Скрубберы для очистки газов что это

Скрубберы для очистки газов что это

Скрубберы — аппараты для мокрой очистки газов

Что такое скруббер, принципы работы скруббера

Скруббер — аппарат, предназначенный для очистки газа от различных примесей при помощи промывки газовой среды жидкостью (как правило, это вода).

Сферы применения данного устройства:

Как работает скруббер?

В основе скрубберного процесса метод мокрой очистки — газовая среда в рабочей камере смешивается с водой или иной технической жидкостью, в результате капли воды обволакивают частицы пыли или другого загрязнения, после чего чистый газ уходит в атмосферу, а отработанная вода сливается из рабочей камеры.

Благодаря такому принципу действия, «мокрый скруббер» может очищать газ до 99%.

Основные части любого скруббера:

Рабочая камера различной формы (как правило, цилиндрической);

Два патрубка — для подачи грязной и для выхода чистой газовой смеси;

Различные виды насадок (решетки, провальные тарелки и т.д.) — то, чем заполнен скруббер;

Отвод для слива отработанной жидкости — шлама.

Виды скрубберов

Скрубберы различаются по принципу работы — от этого зависят размеры и производительность скрубберов.

Основные типы скрубберов:

Тарельчатый (который в свою очередь делится по принципу работы на пенный и барботажный).

Скруббер с насадкой

В корпусе такого газоочистителя устанавливаются специальные насадки, которые позволяют улучшить качество работы аппарата.

Применение насадок позволяет увеличить площадь контакта газа и очистительной жидкости, как следствие, качество очистки газовой среды у подобных устройств выше.

При этом, насадка увеличивает гидравлическое сопротивление газов. Кроме того, насадка быстро загрязняется, что ограничивает применение насадочного скруббера. Также применение насадок усложняет конструкцию, что делает разборку и ремонт более проблематичными.

Схема насадочного скруббера:

Скруббер Вентури

Подобный тип газоочистителя представляет собой две конусообразные секции, соединенные узкой горловиной. Поток газа движется из верхней секции в нижнюю, встречая поток жидкости в горловине.

В основе работы эжекторного скруббера лежит уравнение Бернулли — с уменьшением поперечного сечения секции увеличивается скорость газа, достигая максимальной скорости в горловине, где, благодаря эффекту турбулентности, поток газа разбивает струю воды на множество мелких капель, которые улавливают мелкие частицы, тем самым очищая газ.

Недостатком подобного аппарата является быстрый износ стенок секций, которые постоянно подвергаются разрушительному воздействию газа на высокой скорости.

Схема скруббера Вентури

Полые скрубберы

Такой вид аппарата представляет из себя полую емкость, с установленными внутри форсунками, через которые подается вода. Газовая смесь подается через патрубок внизу скруббера, проходит через водяную завесу и очищается. Чистый газ выходит через патрубок в верхней части емкости, а отработанная вода стекает в специальную емкость, после чего выводится в канализацию.

Схема полого скруббера

Тарельчатые скрубберы

В подобном типе скруббера газ взаимодействует с жидкостью на горизонтально расположенных тарелках внутри полой емкости. При небольших пропускных скоростях (до 1 м/с), газовая смесь барботирует в виде пузырьков, при больших скоростях (до 2 м/с) начинает образовываться пена. Соответственно, тарельчатые скрубберы по принципу работы делятся на барботажные и пенные.

Схема тарельчатого скруббера

Барботажные скрубберы

В таких газоочистительных аппаратах газовая смесь проходит в виде пузырьков через пласт жидкости. Этот способ очистки эффективен против крупных частиц из-за большой площади контакта газа с очищающей жидкостью. Однако, недостатком такого агрегата является низкая производительность за счет ограничений скорости потока газа.

Схема барботажного скруббера

Пенные скрубберы

Разновидность тарелочного скруббера, в котором газ, взаимодействуя с очищающей жидкостью на провальных тарелках, образует пенный слой, который и улавливает загрязнение. Пенные скрубберы более эффективны, нежели барботажные за счет большей скорости потока газа.

Схема пенного скруббера:

Центробежные скрубберы ВТИ (Всесоюзного теплотехнического института)

Принцип работы этого аппарата следующий: газовая среда подается через наклонный патрубок внизу конструкции, форсунки в верхней части скруббера подают воду, которая образует пленку на стенках емкости. Эта пленка собирает загрязнение и вместе с ним стекает вниз в отстойник.

К преимуществам центробежного форсуночного скруббера относится высокая степень очистки (от 80 до 99%). К недостаткам относиться большой расход воды и быстрый износ стенок скруббера.

Схема центробежного скруббера

Расчет скруббера

Пример расчета для полого безнасадочного скруббера

1. Для начала необходимо составить уравнение теплового баланса, для которого в свою очередь необходимо знать исходные параметры, а именно:

Начальная, а также конечная температура воды в °С (обозначаются в уравнении t′₂ и t»₂ соответственно);

Расход сухого газа кг/с, обозначается G₁;

Влагосодержание сухого воздуха, d, в г/кг, или же температура газа t′1, измеряется в °С;

Энтальпия газа на входе в скруббер, в кДж/кг сухого воздуха, обозначается как I₁.

Итоговое уравнение изменения тепловой энергии выглядит как:

G₂ — это расход воды на охлаждение, измеряется в кг/с;

I₂ — это размер энтальпии воздуха на выходе из скруббера, измеряется в кДж/кг сухого воздуха;

При расчете низкотемпературных газожидкостных скрубберов Q_п (потери тепла в окружающую среду) можно пренебречь.

2. Приращение или убыль воды в ходе процесса тепломассообмена рассчитывается по формуле:

Теплообмен рассчитывается по формулам:

V_а — активная площадь аппарата, измеряется в м 3 ;

∆t — температурный напор, измеряется в °С;

F — поверхность капель в объеме скруббера, измеряется в м 2 /м 3 ;

φ — коэффициент несовершенства процесса тепло- и массообмена;

α — коэффициент теплообмена поверхности капли, измеряется в Вт/(м 2 ·К);

k_υ— коэффициент теплообмена объема скруббера, измеряется в Вт/(м 3 ·К);

3. Расчет диаметра скруббера осуществляется по формуле:

При этом показатель средней скорости потока газа w берется как константа и составляет 0,8-1,5 м/с.

4. Расчет размеров капли воды или очищающей жидкости напрямую зависит от типа используемых форсунок, наиболее часто используемое давление — (5-10)*10 5 Па или больше.

Формула расчета диаметра капли выглядит следующим образом:

ψ — специальный коэффициент, который зависит от используемой жидкости (так для воды равен 2,5 при σ = 0,073 Н/м);

σ_ж — поверхностное натяжение, измеряется в Н/м;

w_c — скорость выхода жидкости из форсунки, измеряется в м/с, среднее значение 75-150 м/с;

5. Производительность форсунки рассчитывается по формуле:

f_ф — размер сечения форсунки, измеряется в см 2 ;

u_p — коэффициент расхода (может быть от 0,6 до 0,75)

P — давление жидкости в форсунке, измеряется в Па.

6. Количество форсунок рассчитывается по следующей формуле:

Где G₂ — это расход воды, а V_ф — это производительность отдельной форсунки.

6. Мощность, которая необходима для продувания газа через скруббер рассчитывается по формуле:

∆р_г — сопротивление аппарата, которое рассчитывается опытным путем, измеряется в Н/м 2 ;

φ₁ — коэффициент запаса, составляет 1,05 — 1,15.

Технические характеристики скруббера

Основные технические характеристики скруббера:

Источник

Скрубберы: принцип работы, устройство и характеристики

Промышленные скрубберы — эффективные устройства для мокрой очистки газов. Можно также встретить такое название скрубберов, как газопромыватель, мокрый пылеуловитель.

Скрубберы используются в промышленности для очистки дымовых газов от пыли, запахов, серосодержащих соединений, от частиц пыли не органических соединений, от фенола и формальдегида, аэрозолей, паров, смесей кислот и т.д.

Типы скрубберов

К мокрым пылеулавливателям относят такие виды:

Полый или форсуночный скруббер широко используется как для очистки газов от достаточно крупных частиц пыли, так и для охлаждения газов. Аппарат представляет собой колонну круглого или прямоугольного сечения, в которой осуществляется контакт между очищаемыми газами и каплями жидкости, распыляемой форсунками.

Тарельчатый барботажный или пенный скруббер — сложное устройство мокрой очистки воздуха. Тарельчатые барботажные скрубберные установки могут быть с провальными тарелками и с переливными тарелками. Корпус фильтра обычно разборный. Принцип работы такой: тарелки (щелевые или дырчатые) поливаются жидкостью. Образующаяся на них пена захватывает частицы пыли. Удаление из аппарата происходит в виде шлама.

Насадочные газопромыватели — колонны, заполненные насадками различной формы. Эти устройства рекомендуется применять только при улавливании хорошо смачиваемой пыли. Особенно, когда процессы улавливания пыли сопровождаются охлаждением газов или абсорбцией.

Скруббер Вентури — газопромыватель состоит из труб, в которые под высоким напором поступают газ и жидкость. Капли жидкости захватывают твердые частицы и вместе с ними оседают в каплеуловитель.

Источник

Скрубберы для очистки газов что это

Скруббер — эффективное устройство для очистки воздуха. По мере развития технологий и увеличения выбросов в окружающую среду человечество закономерно двигалось к созданию эффективных аппаратов газоочистки, одним из плеяды которых является скруббер – система пылегазоулавливания, востребованная в широком кругу производственных и перерабатывающих предприятий.

Этимология термина скруббер «Scrubber»

Термин «scrubber» в русском языке часто относят к английскому происхождению, но если этимологически взглянуть на него чуть детальнее, можно проследить, что он восходит к нижненемецкому слову «schrobben» (первое упоминание зафиксировано в 16-ом веке), что означает «соскабливание, удаление, обработка, отмывание».

Таким образом, устройство скрубберных систем, фактически, полностью коррелирует со средневековым понятием: конструкция представляет собой технологический аппарат для очищения, т.н. «промывания» газовоздушных сред, отсечения от рабочего потока механических и химических фракций, примесей, взвесей.

Базовые элементы конструкции

Типично, скруббер состоит из следующих частей (может незначительно варьироваться в зависимости от назначения и особенностей эксплуатации):

принцип действия скруббера

Полые и насадочные скрубберы

Многие интернет-ресурсы вводят читателей в заблуждение, пытаясь употребить ключевые слова, сопутствующие скруббингу газов, таким образом, чтобы максимально удовлетворить потребности поисковых систем, но не своих посетителей (или возможных Клиентов).

Давайте наглядно и просто разъясним, что же скрывается под определениями «полый» и «насадочный» скруббер.

Все аппараты для мокрой очистки газов, фактически, представляют собой пустотелые очистительные колонны (башни, англ. «tower») прямоугольного, квадратного или круглого сечения (в плане). Могут быть полыми, безнасадочными (пылеуловитель Вентури, орошаемый циклон) или заполненными сорбционными телами.

Насадки

Что касается насадок, то и здесь многие изготовители пытаются лукавить, включая в описание моделей газопылеуловителей это определение без какой-либо конкретики. Каждый скруббер, имеющий в рабочей зоне какие-либо пылегазоулавливающие наполнители, – насадочный.

Абсорбционные наполнители (в химической отрасли они именуются насадками), как правило, представляют собой керамические, углеграфитовые, стальные, пластиковые, деревянные кольца, полукольца, хорды, а также другие геометрические фигуры и пористые тела с небольшим объемом и большой удельной поверхностью.

_{Насадки — кольца Рашига}

Отличие лишь в количестве и качестве уровней (ярусов) очистки, которые в соответствующих моделях представлены наполнителями различных свойств (плитками, кольцами Рашига, розетками Теллера, спиралями Левина и др).

_{Керамические шары — наполнитель для камеры (или отдельного яруса) устройства мокрой очистки}

Наполнитель может быть уложен геометрически правильным паттерном (регулярная насадка) или навалом (нерегулярная). Иногда разумно изготовление комбинированных моделей.

Насадочный скруббер, в силу его основного назначения, заключающегося в сорбции нежелательных примесей и химических соединений, правильнее называть абсорбером.

Теперь Вы знаете, что для формирования адекватного запроса требуется более «узко» указывать интересующую Вас газоочистную систему, особенности характера загрязнений, величину дисперсности, химический состав и т.д.

Основные типы скрубберов, характеристики и принципы действия

Принцип работы скруббера был – в общем понимании и практическом приложении – разработан еще в начале-середине 19-го века.

Мокрое пылеулавливание осуществляется за счет электростатических и диффузионных сил, возникающих, так или иначе, как результат турбулентности очищаемого потока.

Газовоздушная среда подается в нижнюю часть скруббера по входному патрубку. Поднимаясь по корпусу устройства под действием давления, загрязненный газ или воздух встречает на своем пути один или несколько оросительных ярусов, которые путем форсуночного распыления воды (или химических реагентов, сорбентов) различными способами осаждают нежелательные или вредные примеси. Одновременно с очисткой происходит охлаждение потока.

Очищенный и охлажденный газовоздушный поток выходит через верхние отводы и может быть либо вновь направлен в технологический узел, либо просто выходить в рабочее помещение или во внешнюю среду.

Шлам, осажденный в отстойнике, может быть повторно использован в технологическом цикле или утилизирован иным образом.

Исполнения: горизонтальные, наклонные и вертикальные (для оптимизации или экономии рабочих пространств). Объемы камер – от десятков кубических сантиметров до десятков кубических метров.

Внимание: степень очистки аппаратов достигает 99.9%!

Принцип функционирования скруббер Вентури

Открытый в 1740-ом году закон Бернулли обосновал и показал, что когда поток жидкой или газообразной среды проходит через сужающееся сечение трубы (в данном случае – корпуса агрегата), его давление падает, а скорость – пропорционально возрастает.

Именно это уравнение Бернулли, (а также открытый на его базисе эффект Вентури), и легли в основу принципиальной схемы одноименного мокрого скруббера.

Этот же метод лежит в основе принципа действия скоростного газопромывателя, в котором поток разгоняется до скоростей в 150 м/с и выше прохождением через т.н. сопло Лаваля.

Газовые или воздушные среды аэродинамически разгоняются в трубке Вентури за счет перепада диаметров сечений трубы и сталкиваются с распыляемой водой или иной промывочной жидкостью. Высокая скорость и турбулентность потока, возникающего в узкой части трубы Вентури, способствует эффективному взаимодействию и осаждению средне- и крупнодисперсных примесей на частички аэрозоля.

После того, как аэрозоль с «захваченными» им взвесями и примесями поступает в расширяющееся сечение корпуса устройства, скорость потока падает, а микрочастички аэрозоля формируют более крупные капли. Капли задерживаются сепаратором (каплеуловителем), а очищенный поток выходит из пылеуловителя через верхние отводы.

Осажденный в коллекторе шлам, в зависимости от состава и технологической пригодности, может быть утилизирован или вновь направлен в производственный цикл посредством системы рециркуляции.

Нередко отстойники оснащаются специальными поплавками для контроля уровня заполненности коллектора шламом, а также системами аварийного отключения.

Скрубберные системы Вентури особенно эффективны в качестве первичных степеней пылегазоочистки.

Востребовано использование этого принципа и в горном деле, добыче золота, промывке песков, гравитационном обогащении полезных ископаемых. Агрегаты такого типа представляют серию барабанных скрубберов «бутара» (от. лат. «butarium» – барабан).

Барботажный скруббер

Барботаж (от. фр. «barbotage» — «смешивание») – процесс пропускания загрязненной газовой парообразной или воздушной среды через слой жидкости (пены).

Барботажные (пенные) модели скрубберных аппаратов представляют собой чуть более продвинутые устройства. Корпус, как правило, разборный. Оросительные ярусы представлены т.н тарелками (барботерами), имеющими множество микроотверстий (сквозных пор), и блоками центробежных форсунок.

Оросительные форсунки в данном типе скруббера работают не только на создание пылеулавливающего аэрозоля, но и на формирование барботажной пены, образующейся посредством гравитационного осаждения реагирующих сред на барботерах (тарелках).

Аэрозоль, непрерывно осаждающийся на барботажных тарелках, образует стойкий пенный слой, который – благодаря широкому межфазному перепаду – способствует активному и глубокому химическому контакту промываемой среды с абсорбентом.

_{Виды форсуночных распылителей}

Область применения — нейтрализация и очистка химически активных (пылевых и газовых) примесей на предприятиях химической отрасли (гальваника, синтетика, пищепром, добыча углеводородов).

Очистные установки показывают великолепные характеристики в улавливании мелко- и нанодисперсных загрязнителей химической и механической природы.

Орошаемый циклон

Циклонное пылеулавливание – одно из самых доступных технологических решений для задержки и деактивации пылевых взвесей. Традиционный циклонный пылеуловитель сухого действия снижает уровень выбросов за счет центробежного (вихревого) соударения частиц с корпусом аппарата и последующего скатывания их по стенкам вниз, в коллекторный бункер.

Орошаемый циклон действует так же, с той лишь разницей, что корпус устройства изнутри опыляется соплами форсунок и покрывается тонкой пленкой жидкости, с большей эффективностью задерживающей микрочастицы, – пыль, опилки, помольные взвеси и прочие нежелательные продукты производств.

Орошаемый циклон обычно, (но не обязательно), имеет открытый корпус. Очищенный воздух беспрепятственно покидает конструкцию через верхний патрубок; шлам под действием гравитации скатывается по мокрым стенкам в коллектор. Преимущественно используется для нейтрализации крупнодисперсных, тяжелых частиц (свыше 50 мкм).

Для стойкости к повышенной коррозии и механическому истиранию стенок корпуса внутренние рабочие поверхности подвергаются т.н. футеровке – нанесению дополнительных покрытий для увеличения срока службы и высокой механической или химической стойкости к конкретной рабочей среде.

Полусухие и сухие скрубберы, распылительная сушка

Наряду с аппаратами мокрой газоочистки, которые распространены существенно шире, существуют и т.н. сухие или полусухие скрубберрные установки.

Иногда влажная среда в таких устройствах номинально не присутствует вовсе, хотя, мокрая компонента в некоторой степени, все же, участвует в процессе очистки. Впрочем, содержание жидкости настолько мало, что она полностью испаряется с газом или воздухом, не успевая образовать конденсат.

Сухой скруббинг эффективно нейтрализует кислые газы (оксиды серы SO₂, пары HCl, углекислый газ), образующиеся преимущественно в результате сгорания твердых бытовых отходов и в процессах сероочистки на нефтегазодобывающих заводах.

Эти устройства, которые также называют аппаратами распылительной сушки, реализуют способ удаления примесей из газовоздушных потоков с температурой до 300 градусов по Цельсию и часто используются в сухой пищевой и фармацевтической промышленностях.

Отходы скрубберов

Важной особенностью работы пылеуловителя является то, что в процессе очистки нежелательные примеси, фактически, никуда не исчезают, а лишь «извлекаются» из проходящего загрязненного потока и концентрируются в жидкий раствор, пасту или сухой порошок.

Зачастую отходы скрубберов также нужно с осторожностью утилизировать: содержимое коллекторов после обработки ртутных руд, к примеру, должно быть надежно захоронено в специальном ртутном могильнике.

Но нельзя не принять во внимание и положительные аспекты. Скрубберы, очищающие выбросы электростанций, в качестве выходных отходов образуют синтетический гипс высокого качества, который с успехом используется для изготовления гипсокартона и других стройматериалов. И это далеко не единственный пример рациональной утилизации шламов.

Важность и своевременность техобслуживания

Несвоевременное техническое обслуживание воздушного скруббера, особенно в рамках его использования в качестве ступени промышленной вентиляции, может привести к появлению и стремительному размножению потенциально опасных бактерий.

Так, в 2005 году в Норвегии произошла вспышка опасного легионеллеза, унесшая жизни 10 человек. Еще 50 рабочих тяжело перенесли болезнь, но выжили. Причиной инфекции послужило халатное отношение к чистке скрубберов на производстве.

Классификация скрубберов по гидравлическому сопротивлению

В международной классификации, (действующей и в России), скрубберные установки подразделяются на 3 мощностных категории:

Достоинства скрубберов

Среди очевидных преимуществ следует отметить следующие:

Недостатки

Не обходятся данные аппараты и без некоторых минусов:

Все оборудование для очистки воздуха входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ).

Источник

Скруббер, типы, устройство, схема, принцип работы и характеристики мокрых фильтров для очистки воздуха от газов, пыли и дыма

Скруббер – промышленный аппарат мокрой очистки воздуха от пыли, дыма и газов

Изготовитель пылеулавливающего и газоочистного оборудования ООО «НПО «Центр ШВ» предлагает к рассмотрению типов, устройства, характеристик и принципов работы такой класс мокрых пылегазоуловителей как скруббер.

Определение скрубберного фильтра и этимология термина

Слово «скруббер», фактически, является английским термином «scrubber», написанным на русский манер, и происходит от глагола «scrub», что означает «чистить», «скрести», «отмывать», «промывать».

Скруббер – это промышленный аппарат для мокрой очистки воздуха от пылевых и / или дымовых и газовых выбросов.

Мокрым фильтр называется потому, что основным функтором, осуществляющим задержание или нейтрализацию нежелательных примесей, является жидкость – вода или абсорбент (активный раствор).

Жидкость может быть представлена в пылегазоуловителе в различных «ипостасях»:

Схематичное устройство и принцип работы форсунчатого скруббера

Несмотря на значительные отличия в устройстве и принципах работы скрубберов различных типов, можно представить общую технологическую схему аппарата – для понимания фундаментальных основ его работы.

Принципиальная схема работы мокрого пылегазоуловителя

Среди ключевых и опциональных элементов пылегазоуловителя следующие:

Отличие скруббера от абсорбера и циклона

Неискушенные в технике представители человечества часто задают вопрос: чем скруббер отличается от абсорбера, от циклона? Проясним этот момент.

Если подходить к вопросу об отличиях технически точно, то скрубберы являются «пылеулавливающим» подтипом абсорберов, которые, в свою очередь, относятся к аппаратам, осуществляющим процесс сорбции – захвата, растворения одного вещества в другом (или взаимной химической нейтрализации, т.н. хемосорбции).

В истинном понимании абсорберы относятся не к пылеуловителям, а к оборудованию химической очистки газов и воздуха, и часто под абсорберами – если нет иного уточнения – подразумеваются колонные абсорбционные аппараты со стационарной насадкой (о них ниже на странице).

Что же до циклона, то одной из разновидностей агрегатов, утилизирующих принцип завихрения среды, являются т.н. мокрые циклоны. Их главное отличие от сухих аналогов заключается в наличии в рабочей камере распылительного блока. Подробнее – ниже на странице.

Назначение и сферы применения скрубберов

Основное назначение скрубберов – промышленная очистка воздуха от пыли (аспирация и вентиляция), но возможность заправки активных абсорбентов в циркуляционный контур устройств также делает возможной (и эффективной) очистку воздуха от газов / сепарацию газов.

Чудовищные выбросы промышленного предприятия

Использование жидкости в качестве фильтрующей среды по умолчанию делает скрубберные пылегазоуловители наиболее рациональными устройствами для мокрой очистки дымовых газов, в том числе с высоким содержанием механических загрязнителей (пыли, копоти, пепла, сажи, золы).

Рассмотрим таблицу применимости скрубберных и абсорбционных фильтров в современной промышленности.

Перечень поллютантов / Назначение

Башенные, колонные и горизонтальные скрубберы

Что касается ориентации скрубберных фильтров, то они могут быть выполнены как в виде колонн / башен, так и в виде горизонтальных моделей.

Горизонтальный мокрый пылегазоуловитель насадочного типа

Прямоугольные или круглые колонные скрубберы могут принадлежать к любому типу (полые, пенные, насадочные и подвижно-насадочные аппараты); горизонтальными скрубберы изготавливаются тогда, когда это необходимо для наделения аппаратов повышенной компактностью, но не в ущерб эффективности, (так, к примеру, отличную результативность газоочистки и дымоочистки показывают горизонтальные абсорберы со стационарной насадкой – при скромных габаритах устройства).

Колонный аппарат от «НПО «Центр ШВ», этап отгрузки Заказчику

Сухой и полусухой скруббинг

В рамках широкого освещения типов и принципов работы скрубберов стоит упомянуть и такой экспериментальный технологический процесс как сухой полусухой / скруббинг.

При скруббинге сухого или полусухого типа абсорбент или влага также играют ключевую роль в задержании нежелательных примесей, но особенность в том, что условия среды (давление, скорость и температура) не позволяют абсорбенту конденсироваться в заметные глазу образования, поэтому визуально кажется, что газоочистка идет на сухом базисе.

Данные технологии не нашли широкого применения в промышленности и ограниченно применяются для узких, специфических задач.

Типы скрубберов

Рассмотрим подробнее типы скрубберных установок, особенности устройств и базовые принципы их работы.

Полый распылительный скруббер (орошаемый циклон с падающей пленкой)

Пожалуй, одним из наиболее простых аппаратов пыле- и газоочистки, который можно отнести к мокрым скрубберам, является полый орошаемый циклон вихревого действия.

Его устройство и принцип действия в фундаментальных чертах совпадает с сухим циклонным пылеуловителем, но мокрый циклон, вдобавок, оснащен форсуночной секцией, распыляющей внутри рабочей камеры воду или абсорбент.

Загрязненная среда подводится по касательной к вертикальной оси устройства, что заставляет ее завихряться, закручиваться внутри аппарата. Форсуночный блок диспергирует абсорбент, который захватывает нежелательные примеси и увлекает их вниз, в шламоприемную секцию. Также поллютанты сорбируются и в непрерывно стекающей по стенкам камеры жидкостной пленке, (поэтому такие воздухоочистители также называют скрубберами с падающей пленкой, «falling film scrubber»).

Основное назначение этих жидкостных фильтров – промышленная аспирация и пылеулавливание, но заправка в рабочий контур активного раствора, (например, известкового молока), позволяет проводить процедуры мокрой очистки воздуха от дымовых газов. Впрочем, с дымовыми выбросами лучше справляются другие типы абсорберов.

Скруббер Вентури

Пылегазоуловитель Вентури – один из наиболее универсальных, а потому – востребованных промышленных воздухоочистителей.

Такая конструкция, по закону Бернулли, обеспечивает значительный разгон среды при ее приближении к наиболее узкой части, а затем – при движении в расширяющемся диффузоре – ее торможение.

Зеленым выделена труба Вентури – основной элемент скоростного воздухоочистителя

Именно этот физический закон и лежит в фундаментальном принципе действия скрубберов Вентури:

Компактный пылеуловитель Вентури от «НПО «Центр ШВ»

Тарельчатые скрубберы

Другим типом промышленных жидкостных фильтров, преимущественно относящимся к аппаратам химической газоочистки, золо- и дымоулавливания, является тарельчатый скруббер, (также часто встречаемый в технических публикациях под терминами «барботажный фильтр» и «пенный абсорбер»).

Основным фильтрующим функтором в тарельчатом газопромывателе выступает слой пены, который образуется в рабочей камере устройства в результате прохождения загрязнённого газопотока через перфорацию одного или нескольких ярусно расположенных, орошаемых абсорбентом или водой, поддонов-барботеров.

Процесс образования пены в тарельчатом газопромывателе является самоподдерживающимся, поскольку процесс газоочистки (барботаж), фактически, обеспечивается нагнетаемым в аппарат потоком, (покуда идет подача жидкости на поддоны).

Схематичный принцип действия пенного абсорбера

Пенные абсорберы не предназначены для захвата твердой, абразивной пыли, но демонстрируют высочайшую эффективность в нейтрализации дымовых газов, а также в захвате сопутствующих мягких включений – пепла, сажи, копоти, золы.

Широко используются барботажные фильтры и в химической отрасли, гальванике, целлюлозной промышленности, типографском деле.

Насадочный скруббер со стационарной насадкой

Насадочные скрубберы, в отличие от барботажных, никогда не применяются для очистки воздуха от пыли – только от газовых и аэрозольных поллютантов, в том числе, от таковых с экстремальной токсичностью и / или химической активностью.

Насадочными такие агрегаты называются потому, что рабочая камера заполнена т.н. насадкой, представляющей собой неподвижный массив тел, обладающих большой поверхностью при малом объеме.

Колонное исполнение химического скруббера (полипропилен)

Среди наиболее распространенных насадок можно отметить кольца Рашига (и кольца Супер-Рашига), седла Инталлокс, кольца Палля, спирали, хорды, полухорды и другие тела со схожими свойствами.

Горизонтальный абсорбер со стационарной насадкой в работе (через прозрачное окно виден массив насадочных тел)

Принцип работы насадочного скруббера (и его эффективность) заключается в создании на поверхности насадки тонкой, химически активной жидкостной пленки, площадь которой может достигать 100-150 и более м 2 на каждый кубометр наполнителя.

Форсуночный блок непрерывно орошает стационарный насадочный массив; вместе с этим в газопромыватель подается загрязненная среда, которая вынуждена контактировать с высокоактивной жидкостной пленкой, оставляя в ней нежелательные примеси (на базисе физической или химической сорбции).

Типы наполнителей, используемые в насадочных абсорберах

Поскольку фильтры относятся к химическому типу оборудования, это прямо отражается на используемых при их конструировании материалов, которые должны показывать исключительные свойства инертности как в отношении обрабатываемых сред, так и в отношении циркулирующего внутри скруббера абсорбента.

Основными конструкционными материалами для скрубберов насадочного типа являются полипропилен (и его модификации / сополимеры), полиэтилен, стеклопластик (фибергласс), фторопласт, нержавеющая сталь, титан. Выбор материалов зависит от концентрации, температуры и природы загрязнителя.

Скруббер с подвижной насадкой

Наиболее продвинутыми воздухоочистными агрегатами, способными к одновременному захвату механических, дымовых, газовых и аэрозольных выбросов высоких концентраций, являются скрубберы с подвижной насадкой.

В отличие от стационарной насадки, подвижный наполнитель представляет собой массив полых, (обычно – полипропиленовых), шаров, которые способны свободно двигаться внутри рабочей камеры пылегазоуловителя.

В условиях сбалансированного равновесия давлений входящего потока и пневмогидравлического сопротивления аппарата массив шаров, обильно орошаемый водой или абсорбентом, входит в псевдоожиженное состояние, начинает «кипеть».

Этот кипящий слой представляет собой сложную двухфазную систему, обеспечивающую исключительно активный контакт очищаемой и очищающей сред, вдобавок, непрерывное движение шариков предотвращает цементацию склонных к слипанию компонентов потока, приводя к непрерывному самоочищению рабочей камеры скруббера.

Пылегазоуловитель с кипящим слоем, схема размещения

Судовые скрубберы

Проблема выбросов дизельных двигателей гражданских и военных судов остро стоит в акваториях рек, озер, морей и океанов. Европейские и американские директивы для зон контроля выбросов ECA / SECA строго регламентируют состав и объем моторных корабельных выбросов, особенно, в отношении оксидов серы (Sulphur Emission Control Area) и окислов азота (Nitrogen Emission Control Area).

Скрубберы, являющиеся, пожалуй, наиболее эффективными фильтрами для «мокрой» газоочистки, нашли широкое применение в качестве нейтрализаторов выхлопных газов после сжигания флотского мазута лайнерами, военными кораблями, танкерами, сухогрузами.

Особая эффективность судовых скрубберов, (в частности, для крупных океанских судов), обусловлена постоянным наличием неограниченных запасов морской соленой воды, которая, благодаря высокому содержанию основных/ щелочных соединений, сама по себе, является хорошим абсорбентом для очистки дымовых газов.

Агрессивные выбросы дизельного судна

Что касается типа и габаритов судовых дымоочистителей, то они в немалой степени зависят от размеров судна, специфики расположения моторных узлов машинного отделения и выхлопной системы: это могут быть как скрубберы Вентури, так и пенные, и насадочные фильтры, (а также их комбинации). Фильтры могут работать по открытому и полузакрытому контуру.

Лабораторные скрубберы

Одной из разновидностей мокрых газоочистных фильтров являются лабораторные скрубберы. Лабораторными они могут называться в 3 случаях:

Лабораторные фильтры, как правило, представлены химическими газопромывателями: насадочными колоннами, барботажными фильтрами, а также абсорберами Вентури.

Технические характеристики скрубберов

Все мокрые пылеуловители и газопромыватели, изготавливаемые в «НПО «Центр ШВ», обладают нижеследующими техническими характеристиками. Показатели нашего оборудования можно считать предельными для данного класса аппаратов:

Заказ на расчет, проектирование, изготовление и внедрение оборудования в России, СНГ, Европе и Азии

По любым вопросам, касающимся индивидуального расчета, проектирования и производства скрубберов для очистки воздуха от пыли, газов и дымов, пожалуйста, связывайтесь с «НПО Центр «ШВ» любым удобным способом.

Быстро изготовим, доставим и локально внедрим (монтаж или шефмонтаж) скрубберные фильтры на Вашем производственном участке. Гарантия производителя.

«НПО Центр «ШВ» – 30 лет в авангарде промышленной газоочистки

Источник