| во время плавки, при обжиге руд и при других металлургич. процессах происходит испарение летучих металлов и их соединений с последующей конденсацией и образованием дыма. В результате содержащаяся в отходящих газах тонкая пыль нередко обогащается этими металлами настолько, что становится выгодным их извлечение. Такой побочный концентрат в виде пыли является единственным пром. сырьём для получения мн. редких элементов (селен, теллур, индий и др.), т. к. при очень низком содержании этих элементов в полиметаллич. рудах прямое их извлечение экономически невыгодно. При неполном сгорании топлива в состав дыма входит также сажа.
Твёрдые частицы выпадают из отходящих газов, засоряют воздух, вредно действуют на организм человека, растительность, загрязняют почву.
Жидкие примеси присутствуют в пром. газах в виде брызг или туманов, т. е. взвеси в газе весьма мелких капелек (обычно меньше 1 мкм и до тысячных долей мкм), к-рые образовались в результате конденсации веществ, находившихся в газообразном состоянии. Характерным примером пром. газов с примесью капелек жидкости являются газы сернокислотного произ-ва, содержащие брызги и туман серной к-ты; улавливание её из этих газов составляет необходимую стадию технологич. процесса, а выброс в атмосферу влечёт за собой гибель растительности в окружающей местности. Генераторный и коксовый газы содержат капельки смолы и масел; извлечение их позволяет получать ценные продукты и является необходимой подготовит, стадией перед дальнейшим использованием газа.
Газообразные примеси (обычно вредные или нежелательные) в пром. газах образуются, как правило, в ходе произ-ва этих газов. Так, напр., генераторный и коксовый газы содержат сероводород, сероуглерод и др. органич. соединения серы (тиофен, меркаптаны и пр.), к-рая всегда присутствует в исходном сырье - каменном угле. Газы металлургич. печей и продукты горения топлива - дымовые газы почти всегда содержат в том или ином количестве сернистый ангидрид. В связи с возникновением и ростом ряда отраслей пром-сти синтетич. материалов (аммиак, спирты и др.), потребляющих газы как сырьё, получила распространение тонкая очистка газов от различных, в т. ч. газообразных, примесей. Широкое использование природных газов как топлива для пром. и бытовых нужд вызывает необходимость в ряде случаев подвергать их очистке от сероводорода до установленных сан. норм.
Способы очистки газов. В пром-сти применяют механич., электрич. и физ.-хим. способы очистки газов. Механич. и электрич. очистку используют для улавливания из газов твёрдых и жидких примесей, а газообразные примеси улавливают физ.-хим. способами.
Механическую очистку газов производят осаждением частиц примесей под действием силы тяжести или центробежной силы, фильтрацией сквозь волокнистые и пористые материалы, промывкой газа водой или др. жидкостью. Наиболее простым, но малоэффективным и редко применяемым является способ осаждения крупной пыли под действием силы тяжести в т. н. пылевых камерах. Инерц. способ осаждения частиц пыли (или капель жидкости) основан на изменении направления движения газа со взвешенными в нём частицами. Т. к. плотность частиц примерно в 1-3 тыс. раз больше плотности газа, они, продолжая двигаться по инерции в прежнем направлении, отделяются от газа. Инерц. уловителями пыли служат т. н. пылевые мешки, жалюзийные решётки, зигзагообразные отделители и т. п. В нек-рых аппаратах используется и сила удара частиц. Всеми такими аппаратами пользуются для улавливания сравнительно крупных частиц; высокой степени очистки газов эти методы не дают.
Для очистки газов широко применяют циклоны, в к-рых отделение от газа твёрдых и жидких частиц происходит под действием центробежной силы (при вращении газового потока). Т. к. центробежная сила во много раз превосходит силу тяжести, в циклонах осаждается и сравнительно мелкая пыль, с размером частиц примерно 10-20 мкм.
Тканевые и бум. фильтры, а также фильтры в виде слоя коксовой мелочи, гравия или к.-л. пористых материалов (напр., пористой керамики) применяют для очистки газов посредством фильтрации. Наиболее распространёнными газоочистителями такого типа являются тканевые мешочные, или рукавные, фильтры. В зависимости от характера пыли и состава газа мешки изготовляют из шерстяной, хл.-бум. или специальной (напр., стеклянной) ткани. Газ проходит сквозь ткань, а частицы пыли задерживаются в мешках (рукавах). Рукавные фильтры служат гл. обр. для улавливания весьма тонкой пыли; напр., при очистке газов, отходящих от ленточных агломерац. машин или от шахтных печей, в рукавных фильтрах улавливается 98-99% всей пыли.
Очистку газов от пыли промывкой водой применяют в аппаратах различного типа. Наиболее широкое распространение получили скрубберы, мокрые циклоны, скоростные пылеуловители и пенные пылеуловители. В скоростных (турбулентных) пылеуловителях вода, вводимая в поток запылённого газа, движущегося с высокой скоростью, дробится на мелкие капли. Высокая степень тур-булизации газового потока при такой скорости способствует слиянию частиц пыли с каплями воды. Относительно крупные капли воды вместе с частицами пыли легко отделяются затем в простейших уловителях (напр., в мокрых циклонах). Аппараты этого типа широко применяются для улавливания очень мелкой пыли (возгонов) и могут обеспечить высокую степень очистки газов. В пенных пылеуловителях запылённый газ в виде мелких пузырьков проходит через слой жидкости с определённой скоростью, вследствие чего образуется пена с высокоразвитой поверхностью контакта между жидкостью и газом. В пенном слое происходит смачивание и улавливание частиц пыли. Благодаря высокой степени улавливания пыли с размерами частиц более 2-3 мкм и малому гидравлич. сопротивлению (порядка 80-100 мм вод. cm.) пенные пылеуловители получили большое распространение.
Электрическая очистка газов основана на воздействии сил неоднородного электрич. поля высокого напряжения (до 80 000 в). Аппараты для очистки газов этим методом наз. электрическими фильтрами. При пропускании через такие фильтры загрязнённого газа происходит его ионизация, заряженные частицы увлекаются к осадит, электроду и осаждаются на нём. Применение электрич. фильтров для Г. о. чрезвычайно распространено, особенно для тонкой очистки дымовых газов тепловых электростанций, в цем. пром-сти, чёрной и цветной металлургии.
Методы физико-химической очистки применяют для удаления газообразных примесей. К таким методам относятся промывка газов растворителями (абсорбция); промывка газов растворами реагентов, связывающих примеси химически (хим. абсорбция); поглощение примесей твёрдыми активными веществами (адсорбция); физ. разделение (напр., конденсация компонентов), каталитич. превращение примесей в безвредные соединения. Абсорбция газообразных примесей растворителями производится путём промывки газов в орошаемых аппаратах типа скрубберов либо в барботёрах (см. Барботирование); в последних газ проходит сквозь жидкий растворитель, хорошо растворяющий газообразные примеси и очень плохо - остальные компоненты газовой смеси. Так производится, напр., улавливание водой аммиака из коксового газа, улавливание различными маслами ароматич. углеводородов из коксового газа, извлечение двуокиси углерода из различных газов и т. д. В том случае, если необходимо использовать уловленные продукты, их извлекают из насыщенного ими растворителя путём десорбции. Очистка газов средствами хим. абсорбции производится в аппаратах аналогичного типа. Извлекаемые газовые примеси химически связываются растворами реактивов. Затем растворы нередко регенерируют, т. е. в результате тех или иных операций выделяют связанные примеси, и свойства растворов восстанавливаются.
Адсорбция газообразных примесей производится с помощью различных пористых активных веществ: активного угля, силикагеля, бокситов и др. Вредные примеси адсорбируются на поверхности поглотителя, а после его насыщения отгоняются продувкой горячим воздухом, газом или перегретым паром.
Нек-рые содержащиеся в газах вредные газообразные примеси могут быть каталитически превращены в др., легко улавливаемые, вещества; иногда превращение и улавливание совмещаются в одном процессе. Так производится, напр., очистка газов от органич. соединений серы (сероуглерода, сероокиси углерода, тио-фена, меркаптанов); соединения эти при 300-400 °С в присутствии водорода или водяного пара превращаются на катализаторах в сероводород, к-рый затем извлекается из газа и может быть разложен с утилизацией серы.
Лит.: Гордон Г. М., Пейсахов И. Л., Пылеулавливание и очистка газов, 2 изд., М., 1968; Ужо в В. Н., Очистка промышленных газов электрофильтрами, 2 изд., М., 1967; Коуль А. Л., Ризенфельд Ф. С., Очистка газа, пер. с англ., М., 1968; Очистка от серы коксовального и других горючих газов, 2 изд., М., 1960. А. П. Андрианов.
ГАЗОВ РАЗДЕЛЕНИЕ, разделение газовых смесей на их индивидуальные компоненты (или фракции). Г. р. обычно предшествует осушка и очистка газовых смесей от вредных примесей (напр., окислов азота, образующих с непредельными углеводородами взрывоопасные соединения; каталитических ядов, препятствующих хим. переработке газов; сероводорода, паров воды, некоторых углеводородов, вызывающих коррозию оборудования или затвердевающих в аппаратуре при низких темп-рах).
Основные методы Г. р.: ректификация сжиженных при глубоком охлаждении газов, абсорбция и адсорбция, фракционированная конденсация.
Г. р. широко применяют при разделении воздуха и газообразных углеводородов. Новыми направлениями в технике Г. р. являются хроматография, экстрактивная и азеотропная дистилляция, применение молекулярных сит, газовых центрифуг.
Лит.: Фастовский В. Г., Разделение газовых смесей, М.- Л., 1947; Соколов В. А., Новые методы разделения лёгких углеводородов, М., 1961; Разделение и анализ углеводородных газов, сб. статей, М., 1963; Мюллер Г., Гнаук Г., Газы высокой чистоты, пер. с нем., М., 1968; Юкельсон И. И., Технология основного органического синтеза, М., 1968.
Я. М. Брайнес.
ГАЗОВАЯ ГАНГРЕНА, газовая флегмона, злокачественный отёк, антонов огонь, тяжелейшее острое инфекц. заболевание, вызываемое рядом микробов-клостридий (Cl. perfringens, Cl. septicum, Cl. oede-matiens, Cl. histolyticum), развивающихся без доступа кислорода (анаэробная инфекция). Возникает в глубоких рваных, размозжённых обширных ранах с карманами и углублениями при нарушении местного кровообращения. Особенно часто встречается в воен. время, почти исключительно на конечностях (обычно на нижних). Поражает все мягкие ткани, но гл. обр. жировую клетчатку и мышцы. При Г. г. классич. признаки воспаления отсутствуют. Процесс характеризуется прогрессирующим отёком, газообразованием в тканях, общим тяжёлым состоянием, омертвением тканей организма, вызванным отравлением специфич. токсинами возбудителей болезни, а также продуктами распада тканей. Инкубац. период 3-5 су т. Поражённая конечность быстро увеличивается в объёме. В соответствии с местными изменениями в течении процесса различают 2 фазы: образование отёка и развитие Г. г. с образованием газа в погибающих тканях (отёк - реакция тканей на воздействие токсинов, газ - результат разложения токсинами мышечного гликогена и белков).
На месте Г. г. появляется сильная распирающая боль в ране, отёк; кожа вначале бледная, затем покрывается бурыми, бронзовыми или синими пятнами, на ощупь - холодная. При эмфизематозной классич. форме газообразование преобладает над отёком. Рана сухая, при надавливании из неё выделяются пузырьки газа; мышцы вначале имеют вид варёного мяса, затем становятся тёмными с зеленоватым оттенком; клетчатка окрашивается в грязно-серый цвет. При отёчной (токсич.) форме ткани имеют вид студня; из раны выделяется кровянисто-серозная жидкость; газа в тканях мало.
Встречаются смешанная и др. нетипичные формы Г. г. При этих формах общее состояние больного быстро ухудшается, нарастают явления интоксикации продуктами жизнедеятельности микробов и распада погибших тканей. Темп-pa повышается до 39-40 °С, пульс учащён (130-150 ударов в мин), артериальное давление снижено (80 мм рт. ст. и ниже), дыхание учащённое. У больного наступают общее возбуждение или угнетение, бессонница; сознание обычно сохранено. Лечение: экстренная операция, серотерапия, антибиотики, переливание крови. Профилактика: ранняя обработка раны, антигангренозная сыворотка. П. Б. Ависов.
ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА, устройство для смешения воздуха (кислорода) с газообразным топливом с целью подачи смеси к выходному отверстию и сжигания её здесь с образованием устойчивого фронта горения (факела).
С появлением Г. г., изобретённой в 1855 немецким химиком Р. Бунзеном, потребление горючих газов резко возросло вначале для освещения улиц городов, а затем и для др. целей. Многоотраслевой характер применения Г. г. обусловил многообразие конструкций и принципов их устройства. Различают Г. г. диффузионные, инжекционные, двухпроводные, комбинированные и газотурбинные. По величине давления газа, подаваемого в Г. г., различают горелки низкого [до 5 кн/м2 (0,05 кгс/см2)], среднего [5-300 кн/м2 (0,05-3,0 кгс/см2)] и высокого [св. 300 кн/м2 (3,0 кгс/см2)] давления. В зависимости от метода сжигания газа Г. г. бывают факельными (частичное и незавершённое смешение газа с воздухом) и бесфакельными (полное предварит, смешение).
Осн. элементы Г. г.: смеситель и горе-лочная насадка со стабилизирующим устройством. В зависимости от назначения и условий эксплуатации Г. г. её элементы имеют различное конструктивное исполнение.
В диффузионных Г. г. в камеру сжигания подводится газ и воздух. Смешение газа и воздуха происходит в камере горения. Большинство диффузионных Г. г. монтируют на стенках топки или печи. В котлах получили распространение т. н. подовые Г. г., к-рые размещаются внутри топки, в нижней её части. Подовая Г. г. состоит из одной или неск. газораспределит. труб, в к-рых просверлены отверстия. Труба с отверстиями устанавливается на колосниковой решётке или поду топки в щелевом канале, выложенным из огнеупорного кирпича. Через огнеупорный щелевой канал поступает требуемое количество воздуха. При таком устройстве горение струек газа, выходящих из отверстий в трубе, начинается в огнеупорном канале и заканчивается в топочном объёме. Подовые горелки создают малое сопротивление прохождению газа, поэтому они могут работать без принудит, дутья. Диффузионные Г. г. характеризуются более равномерной темп-рой по длине факела. Однако эти Г. г. требуют повышенного коэффициента избытка воздуха (по сравнению с инжекц.), создают более низкие тепловые напряжения топочного объёма и худшие условия для догорания газа в хвостовой части факела, что может приводить к неполному сгоранию газа.
Диффузионные Г. г. применяют в пром. печах и котлах, где требуется равномерная темп-pa по длине факела. В нек-рых процессах диффузионные Г. г. незаменимы. Напр., в стекловаренных, мартеновских и др. печах, когда идущий на горение воздух подогревается до темп-р, превышающих темп-ру воспламенения горючего газа с воздухом. Успешно применяются диффузионные Г. г. и в нек-рых водогрейных котлах.
В инжекционных горелках воздух для горения засасывается (инжектируется) за счёт энергии струи газа и их взаимное смешение происходит внутри корпуса горелки. Иногда в инжек-ционных Г. г. подсасывание необходимого количества горючего газа, давление к-рого близко к атмосферному, осуществляется энергией струи воздуха. В горелках полного смешения (с газом перемешивается весь необходимый для горения воздух), работающих на газе ср. давления, образуется короткий факел пламени, а горение завершается в минимальном топочном объёме. В инжекционные Г. г. частичного смешения поступает только часть (40-60%) требующегося для горения воздуха (т. н. первичный воздух), к-рый и смешивается с газом. Остальное количество воздуха (т. н. вторичный воздух) поступает к факелу пламени из атмосферы за счёт инжектирующего действия газо-воздушных струй и разрежения в топках. В отличие от инжекционных Г. г. среднего давления, в горелках низкого давления образуется однородная газо-воздушная смесь с содержанием газа больше верхнего предела воспламенения; эти Г. г. устойчивы в работе и имеют широкий диапазон тепловой нагрузки.
Для устойчивого горения газо-воздушной смеси в инжекционных Г. г. среднего и высокого давления применяют стабилизаторы: дополнит, поджигающие факелы вокруг осн. потока (горелки с кольцевым стабилизатором), керамич. туннели, внутри к-рых происходит горение газо-воздушной смеси, и пластинчатые стабилизаторы, создающие завихрение на пути потока.
В топках значит, размеров инжекционные Г. г. собирают в блоки из 2 и более горелок.
Широкое применение получили инжекционные Г. г. инфракрасного излучения (т. н. беспламенные горелки), в к-рых осн. количество получаемого при горении тепла передаётся излучением, т. к. газ сгорает на излучающей поверхности тонким слоем, без видимого факела. Излучающей поверхностью служат керамич. насадки или металлич. сетки. Эти горелки применяют для обогрева помещений с большой кратностью обмена воздуха (спортивные залы, торг, помещения, теплицы и др.), для сушки окрашенных поверхностей (тканей, бумаги и др.), разогрева мёрзлого грунта и сыпучих материалов, в промышленных печах. Для равномерного нагрева больших поверхностей (печей нефтеперерабат. з-дов и др. пром. печей) применяют т. н. панельные инжекционные излучающие горелки (рис. 1). В этих горелках газо-воздушная смесь из смесителя попадает в общий короб, а далее по трубкам смесь распределяется по отд. туннелям, в к-рых и происходит её сгорание. Панельные горелки имеют малые габариты и широкий диапазон регулирования, мало чувствительны к противодавлению в топочной камере.
Широкое распространение получили двухпроводные горелки (с принудит, подачей воздуха), в к-рых необходимый для горения воздух подаётся вентилятором. Двухпроводные (т. н. дутьевые) Г. г. работают на газе низкого и ср. давления. Горелки имеют малые габариты, обладают большой производительностью при бесшумной работе; их можно применять в топочных устройствах с различной величиной противодавления и регулировать соотношение газа и воздуха. Для сокращения длины факела пламени газовый, а иногда и возд. поток дробят на отдельные тонкие струйки, закручивают потоки газа и воздуха по |
