Уголь меняли каждый год.
Теперь он работает третий

Озоно-сорбция: как озон возвращает загрузке ёмкость
и по каким параметрам выбирают сорбент

Инженер Петров · 20 минут

Что на самом деле делает адсорбер

слой сорбентаОтработанная зонаёмкость исчерпанаФронт адсорбцииздесь идёт поглощениеСвежий запасещё не работалфронт ползёт внизКонцентрация на выходевремянормативноль на выходе — пока фронт внутри слояпроскокЁмкость конечна. Дальше загрузку меняют или возвращают ей ёмкость

От чего зависит, сколько проживёт загрузка

01
Массовый потокрасход × концентрация. Удвоили концентрацию — вдвое сократили срок02
Влагавода конкурирует за поверхность. Уголь держится, гидрофильные — хуже03
Температуравыше 60 °C начинается десорбция: поглощённое слетает обратно04
Регенерацияесть она в регламенте или нет. Это решает, расходник у вас или узелПервые три считают в проекте. Четвёртый решает, чем вы займётесь на пять лет вперёд

Озон в газоходе — не решение

ГазоходO₃время контакта 1–3 сСколько секунд нужно озону в объёме газаH₂S2 сМеркаптаны4 сАльдегиды8 сАроматика60+ сПредельные УВ90+ ссерая полоска — то, что есть в газоходеПДК озона в рабочей зоне — 0,1 мг/м³, первый класс опасности. Непрореагировавший озон уходит в трубу как новый нормируемый выбросГенерация: ≈15 кВт·ч на килограмм озона из воздуха, вдвое меньше из кислородаРеакцию надо перенести из газохода туда, где вещество уже собрано

Это место — поры сорбента

зерно активированного угля1Молекула садится в микропорына зерне её в сотни раз больше, чем в газе, и держится она долго2Озон окисляет её прямо в порена внешней поверхности и в поровой структуре: CO₂, H₂O, для серосодержащих — сульфаты3Пора освобождаетсяёмкость возвращается в работе. Загрузка перестаёт быть расходникомСорбент собирает вещество в порах, озон его там окисляет — и пора снова свободна

По каким параметрам выбирают загрузку

ПараметрАктивированный угольОксид алюминия и аналогиСродство к гидрофобным ЛОСвысокоенизкое–среднееМикропористость, йодное числоразвитая, высокоевыражена слабее, нижеВытеснение водойминимальноезначительноеСтоимость засыпкиплотность ниже — дешевле объёмплотность и цена вышеРегенерация озономобоснована и применяетсятребует подтверждения даннымиНегорючие загрузки берут там, где нагрев или доза окислителя дают риск тления — ради безопасности, а не ради ёмкостиЁмкость задаёт объём микропор. Остальное зависит от условий объекта

Три режима, в которых живёт установка

Работа
Выброс через слой, озон дозируется перед слоемH₂S — 1–3 моль O₃ на моль · NH₃ — 1,5–3 · ЛОС — 2–10Регенерация озоном
Выброс отсечён, через слой идёт воздух с озономнесколько часов; по второму аппарату — без остановки потокаТерморегенерация
Прогрев слоя выжигает то, что озон не берёттолько для негорючих загрузок: уголь в потоке воздуха тлеетРегламент регенерации — такой же проектный документ, как и схема

Что даёт озон на той же загрузке

Тот же аппарат без озонаёмкость набирается до проскокаостановка, выгрузка, вывоз отходановая засыпка и пускраз в год, иногда чащеТот же аппарат с озономчасть загрязнителя окисляется в потокеостальное доокисляется в порахповерхность освобождается сноваресурс той же загрузки растёт кратноЖивой примерЛиния окраски металла6 000 м³/чрасходксилол, бутилацетат, сольвент нафтагидрофобная органикауголь с высоким йодным числомзагрузкарегенерация озоном в циклевместо ежегодной заменыЭффективность считайте по выходу в мг/м³, а не по проценту

Деньги: из чего складывается жизненный цикл

Без регенерациипервая засыпказамена: материал и работывывоз отработанного как отходапростой на перегрузке↻ повторяется каждый циклС регенерациейпервая засыпкаозонатор и обвязка — в CAPEXэлектроэнергия на озонобслуживание озонаторазамена — далеко за горизонтомГод 1без озона дешевле: озонатор дороже, чем его не покупатьГоды 3+впереди схема с озоном: ушла ежегодная заменаМетодикаобъём × насыпная плотность × цена за кгИ ещёодин горизонт и один набор статей для обоихСравнивайте жизненный цикл по единой методике, а не цену засыпки

Границы: где приём не работает

Капельная влагакаплеуловитель, зимой — подогрев потока выше точки росыВысокие концентрацииозона нужны килограммы в час — считайте энергетику, термическое окисление обычно дешевлеВыше 60 °Cначинается десорбция: поглощённое слетает обратноОстаточный озондеструктор на выходе и контроль по озону обязательныПожароопасностьна горючей загрузке доза и нагрев — вопрос безопасности, слой держат под контролем по температуреРамки: малые и средние концентрации, сухой газ, до 60 °C, контроль озона на выходе

Что записать в техзадание

Выход в мг/м³ при диапазоне входане процентДинамическая ёмкость по вашему веществупри ваших условияхДоза озона, кг/ч, и кВт·ч на кг O₃ваш счёт за электричествоРегламент регенерации: кто, чем, как частоиначе это подпискаДанные по озонной регенерации загрузкициклы, прочность, пылениеОстаточный озон и тип деструктораточка контроля на выходеПо каждой из шести строк поставщика потом можно проверить

Три правила

01Считайте жизненный циклматериал, работы, вывоз, энергия — по одной методике02Спрашивайте про регенерациюраньше, чем про эффективность03Сорбент — под вещество и условиямикропоры, вода, пожароопасность, поведение под озономследующая лекция — термическое окисление и регенеративные окислителиголосование за темы курсаhttps://t.me/Petrov_ecoexpertpetrov-ecoexpert.ru