Мини скруббер своими руками

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

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»:

• Микропленка – в т.н. пленочных и насадочных моделях (со стационарной насадкой);
• Турбулентный микротуман (аэрозоль) – в скоростном скруббере Вентури, в полых ротационных / вихревых моделях;
• Метастабильная пена – в тарельчатом абсорбере;
• Кипящий слой – в скруббере с подвижной насадкой.

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:

• Входная секция для ввода загрязненной среды, (обычно подразумевает включение в схему напорного вентилятора / дымососа);
• Камера охлаждения (квенчинг-камера) – опциональна для аппаратов, работающих со средами экстремальной температуры;
• Рабочая камера (полая или заполненная насадочными телами, в барботажных аппаратах камера также оснащается одним или несколькими перфорированными поддонами, а также системой т.н. переливов);
• Блок дистрибуции жидкости (как правило, форсуночный блок);
• Система рециркуляции (опциональна для моделей с полузакрытым контуром, например, в судовых скрубберах);
• Циркуляционный бак с водой или абсорбентом;
• Шламоприемная емкость (в случае работы скруббера с цементирующимся партикулятом, шламоприемник может быть оснащен скребковым транспортером для непрерывного перемешивания шлама, извлечения и предотвращения цементации осадка);
• Выходная секция (обычно оснащается каплеуловителем для исключения брызгоуноса из аппарата).

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

Отрасль и наиболее рациональный тип скруббера
Металлургия (Вентури, Пенный, Подвижно-насадочный)	Плавильная пыль (металлы и их твердые соединения), дымовые газы после сжигания топлива для печей и плавильных агрегатов, токсичные производные закалочных солей, флюсов, присадок
Механическая и термическая обработка материалов (Подвижно-насадочный, Вентури)	Пыль (полировальная, шлифовальная, шлифовальные пасты, каменная / минеральная, угольная, полимерная взвесь, микроаэрозоли, сварочная и иная металлическая пыль, пылегазодымовые смеси)
Энергетика (Вентури, Пенный, скруббер с кипящим слоем)	Комплексные пыледымовые выбросы после сжигания органического топлива (уголь, кокс, мазут, торф, антрацит). На объектах твердотопливной энергетики востребована и очистка воздуха от топливной (коксовой, угольной) пыли
Пищевой сектор, кондитерское дело (Вентури)	Сладкие, клейкие и липкие сиропы, эмульсии, насыщенные испарения варочных котлов, дымовые выбросы
Агропром (Насадочные, Вентури)	Очистка биогаза от сероводорода, улавливание зерновой шелухи, лузги, мучки, растительных волокон, очистка воздуха на предприятиях по производству удобрений
Водоочистные сооружения (Насадочные, Тарельчатые)	Вентиляция хлораторных, очистка / дегалогенирование после сжигания флотационных шламов
Добывающая, горная промышленность, производство строительных смесей (С подвижной насадкой)	Пыль руд / пород, образующаяся в результате перевалки, дробления, грохочения, эскалации, ленточной транспортировки, газодымовые выбросы, (например, из цементных печей)
Гальваника, ЦБК (тарельчатый, насадочный)	Очистка воздуха / промышленная вентиляция паров кислот и щелочей (травильные ванны), а также других агрессивных аэрозолей и газов

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:

1. Нагнетаемая в аппарат загрязненная среда, за счет сужения диаметра, разгоняется в трубе Вентури (до десятков и сотен м/с);
2. В горловине сопла установлен распылительный блок, орошающий рабочую камеру абсорбентом или водой;
3. Разогнанная пылегазовая среда разбивает распыляемый аэрозоль в ультрамикродисперсный туман, в частичках которого и происходит сорбция механических и / или газодымовых компонентов;
4. По достижении диффузора скорость среды падает и происходит обратная конденсация микротумана в более объемные капли жидкости (с уже уловленными загрязнителями);
5. Идет естественное осаждение абсорбента или воды и ее отвод в шламоприемник, остаточная часть аэрозоля отсекается туманоуловителем.

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:

1. Небольшие исполнения для тонкой очистки / сепарации / хемосорбции в химических, биологических лабораториях, центрах по исследованию протекания химических реакций, процессов;
2. Аппараты для нефтехимических лабораторий, (испытания бензина, керосина, мазута, нефти, масел, смазок, охлаждающих агентов);
3. Оборудование для нефтехимических лабораторий «общего» назначения (разработка косметики, медикаментов, полимеров и мономеров, композитных материалов, продуктов органического синтеза).

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:

• Объемы обрабатываемых отходящих газов / пылевых потоков – от десятков единиц до сотен тысяч кубометров среды в час;
• Температурный режим – до + 900 градусов Цельсия, (с параллельным охлаждением и увлажнением эмитируемой вовне среды);
• Степень очистки / средний КПД ≈ 99% – для таких загрязнителей как механическая пыль (с дисперсностью от 0,5 мкм, окислы серы, азота, хлороводород, сероводород, пары кислот и щелочей, галогениды, кетоны, альдегиды, меркаптаны, спирты, эфиры, другие углеводороды, сложные пыледымовые и газодымовые выбросы, в том числе, включающие липкие и цементирующиеся компоненты);
• Низкое сопротивление установок;
• Богатая комплектность поставки – не только сам скруббер, но и вспомогательное оборудование (заборные зонты / короба, газоходы, вентилятор / дымосос, насос, буферные емкости, циркуляционные баки, электрокоммутация, система мониторинга, управления и автоматизации работы, обслуживающие конструкции, инструкции, паспорта, документация);
• Безотказность, надежность, долговечность и стоимость, доступная даже для промышленных участков среднего и малого поля деятельности, быстрая окупаемость и экономичность работы.

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