тиімділігін шектеуге мүмкіндік береді. Жинау тиімділігін арттыру үшін түтін газ ылғалдылығын арттыруға болады (мысалы, суды бүркіп салқындату). Бұл құрылғылар медициналық қалдықтарды өртеу орындарында және бірнеше коммуналдық қалдықтарды өртеу орындарында қолданылған. Спрей кептіргіштерде түтін газдары сіңіру мұнарасына (кептіргіш) енгізіледі, онда газдар ұсақ тамшыланған сілтілік суспензиямен байланысады. Қышқыл газдар суспензиямен сіңіріледі және қатты тұздар түзу үшін реакцияға түседі, олар бөлшектерді бақылау құрылғысымен алынады. Түтін газының жылуы барлық су тамшыларын булану үшін пайдаланылады, нәтижесінде сіңіру мұнарасынан қанықпаған түтін газы шығады. Спрей кептіргіштер қышқыл газдарды жоюда жоғары (80% және одан жоғары) тиімділікке қол жеткізе алады. Бұл құрылғылар өнеркәсіптік және коммуналдық қазандықтарда және коммуналдық қалдықтарды өртеу орындарында қолданылған.

Адсорбер

Көптеген химиялық заттарды түтін газынан адсорбция материалдарын қолдану арқылы да жоюға болады. Түтін газы бір немесе бірнеше адсорбер материалдарымен толтырылған және жойылатын компоненттердің химиялық қасиеттеріне сәйкес келтірілген картридж арқылы өтеді. Бұл типтегі тазарту құрылғысы кейде құрғақ тазарту құрылғысы деп те аталады. Адсорбер материалды беті қаныққаннан кейін ауыстыру қажет. Ескерту: адсорбция – беттік құбылыс, ал сіңіру (абсорбция) бүкіл материалды қамтиды. Мысал: Активирленген көмір – иісті қосылыстарды адсорбциялау үшін қолданылатын адсорбент.

Жиiтiнiң алынуы

Сынап – көмір мен қалалық қалдықтарда кең таралған, өте улы элемент. Ылғалды тазалағыштар (скрубберлер) тек ерігіш сынап түрлерін, мысалы, тотыққан сынап Hg2+ тастауға тиімді. Сынаптың элементар түріндегі буы, Hg0, скрубберлік ерітіндіде ерімейді және алынбайды. Сондықтан, сынапты толық мөлшерде ұстау үшін Hg0-ны түрлендірудің қосымша процесі қажет. Әдетте, осы мақсат үшін түтін газына галогендер қосылады. Жағылған көмірдің түрі және селективті катализдік тотығу қондырғысының болуы түтін газындағы элементар және тотыққан сынаптың арақатынасына, демек сынаптың қаншалықты алынатынына әсер етеді. 2015 жылдың шілдесінде жасалған бір зерттеуде, көмірлік электр станцияларына орнатылған кейбір сынап тазалағыштарының іс жүзінде ПАҚ (полициклдік ароматты көмірсутектер) эмиссиясын да ұстап алатыны анықталды.

Скруббер қалдықтары

Скрабтың бір жанама әсері – бұл процесс қажетсіз затты шығарынды газдардан тек сұйық ерітінді, қатты паста немесе ұнтақ түріне көшіруі. Оны қайта пайдалану мүмкін болмаса, қауіпсіз жою қажет. Мысалы, сынапты жою нәтижесінде пайда болатын қалдық өнімді шикі сынапты алу үшін қосымша өңдеуден өткізу керек немесе сынаптың қоршаған ортаға таралуын болдырмайтын арнайы қауіпті қалдықтарды сақтау полигонына көму қажет. Бұл өте қауіпті, себебі қоршаған ортаға зиян келтіреді, сондай-ақ көптеген зауыттар оларды өңдей алмайды немесе полигонға тасымалдау мүмкін болмайды. Қайта пайдалану мысалы ретінде, көмірмен жұмыс істейтін электр станцияларындағы ізвесті тасқа негіделген скрабтар жеткілікті сапалы синтетикалық гипсті өндіруі мүмкін, оны құрғақ қабырға панельдері және басқа да өнеркәсіптік өнімдерді жасауға қолдануға болады.

Бактериялардың таралуы

Жақсы күтімсіз қалған жуғыш құралдар ауру тудыратын бактерияларды таратуға мүмкіндік береді. Мұның себебі - жеткіліксіз тазалау. Мысалы, 2005 жылы Норвегияда легионерлер ауруының пайда болуына себеп болған бірнеше жұқтырылған жуғыш құралдар ғана болды. Бұл ішкі қабыну салдарынан 10 адам қаза болып, 50-ден астам адамға жұққан.

Кемедегі скрабкерлер

Скрабберлер алғаш рет кемелерде мұнай танкерлері операциялары үшін инерт газ өндіру мақсатында қолданылды. Кейіннен, 2020 жылы күкірттің 0,5% шегін енгізуге дайындық ретінде Халықаралық теңіз ұйымы (IMO) кемелердегі қазан газы тазарту жүйелерін (қазан газы тазарту жүйелерін) бекіту, орнату және пайдалану бойынша нұсқауларды қабылдады, бұл MARPOL VI қосымшасының күкірт регламенттеріне сәйкестікті қамтамасыз етуге бағытталған. Ту ұстаған мемлекеттер мұндай жүйелерді бекітуге міндетті, ал порт мемлекеттері (порттық бақылау аясында) мұндай жүйелердің дұрыс жұмыс істеп жатынын тексеруге құқылы. Егер скраббер жүйесі дұрыс жұмыс істемесе (және ИМО-ның осындай ақауларға қатысты процедуралары сақталмаса), порт мемлекеттері кемеге санкциялар сала алады. Теңіз құқығы жөніндегі Біріккен Ұлттар Ұйымының конвенциясы порт мемлекеттеріне порттар мен ішкі сулардағы ашық циклді скраббер жүйелерін пайдалануды реттеуге (немесе тіпті тыйым салуға) құқық береді.