Tehnologii de protecție a atmosferei - zincare

Cap.1. TEMA DE PROIECTARE

Să se întocmească proiectul de inginerie tehnologică pentru purificarea unui efluent gazos cu continut de HCI rezultat de la o secţie de zincare acidă prin absorbţie în apă.

Se dau urmatoarele date de proiectare :

1. presiunea de lucru in coloana de absorbţie: p = 1 atm ;

2. debitul volumic de amestec gazos, MV = 3500 m3/h ;

3. concentraţia HCl în amestecul gazos iniţial, y1 = 425 mg/m3 ;

4. gradul de separare al amestecului, η = 93,9 % ;

5. coeficientul de exces al absorbantului, β = 1,3 ;

6. concentraţia iniţială a HCl în absorbant, 0% ;

7. temperatura absorbantului la intrare, t = 20 °C ;.

Cap.2. SURSE DE POLUARE

2.1. Procesul tehnologic de zincare slab acidă

Fluxul tehnologic al procesului de acoperire metalica prin zincare constă în trecerea succesivă a pieselor metalice prin nouă băi, în care se desfăşoară următoarele operaţii :

Fig. 1.Fluxul tehnologic de zincare.

a) Degresarea chimică se realizează cu soluţii alcaline, puternic tensioactive, la t = 50 - 60 °C. Este urmată de spălare, apa de spălare fiind evacuată periodic în bazinul de captare.

Baia de degresare are 2 compartimente :

- unul de degresare propiu-zisă

- unul de spălare

b) Decaparea se face cu soluţie HCl 20-30%, durata operaţiei fiind în funcţie de calitatea pieselor supuse zincării. Piesele decapate trec la spălare. Apele de spălare se evacuează periodic în bazinul de colectare. Baile sunt prevăzute cu cu hote de captare prin care gazele sunt captate în sistemul de ventilaţie.

c) Zincarea se realizează prin electroliză în soluţie slab acidă. Anozii formaţi din Zn pur sunt amplasaţi pe părţile laterale ale băii de zincare, iar piesele supuse zincării se suspendă pe bara catodică situată central pe baie. Omogenizarea soluţiei din baie se face prin barbotarea soluţiei cu aer comprimat.

d) Pasivarea se realizează prin cromare cu reactiv specific în mediu de HNO3. Operaţia oferă o nuanţă de albastru strălucitor şi o bună rezistenţă la coroziune.

Toate băile sunt prevăzute cu sisteme de captare a gazelor, gaze care sunt aspirate de un ventilator şi trimise unui sistem de epurare a efluentului. Apele din toate fazele de spălare se recoltează în bazine.

Atelierul de zincare este sursă de poluare atât pentru ape, cât şi pentru aer. Poluanţii conţinuţi în efluentul gazos al atelierului pot fi compuşi ai băilor de degresare, decapare şi pasivare, care au o tensiune de vapori ridicată şi o concentraţie mai mare în fază lichidă. Acidul clorhidric este principalul poluant conţinut în efluentul gazos.

2.2. Proprietăţi ale compuşilor efluentului gazos (aer si HCl)

a) Proprietăţile aerului [M Surpaţeanu - Chimia mediului, 1999]:

Aerul este un amestec de gaze a căror compoziţie se menţine aproximativ constantă (tabelul 1) :

N2 ~ 78,09 H2 ~ 5 x 10-5

O2 ~ 20,95 He ~ 5,2 x 10-4

Ar ~ 0,93 Ne ~1,8 x 10-3

CO2 ~ 0,03 Kr ~ 1 x 10-4

Xe ~ 9 x 10-6

Tabelul 1. Structura chimica a aerului

Caracteristicile fizico-chimice ale aerului se raportează la condiţii normale reprezentate de o temperatură de 00 C şi presiune de 760 mm Hg. În această stare, volumul ocupat de 1 mol de aer (volumul molar, Vm) este de 22,414 cm3.

- Masa moleculară a aerului curat , Maer ,calculată pe baza fracţiilor volumice şi a maselor moleculare ale gazelor componente este 28,966 g/mol.

Maer = Σ Mg ∙Xg Mg – masa molecular a unui gaz component

Xg – fractia volumica a gazului din aer

- Densitatea aerului (greutatea specifică), în condiţii normale este:

Maer = 28,966 g/mol ; Vm = 22,414 L/mol => = 1,293 g/L