Скруббер - принцип работы и особенности конструкции

Скруббер для очистки загрязненного воздуха — это промышленное устройство, используемое для удаления вредных веществ из производственных выбросов и других источников. Оборудование применяется в различных отраслях производства, включая нефтеперерабатывающую, химическую, электроэнергетическую, металлургическую и т.д.

Работа скруббера состоит в осаждении загрязнений газовоздушной смеси посредством контакта с каплями воды, щелочных, кислотных или оксидных реагентов. Выбор жидкости зависит от типа веществ, которые необходимо устранить.

Аппараты нейтрализуют газообразные выбросы (сероводород, оксид азота и т.д.), удаляют из воздуха тяжелые металлы, пыль и другие твердые частицы, увлажняют и снижают температуру газа. Т.о. сокращается вредное воздействие на окружающую среду и здоровье людей. При помощи очистки предельно-допустимая степень загрязнений приводится в соответствие с требованиями законодательства.

Типы скрубберов

На рынке присутствуют различные виды скрубберы для очистки газов на предприятиях, отличающиеся, в основном, принципом смешивания газового и жидкостного потоков:

• форсуночный;
• насадочный;
• полый;
• центробежный;
• скрубберы Вентури;
• газопромыватель Максимова;
• абсорберы и другие установки.

Отличия заключаются в конструкции устройств и способе работы. Особенности устройства определяют тип выбросов, для очистки которых рекомендуется та или иная установка.

Устройство скруббера

Для прохождения газовоздушной смеси через жидкую фазу, где загрязнения поглощаются или вступают в химическую реакцию с реагентами, установка содержит следующие компоненты:

• входное устройство;
• система дробления на части потока воздуха, подлежащего очистке (перфорированные тарелки, насадки и решетки сложной геометрической формы);
• насос и распылитель жидкости;
• рабочая камера с оросительными ярусами;
• отстойник или резервуар для хранения шлама;
• выходной патрубок;
• система контроля за параметрами.

Конструктивные элементы скруббера варьируются в зависимости от его разновидности и требований к очистке.

Очищенный газ, выходящий из устройства, поступает в атмосферу или, если речь идет об установке замкнутого типа, возвращается в рабочую среду. Загрязненная жидкость, накапливающаяся в бункере, подлежит дальнейшей переработке или утилизации.

Принцип работы скрубберов

Пенные скрубберы

Вода и реагенты, смешиваются с потоком газа, и образуют пену, которая обволакивает и адсорбирует газообразные и твердые загрязнения. Данный принцип используется также в центробежно-барботажном скруббере.

Насадочный скруббер

Принцип работы заключается в использовании специальных насадок разной формы, которые дробят потом газа на меньшие части, чем увеличивают площадь взаимодействия с потоком жидкого реагента. Элементы улучшают контакт между воздушной струей, водой или раствором с целью улавливания загрязнений. Таким образом избавляются от концентрированных щелочных и кислотных туманов, а также мелкодисперсных частиц пыли.

Форсуночные

Распыление жидкого реагента осуществляется с использованием форсунок (распыление под давлением) для уменьшение размера капель, вплоть до образования тумана. Устройство подходит для обработки больших объемов газовоздушных масс и очистки газов с высокой концентрацией примесей.

Скруббер Вентури

Конструкция корпуса представляет собой пару конусообразных труб, соединенных в местах сужения. При прохождении потока через установку создаются скоростные завихрения и перепады давления. Горловое сужение, где происходит ускорение, приводит к образованию вакуума, притягивающего жидкость. Это улучшает интенсивность контакта, а также степень сепарирования загрязнений и воздуха.

Основные характеристики скрубберов включают:

• пропускную способность;
• эффективность очистки;
• размер установки.

Пенный скруббер отличается результативностью, но известен повышенным энергопотреблением. Насадочные и форсуночные версии экономичны в использовании, но уступают предыдущей версии в показателях продуктивности очистки. Скрубберы Вентури демонстрируют среднюю эффективность и относительно низкие затраты на эксплуатацию, но габариты устройства превышают размеры аналогов.

Преимущества и недостатки

Использование скрубберов на производственных предприятиях и в других отраслях, нуждающихся в газоочистке, сопряжено с очевидными плюсами, а именно:

• компактность установок, которая обеспечивает комфортабельность расположения оборудования на территории заказчика;
• возможность перемещения, т.е. смены местоположения установки;
• приемлемая стоимость устройств;
• отсутствие побочных эффектов работы агрегатов в виде пыли и других загрязнений;
• собранные в герметичный резервуар отходы подлежат транспортировке без риска возникновения утечки;
• гарантированная взрыво- и пожаробезопасность, т.к. в камере находится вода;
• универсальность аппарата: способность очищать газовоздушную смесь от выбросов механического и химического типа в независимости от величины фракции.

К недостаткам скрубберов относятся следующие факторы:

• в процессе использования элементы подвергаются риску возникновения ржавчины (во избежание проблемы выполняют футеровку устройства или изготавливают его из пластика, к примеру, полипропилена);
• работающий на крупных промышленных объектах скруббер становится источником загрязнения сточных вод, что требует возведения очистных сооружений или обустройства отстойников;
• для продуктивного функционирования газоочистных агрегатов необходимо бесперебойное и эффективное электроснабжение (результативность осаждения твердых частиц прямо пропорциональна диапазону перепадов давления, для достижения которых необходимо увеличить объем потребляемого электричества);
• вторичное использование отходов практически невозможно или крайне затруднено.

Степень очистки загрязненных воздушных масс зависит от размеров капель, вступающих в контакт с частицами пыли или молекулами газов. Чем мельче распыление жидкости, тем выше вероятность попадания конденсата на микроскопические фрагменты выбросов с последующим осаждением последних.

Качество мокрой очистки, поступающих в скруббер газов, зависит от следующих аспектов:

• конструкции оборудования, так как нижеперечисленные факторы влияют на суммарную площадь контакта газовой и жидкой фаз; размера (площадь поперечного сечения обуславливает скорость газового потока), формы (обеспечивает оптимальный контакт между средами), способа смешивания потоков (форма и размер пенного слоя), материала (минимизирует риск износа элементов аппарата);
• типа и объема используемой жидкости (определяет эффективность и степень удаления тех или иных выбросов, а также затраты на эксплуатацию );
• количества и расположения форсунок (влияют на равномерное распределение жидкости);
• режима работы скруббера.

Факторы взаимосвязаны и оказывают совокупное влияние на результативность мокрой очистки.

Расчеты скрубберов

При заказе оборудования на предприятие необходимо учитывать определенные критерии. Габариты устройства и количество ступеней очистки в скруббере определяют на основании объема газового потока, типа и процентного содержания загрязнений, требований к эффективности очистки и т.д.

Вычисления проводятся специалистами с использованием специальных программ, которые, основываясь на заданных величинах, определяют оптимальный размер и конфигурацию установки для газоочистного процесса.

Этапы работ:

1. Определение параметров газового потока: скорость, объемный расход, температура, давление, концентрация загрязнений и другие факторы;
2. Расчет площади поперечного сечения и диаметра горловины корпуса, принимая во внимание гидравлическое сопротивление трубы;
3. Вычисление количества и размеров форсунок, которые определяются с учетом минимального расхода жидкости и требуемой эффективности очистки;
4. Расчет сливного порога: высоты и диаметра отверстия для слива жидкости.

Полученные результаты проверяют на соответствие требованиям безопасности и экологических стандартов.

Подсчеты требуют определенных знаний и навыков в области гидравлики, аэродинамики и др. Поэтому для проведения замеров рекомендуется обращаться к экспертам, специализирующимся на оказании услуг в этой области.

Преимущества мокрой очистки с помощью ЦБА

Центробежно-барботажный аппарат (ЦБА) — это промышленное устройство для высокоэффективной очистки газовых потоков от загрязнений с помощью центробежной сепарации. Пропускная способность позволяет оборудованию обрабатывать большие объемы газовоздушной смеси.

ЦБА демонстрирует результативность относительно твердых, летучих и водорастворимых частиц, в том числе мелких, средних, крупных и тяжелых. Агрегат абсорбирует кислоты, ДИоксиды, аммиак, ртуть, сероводород и т.д. ЦБА подходит для взаимодействия с высокотемпературными потоками (до +1600°C), охлаждения газа с одновременным употреблением тепла, осушения аэрозолей.

Принцип действия

Струя газа и жидкость, заведенные в центробежно-барботажную установку через специальные входные патрубки, попадают в завихритель. В процессе вращения с линейной скоростью 35-40 м/с жидкость прижимается к стенкам емкости. В центральной части завихрителя формируется пенное кольцо. Газовая струя, проходящая через пузырьки пены, отдает загрязнения. Отходы смешиваются с жидкостью и после сепаратора стекают в бункер. Очищенные воздушные массы покидают агрегат.

Преимущества ЦБА перед другими системами

В центробежно-барботажном аппарате сочетаются функции скруббера, абсорбера и десорбера. Установка выступает в роли контактного теплообменника, аэратора, деаэратора и химического реактора. Кроме универсальности, ЦБА известна следующими достоинствами:

• долговечность агрегата и минимальная вероятность простоя, обусловленные простотой конструкции, в которой отсутствуют движущиеся и вращающиеся компоненты;
• продуктивность: устройство устраняет до 99% твердых и жидких частиц;
• низкие затраты на обслуживание и ремонт;
• относительно небольшие размер и вес облегчают транспортировку и монтаж оборудования;
• удобство использования: при эксплуатации ЦБА не разбрызгивает жидкость;
• давление поступающих газовых потоков не регламентировано;
• низкий уровень шума и вибраций в процессе работы;

Центробежно-барботажный аппарат применяют в различных отраслях: металлургия, химическая промышленность, энергетика, машиностроение. ЦБА востребованы при нефтедобыче и последующей переработке, при изготовлении стройматериалов, пластмасс, в целлюлозно-бумажном производстве и т.д.

ООО «Промышленно-Инновационная Компания» производит центробежно-барботажные установки в соответствии с пожеланиями и целями, поставленными заказчиком. Специалисты учреждения спроектировали 21 типоразмер аппаратов с разными степенями очистки и несколько вариантов конструкций камер для поступления газовой струи.

При необходимости газоочистное устройство укомплектовывается дополнительными барботражными ступенями. Количество элементов не зависит от габаритов ЦБА, а обусловливается потребностью в результативности очистки и объемом входящей газовоздушной массы. Последовательно установленные ступени увеличивают производительность аппарата. Дополнительная комплектация доступна не только для новых, но и уже функционирующих ЦБА.

Предложение компании включает оборудование из углеродистой и нержавеющей стали, титана и полимерных материалов. С целью предупреждения механических повреждений и преждевременного износа корпуса внутренние поверхности и элементы могут быть покрыты полиуретаном.

Квалифицированные сотрудники ООО «Промышленно-Инновационная Компания» работают над оптимальными решениями, которые способны удовлетворить индивидуальные потребности заказчиков. Персонал гарантирует качество и своевременность выполнения заказа. Услуга включает шеф-монтаж ЦБА.