УДК 621.356.48:622.794.7

СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ СЕРОВОДОРОДА

Смолин Николай Иванович1, Жеребцов Борис Викторович2
1Государственный аграрный университет Северного Зауралья, кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры «Лесного хозяйства, деревообработки и прикладной механики»
2Государственный аграрный университет Северного Зауралья, преподаватель кафедры «Энергообеспечение сельского хозяйства»

Аннотация
В результате выхода на промышленную основу животноводство столкнулось с рядом проблем, одна из которых связана с повышением удельной плотности посадки и, как следствие, ухудшением санитарно - гигиенической обстановки как на территории животноводческого комплекса так и за его пределами. Одним из наиболее вредных и опасных газовых составляющих, генерирующихся в животноводческих помещениях, является сероводород, очистка воздуха от которого является актуальной.

Ключевые слова: животноводство, мокрый электрофильтр, осадительные электроды, очистка воздуха, рециркуляция, сероводород


EXISTING METHODS AND MEANS OF AIR PURIFICATION FROM HYDROGEN SULFIDE

Smolin Nikolai Ivanovich1, Zherebtsov Boris Viktorovich2
1State Agrarian University of North Zauralye, Ph.D., associate professor, professor of "Forestry, wood and Applied Mechanics"
2State Agrarian University of North Zauralye, teacher of "Power supply of agriculture"

Abstract
As a result, the output on an industrial scale livestock faced a number of challenges, one of which is associated with higher specific density of planting and, as a consequence, the deterioration of sanitary - hygienic situation both in the livestock complex and beyond. One of the most harmful and dangerous gas components, all generated in livestock buildings is hydrogen sulfide, air purification from which is relevant.

Keywords: air purification, animal husbandry, collecting electrodes, hydrogen sulfide, recycling, wet electrostatic precipitator


Библиографическая ссылка на статью:
Смолин Н.И., Жеребцов Б.В. Существующие методы и технические средства очистки воздуха от сероводорода // Современная техника и технологии. 2013. № 9 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2013/09/2343 (дата обращения: 01.10.2017).

Для современного метода ведения животноводства, характерны высокая концентрация и плотность размещения животных. Это приводит к тому, что внутри животноводческих помещений в результате жизнедеятельности животных выделяется значительное количество различных вреднодействующих веществ. Концентрация пыли, микроорганизмов и вредно действующих газов (аммиак, сероводород, углекислый газ, кишечные газы и др.) в животноводческих и помещениях зависит от ряда факторов и, как правило, значительно превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) [1, 2, 3].

В известных исследования [4-8] в основном рассматривалась очистка воздуха от пыли, микроорганизмов и аммиака. Тем не менее, в животноводческих помещениях в значительных количествах выделяется сероводород, который является вторым по значимости вредно действующим компонентом в животноводстве после аммиака.

Сероводород H2S – бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Сероводород является очень токсичным газом, который действует не только на животных и обслуживающий персонал, но и, при больших концентрациях, разъедает многие металлы, изоляцию проводов. Сероводород поражает слизистые оболочки, дыхательные органы. При попадании в кровь связывает железо гемоглобина, тем самым вызывая у животного кислородное голодание, приводящее в последствие к отравлению и последующей смерти.

Помимо негативного влияния на животных и людей, сероводород является взрывоопасным газом. Концентрация предела воспламеняемости в воздухе составляет 4,5-45,5% по объему [9].

Рассмотрев свойства сероводорода, а так же его действие на животных, персонал и технологическое оборудование можно сделать вывод о том, что на ряду с очисткой воздуха от таких вредных составляющих как пыль, микроорганизмы и аммиак существует необходимость создания системы очистки воздуха в животноводческих помещениях и от сероводорода.

На сегодняшний день промышленности известно до двадцати различных способов очистки газа от сероводорода. Все эти методы разбиты на две группы [10-12]:

  • первая группа – «сухие» способы очистки с применением очистных масс в твёрдом состоянии. В качестве сухих поглотителей широкое распространение получили гидрат окиси железа и активированный уголь, а в отдельных случаях марганцевые руды.
  • вторая группа – абсорбционные способы, с применением жидких реагентов. Мокрые способы очистки газов от сероводорода (H2S) подразделяются на окислительные, круговые и комбинированные. При окислительных процессах применяют поглотители, окисляющие сероводород до элементарной серы. В комбинированных процессах очистки в качестве поглотителя применяется обычно раствор аммиака, образующий вместе с сероводородом, при его каталитическом окислении, сульфат аммония. В круговых процессах применяют слабые щелочи, с которыми сероводород связывается в сульфиды, а затем отгоняется от поглотительного раствора в неизменном виде.

    Сухие способы отличаются высокой степенью очистки газа (практически до 100%), но их существенный недостаток — небольшие скорости прохождения газа через очистительные аппараты и небольшое давление. Абсорбционные способы, наоборот, позволяют иметь большие скорости и большие давления, но степень очистки ими ниже.

    Но, не смотря на столь большое количество способов очистки, применение в сельском хозяйстве и в частности в животноводстве практически не один из способов не нашел. Это связано с тем, что данные способы разрабатывались для применения в газодобыче и в очистке производственных газовых выбросов, вследствие чего данные способы достаточно энергозатратны и требуют больших финансовых вложений как на стадии внедрения, так и в процессе обслуживания.

    Проанализировав все существующие методы очистки газа от сероводорода можно сделать вывод, что наиболее подходящим для применения в животноводстве будет абсорбционный метод с применением водного раствора. Применение данного метода основано на его высокой эффективности при наименьших как финансовых, так и энергозатрат.

    Из [13] известно, что сероводород по действием озона окисляется до сульфатов:

    (1)

    Таким образом, при озонировании очищаемого воздуха происходит его очистка от сероводорода. В качестве источника озона можно использовать коронный разряд, на основе которого работают электрофильтры.

    Для высокоэффективной очистки вентиляционного воздуха в животноводческих помещениях разработан специальный мокрый однозонный электрофильтр (МЭФ) [4, 8], конструкция которого представлена на рис. 1.

    Эффективность МЭФ по очистке и обеззараживанию вентиляционного воздуха была исследована в предыдущих исследованиях [4, 8]. В этих исследованиях рассматривалась очистка воздуха от пыли, микроорганизмов и аммиака. В ходе лабораторных и производственных испытаний была доказана высокая эффективность мокрого электрофильтра по очистке воздуха от вышесказанных загрязнителей [14].


1 – верхняя часть корпуса; 2 – нижняя часть корпуса; 3 – осадительные электроды; 4 – коронирующие электроды; 5 – электродвигатель с редуктором; 6 – сливной клапан; 7 – изоляционные плиты; 8 – вал электрофильтра; h – расстояние, на которое углубляется верхняя часть осадительных электродов в изоляционную плиту.

Рисунок 1 – Конструкция мокрого однозонного электрофильтра

Можно отметить, что мокрый однозонный электрофильтр благодаря своей конструкции может выполнять функции поверхностного абсорбера. Это объясняется тем, что в нижней части мокрого электрофильтра залита жидкость, омывающая осадительные электроды. Проходящий через фильтр поток воздуха соприкасается с поверхностью текучей пленки жидкости, залитой в нижней части электрофильтра и стекающей с осадительных электродов, омываемых жидкостью.

Используя в качестве жидкости, омывающей осадительные электроды мокрого однозонного электрофильтра, абсорбционный раствор можно добиться очистки вентиляционного воздуха от пыли, микроорганизмов и вредных газовых составляющих, в частности от сероводорода.

На основе сказанного можно сделать вывод, что использование однозонного мокрого электрофильтра для очистки вентиляционного воздуха животноводческих помещений от сероводорода будет эффективным. Это связано с тем, что использование мокрого однозонного электрофильтра имеет ряд преимуществ по сравнению с остальными способами очистки газа от сероводорода. К преимуществам предлагаемой системы можно отнести низкое энергопотребление системы, низкое аэродинамическое сопротивление, высокая эффективность, а так же дополнительная очистка от пыли, микроорганизмов и вредных газовых составляющих.


Библиографический список
  1. Научные основы электрификации и построения машинных технологий птицеводства. Славин P.M. – Машинные технологии производства яиц и мяса птицы.- М.: BИЭСX, 1984.- с.14.,.29.
  2. Селянский В.М. Микроклимат в птичниках. – М.: Колос, 1975.- 304 с.
  3. Capareda, S. C., C. N. Boriack, S. Mukhtar, A. Mutlu, B. W. Shaw, R .E. Lacey, and C .B. Parnell, Jr. 2004. Recovery of gaseous emission from ground level area sources of ammonia and hydrogen sulfide using dynamic isolation flux chambers. ASAE Paper No. 044013. Ottawa, Ontario, Canada: ASAE.
  4. Возмилов А.Г. Электроочистка и электрообеззараживание воздуха в промышленном животноводстве и птицеводстве: Дис. …д-ра техн. наук: 05.20.02 / ЧИМЭСХ.- Челябинск, 1993.- 337 с.
  5. Иванова С. А. Исследование эффективности очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных малообъемных помещениях рециркуляционным электрофильтром: Дис. канд. техн. наук.- Челябинск: ЧГАУ, 2003. – 130 с.
  6. Дель М.В. Электрофильтр с трибоэлектрическим генератором для очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных помещениях: Дис. канд. техн. наук.- 05.20.02 / ЧГАУ. – Челябинск, 2010. – 186с.
  7. Звездакова О.В. Совершенствование двухзонного электрофильтра для очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздушной среды: Дис. канд. техн. наук.- 05.20.02 / ЧГАУ. – Челябинск, 2009. – 164с.
  8. Андреев Л.Н. Разработка и исследование мокрого однозонного электрофильтра для очистки рециркуляционного воздуха животноводческих помещений: Дис. канд. техн. наук.- 05.20.02 / ЧГАУ. – Челябинск, 2010. – 142с.
  9. Глинка Н.Л.: Общая химия: Учебное пособие для вузов/ Под ред. А.И. Ермакова. – изд. 30-е, исправленное – М.: Интеграл-Пресс, 2008. – 728с.
  10. А.И. Толочко, В.И. Филипов, О.В. Филипьев: Очистка технологических газов в черной металлургии. – М.: Металлургия, 1982. – 277 с.
  11. М.Я. Юдашкин: Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1984. – 320 с.
  12. Очистка промышленных выбров и утилизация отходов. Сборник научных трудов. – Л.,1985. – 368с.
  13. Кривопишин И.П. Озон в промышленном птицеводстве – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Росагропромиздат, 1988. – 175с.
  14. Результаты производственных испытаний мокрого электрофильтра. Вестник КрасГАУ, 2013, №8


Все статьи автора «Жеребцов Борис Викторович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: