Oczyszczanie gazów 

Oczyszczanie gazów 

odlotowych

odlotowych

z zanieczyszczeń 

z zanieczyszczeń 

gazowych

gazowych

cz. 1

cz. 1

Wykład – Kierunek OCHRONA ŚRODOWISKA, st. inżynierskie III rok

Wykład – Kierunek OCHRONA ŚRODOWISKA, st. inżynierskie III rok

© Kazimierz Warmiński (2007)

© Kazimierz Warmiński (2007)

Metody oczyszczania gazów 

Metody oczyszczania gazów 

(nie tylko odlotowych):

(nie tylko odlotowych):

Ab

Ab

sorpcyjne

sorpcyjne

Ad

Ad

sorpcyjne

sorpcyjne

Spalanie (dopalanie)

Spalanie (dopalanie)

Katalityczne

Katalityczne

Podstawowe pojęcia:

Podstawowe pojęcia:

absorpcja

absorpcja

 – proces pochłaniania gazu 

 – proces pochłaniania gazu 

przez 

przez 

absorbent

absorbent

 (ciecz; substancję 

 (ciecz; substancję 

pochłaniającą) zachodzący w całej 

pochłaniającą) zachodzący w całej 

jego objętości;

jego objętości;

absorbat 

absorbat 

– składnik gazowy, który 

– składnik gazowy, który 

usuwany jest w drodze absorpcji

usuwany jest w drodze absorpcji

absorber 

absorber 

– aparat do 

– aparat do 

przeprowadzenia procesu absorpcji

przeprowadzenia procesu absorpcji

Podstawowe

Podstawowe

 

 

pojęcia

pojęcia

 – cd.

 – cd.

adsorpcja 

adsorpcja 

– proces wiązania 

– proces wiązania 

składnika (tzw. 

składnika (tzw. 

adsorbatu

adsorbatu

) z płynu 

) z płynu 

(mieszaniny gazowej lub ciekłej) na 

(mieszaniny gazowej lub ciekłej) na 

powierzchni porowatego ciała stałego 

powierzchni porowatego ciała stałego 

(

(

adsorbenta

adsorbenta

)

)

adsorber 

adsorber 

– aparat do prowadzenia 

– aparat do prowadzenia 

procesu adsorpcji

procesu adsorpcji

Rodzaje sorpcji

Rodzaje sorpcji

Cząsteczki 

Cząsteczki 

ab

ab

sorbatu lub 

sorbatu lub 

ad

ad

sorbatu 

sorbatu 

mogą być wiązane siłami przyciągania 

mogą być wiązane siłami przyciągania 

międzycząsteczkowego natury fizycznej 

międzycząsteczkowego natury fizycznej 

(

(

sorpcja fizyczna

sorpcja fizyczna

) lub oddziaływaniami 

) lub oddziaływaniami 

natury chemicznej (

natury chemicznej (

chemisorpcja

chemisorpcja

)

)

Absorpcyjne  metody  

Absorpcyjne  metody  

oczyszczania  gazów

oczyszczania  gazów

 

 

Absorbery 

Absorbery 

są podobne konstrukcyjnie do 

są podobne konstrukcyjnie do 

odpylaczy mokrych. Rozróżnia absorbery:

odpylaczy mokrych. Rozróżnia absorbery:

powierzchniowe 

powierzchniowe 

– 

– 

cechą 

cechą 

charakterystyczną tego typu aparatów

charakterystyczną tego typu aparatów

 

 

jest 

jest 

ograniczenie powierzchni międzyfazowej 

ograniczenie powierzchni międzyfazowej 

ciecz/gaz tylko do powierzchni swobodnej 

ciecz/gaz tylko do powierzchni swobodnej 

cieczy. Przepływ cieczy i gazu powinien być 

cieczy. Przepływ cieczy i gazu powinien być 

przeciwprądowy. 

przeciwprądowy. 

Schemat blokowy absorbera powierzchniowego

błonkowe

błonkowe

, w których ciecz spływa 

, w których ciecz spływa 

cienką warstwą po wewnętrznej 

cienką warstwą po wewnętrznej 

powierzchni rury lub po szeregu 

powierzchni rury lub po szeregu 

pionowych płyt lub kaskad o 

pionowych płyt lub kaskad o 

rozwiniętej powierzchni 

rozwiniętej powierzchni 

umieszczonych w komorze

umieszczonych w komorze

skrubery 

skrubery 

– absorbery natryskowe 

– absorbery natryskowe 

(podobne do skruberów 

(podobne do skruberów 

odpylajacych)

odpylajacych)

absorbery barbotażowe

absorbery barbotażowe

 

 

absorbery Venturiego

absorbery Venturiego

kolumny z wypełnieniem 

kolumny z wypełnieniem 

(skrubery z wypełnieniem) 

(skrubery z wypełnieniem) 

– 

– 

różnego kształtu i rozmiarów 

różnego kształtu i rozmiarów 

elementy wypełniające mają za 

elementy wypełniające mają za 

zadanie rozwinąć (zwiększyć) 

zadanie rozwinąć (zwiększyć) 

powierzchnię styku (czynną) cieczy i 

powierzchnię styku (czynną) cieczy i 

gazu.

gazu.

Przykład kolumny (skrubera) z wypełnieniem

Zastosowanie metod 

absorpcyjnych:

Odsiarczanie spalin (usuwanie 

Odsiarczanie spalin (usuwanie 

tlenków siarki SOx)

tlenków siarki SOx)

Usuwanie tlenków azotu ze spalin 

Usuwanie tlenków azotu ze spalin 

oraz z przemysłowych gazów 

oraz z przemysłowych gazów 

odlotowych (np. z produkcji HNO3)

odlotowych (np. z produkcji HNO3)

Jednoczesne usuwanie NOx i SOx z 

Jednoczesne usuwanie NOx i SOx z 

gazów spalinowych

gazów spalinowych

Absorpcja gazów przemysłowych 

Absorpcja gazów przemysłowych 

(np. HF, HCl, Cl2, NH3)

(np. HF, HCl, Cl2, NH3)

Dezodoryzacja gazów odlotowych 

Dezodoryzacja gazów odlotowych 

(usuwanie odorantów):

(usuwanie odorantów):



metoda absorpcyjna 

metoda absorpcyjna 

fizykochemiczna

fizykochemiczna



metoda absorpcyjna połączona z 

metoda absorpcyjna połączona z 

biodegradacją 

biodegradacją 

(tzw. płuczki biologiczne)

(tzw. płuczki biologiczne)

biofiltry do dezodoryzacji 
gazów odlotowych

firmy THOLANDER

biofiltry do dezodoryzacji 
gazów odlotowych

firmy THOLANDER

Zastosowanie metod 

Zastosowanie metod 

ad

ad

sorpcyjnych:

sorpcyjnych:

Ochrona dróg oddechowych 

Ochrona dróg oddechowych 

(maski p-gaz)

(maski p-gaz)

Oczyszczanie powietrza 

Oczyszczanie powietrza 

napływającego z zewnątrz do 

napływającego z zewnątrz do 

wewnątrz pomieszczeń, pojazdów itp. 

wewnątrz pomieszczeń, pojazdów itp. 

Odzyskiwanie składników (np. 

Odzyskiwanie składników (np. 

rozpuszczalników organicznych z 

rozpuszczalników organicznych z 

lakierni)

lakierni)

Rozdzielanie mieszanin 

Rozdzielanie mieszanin 

gazowych

gazowych

Oczyszczanie gazów odlotowych 

Oczyszczanie gazów odlotowych 

(mniejsze znaczenie, 

(mniejsze znaczenie, 

w porównaniu z metodami 

w porównaniu z metodami 

ab

ab

sorpcyjnymi)

sorpcyjnymi)

Przegląd 

Przegląd 

absorpcyjnych metod 

absorpcyjnych metod 

odsiarczania spalin

odsiarczania spalin

 

 

Podział

Podział

A) proste odpadowe

A) proste odpadowe

 – produkt 

 – produkt 

odsiarczania (mieszanina gipsu, 

odsiarczania (mieszanina gipsu, 

siarczynu wapnia i popiołu) wydalany 

siarczynu wapnia i popiołu) wydalany 

jest w całości na składowiska, do 

jest w całości na składowiska, do 

wypełnień górniczych lub do morza;

wypełnień górniczych lub do morza;

składowiska wymagają rekultywacji 

składowiska wymagają rekultywacji 

(!) 

(!) 

Podział

Podział

B) półodpadowe 

B) półodpadowe 

– produktem jest 

– produktem jest 

gips 

gips 

CaSO

CaSO

4

4

∙2H

∙2H

2

2

O

O

, który można 

, który można 

wykorzystać np. w budownictwie, 

wykorzystać np. w budownictwie, 

ale często jest składowany 

ale często jest składowany 

(mniejsze zagrożenie dla 

(mniejsze zagrożenie dla 

środowiska niż produkt odsiarczania 

środowiska niż produkt odsiarczania 

metodą odpadową)

metodą odpadową)

Podział

Podział

C) bezodpadowe

C) bezodpadowe

 – absorbent zostaje 

 – absorbent zostaje 

zregenerowany, a wydzielony SO

zregenerowany, a wydzielony SO

2

2

 

 

wykorzystuje się do produkcji H

wykorzystuje się do produkcji H

2

2

SO

SO

4

4

, 

, 

siarki elementarnej lub w innych 

siarki elementarnej lub w innych 

gałęziach przemysłu 

gałęziach przemysłu 

(najkorzystniejsze rozwiązanie)

(najkorzystniejsze rozwiązanie)

A) Metody odpadowe

A) Metody odpadowe

 

 

1). Metoda wodna

1). Metoda wodna

 – metoda historyczna; 

 – metoda historyczna; 

zastosowana w elektrowni węglowej w 

zastosowana w elektrowni węglowej w 

Londynie w latach trzydziestych XXw.; 

Londynie w latach trzydziestych XXw.; 

Gazy spalinowe przepłukiwano w 

Gazy spalinowe przepłukiwano w 

skruberach wodą alkaliczną wprost z 

skruberach wodą alkaliczną wprost z 

Tamizy, a po absorpcji produkty utleniano i 

Tamizy, a po absorpcji produkty utleniano i 

wprowadzano bez oczyszczania do rzeki (

wprowadzano bez oczyszczania do rzeki (

!

!

). 

). 

Skuteczność wysoka (95%), ale duża 

Skuteczność wysoka (95%), ale duża 

uciążliwość dla środowiska wodnego. 

uciążliwość dla środowiska wodnego. 

Elektrownię zamknięto dopiero w 1975r.

Elektrownię zamknięto dopiero w 1975r.

Metody odpadowe

Metody odpadowe

 

 

2) Wapniakowa odpadowa

2) Wapniakowa odpadowa

 – absorbentem 

 – absorbentem 

jest wodna zawiesina wapienia (wapniaka; 

jest wodna zawiesina wapienia (wapniaka; 

węglanu wapnia)

węglanu wapnia)

SO

SO

2

2

 + CaCO

 + CaCO

3

3

  =  CaSO

  =  CaSO

3

3

 + CO

 + CO

2

2

SO

SO

3

3

 + CaCO

 + CaCO

3

3

 + 2H

 + 2H

2

2

O =  

O =  

CaSO

CaSO

4

4

∙2H2O

∙2H2O

+ 

+ 

CO

CO

2

2

CaSO

CaSO

3

3

 

 

 + ½ O

 + ½ O

2

2

 + 2H

 + 2H

2

2

O = 

O = 

CaSO

CaSO

4

4

∙2H

∙2H

2

2

O

O

   

   

(zachodzi tylko częściowe utlenianie)

(zachodzi tylko częściowe utlenianie)

 

 

Metody odpadowe

Metody odpadowe

 

 

3). Wapienna odpadowa – 

3). Wapienna odpadowa – 

polega na myciu 

polega na myciu 

spalin mlekiem wapiennym (wodną 

spalin mlekiem wapiennym (wodną 

zawiesiną wodorotlenku wapnia):

zawiesiną wodorotlenku wapnia):

SO

SO

2

2

 + Ca(OH)

 + Ca(OH)

2

2

  =  CaSO

  =  CaSO

3

3

 +H

 +H

2

2

O

O

SO

SO

3

3

 + Ca(OH)

 + Ca(OH)

2

2

  + 2H

  + 2H

2

2

O =  

O =  

CaSO

CaSO

4

4

∙2H2O

∙2H2O

   

   

 

 

CaSO

CaSO

3

3

  + ½ O

  + ½ O

2

2

 + 2H

 + 2H

2

2

O = 

O = 

CaSO

CaSO

4

4

∙2H2O

∙2H2O

   

   

(utlenianie częściowe)

(utlenianie częściowe)

Metody odpadowe

Metody odpadowe

 

 

W metodach odpadowych (prostych) 

W metodach odpadowych (prostych) 

wapiennej i wapniakowej głównym 

wapiennej i wapniakowej głównym 

produktem odsiarczania jest CaSO

produktem odsiarczania jest CaSO

3

3

, który 

, który 

częściowo ulega utlenieniu do CaSO

częściowo ulega utlenieniu do CaSO

4

4

 w 

 w 

absorberach i w dalszej perspektywie na 

absorberach i w dalszej perspektywie na 

składowiskach. 

składowiskach. 

W tych metodach spaliny nie muszą być 

W tych metodach spaliny nie muszą być 

odpylane – w takim przypadku uzyskujemy 

odpylane – w takim przypadku uzyskujemy 

mieszaninę w/w soli oraz pyłu.  

mieszaninę w/w soli oraz pyłu.  

B). Metody półodpadowe

B). Metody półodpadowe

 

 

1.

1.

wapienna z produkcją gipsu

wapienna z produkcją gipsu

2.

2.

wapniakowa z produkcją gipsu

wapniakowa z produkcją gipsu

 

 

3.

3.

dwualkaliczna z produkcją gipsu

dwualkaliczna z produkcją gipsu

4.

4.

metoda z absorpcją w roztworze 

metoda z absorpcją w roztworze 

kwasu siarkowego

kwasu siarkowego

 (

 (

z produkcją 

z produkcją 

gipsu)

gipsu)

5.

5.

metoda półsucha (

metoda półsucha (

ang. 

ang. 

dry 

dry 

scrubbing)

scrubbing)

 

 

1) i 2) wapienna i 

1) i 2) wapienna i 

wapniakowa 

wapniakowa 

z produkcją gipsu

z produkcją gipsu

 

 

Reakcje takie jak w metodach 

Reakcje takie jak w metodach 

odpadowych z tym, że 

odpadowych z tym, że 

utlenianie

utlenianie

 

 

przeprowadza się niemal 

przeprowadza się niemal 

całkowicie

całkowicie

 w 

 w 

dodatkowym reaktorze, przez co 

dodatkowym reaktorze, przez co 

otrzymuje się tylko gips 

otrzymuje się tylko gips 

CaSO

CaSO

4

4

∙2H

∙2H

2

2

O

O

Wymagane jest dokładne odpylanie 

Wymagane jest dokładne odpylanie 

gazów (np. elektrofiltrami)

gazów (np. elektrofiltrami)

3). Dwualkaliczna z 

3). Dwualkaliczna z 

produkcją gipsu

produkcją gipsu

 

 

wykonuje się rozdzielenie procesów 

wykonuje się rozdzielenie procesów 

absorpcji i wytrącania osadów

absorpcji i wytrącania osadów

 

 

procesy te przeprowadza się w 

procesy te przeprowadza się w 

oddzielnych reaktorach

oddzielnych reaktorach

3). Dwualkaliczna …

3). Dwualkaliczna …

Absorpcja 

Absorpcja 

(prowadzona w absorberze):

(prowadzona w absorberze):

NaOH + SO

NaOH + SO

2

2

 = NaHSO

 = NaHSO

3

3

2 NaOH + SO

2 NaOH + SO

2

2

 = Na

 = Na

2

2

SO

SO

3

3

 + H

 + H

2

2

O

O

Na

Na

2

2

SO

SO

3

3

  + SO

  + SO

2

2

 + H

 + H

2

2

O = 2 NaHSO

O = 2 NaHSO

3

3

3). Dwualkaliczna…

3). Dwualkaliczna…

Utlenianie siarczynu i wytrącanie gipsu 

Utlenianie siarczynu i wytrącanie gipsu 

(w osobnym reaktorze)

(w osobnym reaktorze)

:

:

 

 

2NaHSO

2NaHSO

3

3

 + CaCO

 + CaCO

3

3

  = Na

  = Na

2

2

SO

SO

3

3

 + CaSO

 + CaSO

3

3

 + 

 + 

H

H

2

2

O + CO

O + CO

2

2

      lub

      lub

2NaHSO

2NaHSO

3

3

 + Ca(OH)

 + Ca(OH)

2

2

  = Na

  = Na

2

2

SO

SO

3

3

 + CaSO

 + CaSO

3

3

 + 

 + 

2H

2H

2

2

O

O

CaSO

CaSO

3

3

  + ½ O

  + ½ O

2

2

 + 2H

 + 2H

2

2

O =  

O =  

CaSO

CaSO

4

4

∙2H

∙2H

2

2

O

O

   

   

(całkowite utlenianie i wytrącenie gipsu)

(całkowite utlenianie i wytrącenie gipsu)

 

 

3). Dwualkaliczna…

3). Dwualkaliczna…

 

 

Powstały gips dekantuje się, płucze 

Powstały gips dekantuje się, płucze 

i suszy;

i suszy;

 

 

Roztwór Na

Roztwór Na

2

2

SO

SO

3

3

 zawraca się do 

 zawraca się do 

absorbera (odtworzenie 

absorbera (odtworzenie 

absorbentu).

absorbentu).

4). Metoda z absorpcją w 

4). Metoda z absorpcją w 

roztworze kwasu 

roztworze kwasu 

siarkowego

siarkowego

 

 

 

 

SO

SO

2

2

  dobrze rozpuszcza się roztworze kwasu 

  dobrze rozpuszcza się roztworze kwasu 

siarkowego reagując z wodą:

siarkowego reagując z wodą:

SO

SO

2

2

 + H

 + H

2

2

O = H

O = H

2

2

SO

SO

3

3

powstały kwas siarkawy utlenia się do 

powstały kwas siarkawy utlenia się do 

siarkowego:

siarkowego:

H

H

2

2

SO

SO

3

3

 + ½ O

 + ½ O

2

2

 + /katalizator/ = H

 + /katalizator/ = H

2

2

SO

SO

4

4

a ten zobojętnia się do gipsu:

a ten zobojętnia się do gipsu:

H

H

2

2

SO

SO

4

4

 + CaCO

 + CaCO

3

3

 + H

 + H

2

2

O  =  

O  =  

CaSO

CaSO

4

4

∙2H

∙2H

2

2

O

O

 + CO

 + CO

2

2

 

 

5). Metoda półsucha

5). Metoda półsucha

 

 

Metoda nowatorska, oparta jest na 

Metoda nowatorska, oparta jest na 

wykorzystaniu tzw. suszarki 

wykorzystaniu tzw. suszarki 

rozpyłowej.

rozpyłowej.

Rozpylona w atomizerach zawiesina 

Rozpylona w atomizerach zawiesina 

lub roztwór absorbenta (CaCO

lub roztwór absorbenta (CaCO

3

3

, 

, 

Ca(OH)

Ca(OH)

2

2

 itp.) kontaktuje się w suszarce 

 itp.) kontaktuje się w suszarce 

z gorącymi gazami spalinowymi. 

z gorącymi gazami spalinowymi. 

5). Metoda półsucha

5). Metoda półsucha

 

 

Reakcje zachodzą szybko: 

Reakcje zachodzą szybko: 

głównie: SO

głównie: SO

2

2

 + Ca(OH)

 + Ca(OH)

2

2

  =  CaSO

  =  CaSO

3

3

 

 

+H

+H

2

2

O

O

Woda ulega odparowaniu. 

Woda ulega odparowaniu. 

Powstałą suchą mieszaninę 

Powstałą suchą mieszaninę 

poreakcyjną wraz z pyłem usuwa się w 

poreakcyjną wraz z pyłem usuwa się w 

odpylaczach, najlepiej tkaninowych.

odpylaczach, najlepiej tkaninowych.

C). Metody bezodpadowe 

C). Metody bezodpadowe 

(regeneracyjne)

(regeneracyjne)

 

 

1.

1.

Wellmana-Lorda

Wellmana-Lorda

 

 

2.

2.

Magnezytowa

Magnezytowa

 

 

3.

3.

Amoniakalna

Amoniakalna

 

 

1). Wellmana-Lorda

1). Wellmana-Lorda

Oczyszczane gazy muszą być dokładnie 

Oczyszczane gazy muszą być dokładnie 

odpylone;

odpylone;

sorbentem jest wodny roztwór  Na

sorbentem jest wodny roztwór  Na

2

2

SO

SO

3

3

 (pH= 

 (pH= 

6÷7):

6÷7):

Na

Na

2

2

SO

SO

3

3

  + SO

  + SO

2

2

 + H

 + H

2

2

O = 2NaHSO

O = 2NaHSO

3

3

proces absorpcji prowadzi się w absorberach

proces absorpcji prowadzi się w absorberach

1). Wellmana-Lorda

1). Wellmana-Lorda

 

 

Regeneracja polega na termicznym 

Regeneracja polega na termicznym 

rozkładzie w wyparkach:

rozkładzie w wyparkach:

 

 

2NaHSO

2NaHSO

3

3

  =  Na

  =  Na

2

2

SO

SO

3

3

  + SO

  + SO

2

2

 + H

 + H

2

2

O

O

  

  

(w roztworze wodnym)

(w roztworze wodnym)

 

 

Uzyskany SO

Uzyskany SO

2

2

 wykorzystuje się np. 

 wykorzystuje się np. 

do produkcji H

do produkcji H

2

2

SO

SO

4

4

2). Magnezytowa

2). Magnezytowa

idea podobna, tylko absorbentem 

idea podobna, tylko absorbentem 

jest wodna zawiesina MgO:

jest wodna zawiesina MgO:

MgO + SO

MgO + SO

2

2

 + nH

 + nH

2

2

O  =  

O  =  

MgSO

MgSO

3

3

∙nH

∙nH

2

2

O

O

   

   

gdzie n= 3 lub 6

gdzie n= 3 lub 6

2). Magnezytowa

2). Magnezytowa

Regeneracja polega na prażeniu 

Regeneracja polega na prażeniu 

wytrąconych siarczynów:

wytrąconych siarczynów:

MgSO

MgSO

3

3

∙nH

∙nH

2

2

O  =  MgO + SO

O  =  MgO + SO

2

2

 + nH

 + nH

2

2

O  

O  

(800-1000

(800-1000

o

o

C) 

C) 

3). Amoniakalna

3). Amoniakalna

 

 

odpylone gazy przepłukuje się wodą 

odpylone gazy przepłukuje się wodą 

amoniakalną; zachodzą głownie reakcje:

amoniakalną; zachodzą głownie reakcje:

SO

SO

2

2

 + 2 NH

 + 2 NH

3

3

 + H

 + H

2

2

O  = (NH

O  = (NH

4

4

)

)

2

2

SO

SO

3

3

(NH

(NH

4

4

)

)

2

2

SO

SO

3

3

 + ½ O

 + ½ O

2

2

  =  (NH

  =  (NH

4

4

)

)

2

2

SO

SO

4

4

CO

CO

2

2

 + 2 NH

 + 2 NH

3

3

 + H

 + H

2

2

O  = (NH

O  = (NH

4

4

)

)

2

2

CO

CO

3

3

Powstały siarczan amonu jest cennym 

Powstały siarczan amonu jest cennym 

nawozem azotowym. Zawiera też ok. 3-

nawozem azotowym. Zawiera też ok. 3-

5% węglanu amonu. 

5% węglanu amonu. 

Podsumowanie

Podsumowanie

Obecnie opracowanych jest około stu 

Obecnie opracowanych jest około stu 

metod odsiarczania spalin

metod odsiarczania spalin

Najlepsze to metody bezodpadowe 

Najlepsze to metody bezodpadowe 

(regeneracyjne) ze względu na brak 

(regeneracyjne) ze względu na brak 

odpadów, które trzeba by było 

odpadów, które trzeba by było 

składować

składować

Gdzie się stosuje? – duże jednostki 

Gdzie się stosuje? – duże jednostki 

ciepłownicze i elektrociepłownie

ciepłownicze i elektrociepłownie