Скрубберы

Скруббер – агрегат, освобождающий газообразную среду от лишних примесей. Используются такие устройства преимущественно на промышленных предприятиях с технологическими и химическими процессами. Для очищения входящего газовоздушного потока в одних случаях используется вода, в других – специальных деактивирующий состав.

Типы скрубберов

На сегодняшний день рынок предлагает несколько видов скрубберов и абсорберов:

• скруббер Вентури;
• газопромыватель Максимова;
• форсуночный скруббер;
• скрубберы VAKUTEC;
• насадочный скруббер;
• центробежный скруббер ЦС;
• абсорберы;
• скруббер полый и другие.

Все эти аппараты выполняют одну и ту же функцию – газоочистку, только разными способами. В частности, скруббер мокрой очистки (газопромыватель Максимова) выделяет из выводимых газов взвешенные частицы, далее следует промывка в жидкой среде, чаще всего – в воде. Процесс становится возможным благодаря устройству, активно перемешивающему газ и жидкость. Конденсат оседает на твёрдых частицах, увеличивая их размер настолько, что они становятся доступны для пылеуловителей.

Скруббер Вентури, объединивший в своей конструкции черты сразу несколько типов установок, в том числе полых и форсуночных, разгоняет поток газа за счёт сужающегося канала, на высокой скорости он попадает в жидкую среду, теряя по пути примеси, температуру и приобретая влажность.

Устройство скрубберов

Слово «скруббер» корнями уходит в английский язык и имеет отношение к понятию «чистить», «скрести». Основное назначение прибора с таким названием заключается в очистке загрязнённого воздуха, дополнительно его используют для охлаждения газообразных сред и их увлажнения.

Кроме того, скрубберы могут промывать полезные ископаемые. Для этого используются прямоточные и противоточные барабанные устройства конической и цилиндрической формы. Внутренние лопасти или спирали перемещают нагружаемый материал сквозь находящийся под давлением объем воды, двигающийся в том же направлении. Во время этой процедуры вымываются глина и растворимые примеси.

Прямоточные установки – наиболее подходящее решение для составов, легко поддающихся очищению. Противоточные, как видно из названия, придают воде и очищаемым материалам противоположные направления движения. Но всё же основная сфера применения скрубберов – газообразные выбросы промышленных предприятий.

Базовыми элементами такой конструкции являются:

• вентиляционная система и газоходы;
• насос;
• улавливающий сепаратор (тумано- или каплеуловитель);
• рабочий корпус (он же – камера очистки);
• выходной патрубок.

Опционально могут присутствовать сатурационная камера, системы рециркуляции и самоочистки (вместе или по отдельности). Состав базовых элементов варьируется в незначительных пределах, определяемых условиями эксплуатации и особенностями работы.

Принцип работы скрубберов

Все скрубберы условно разделены на 4 вида, однако все они выполняют одну задачу – фильтруют газы. Благодаря использованию этих устройств на предприятиях существенно сокращаются объёмы и состав выбросов, попадающих в атмосферу и загрязняющих её. Разница между моделями состоит, преимущественно, в способе обработки газа – сухом или мокром методе очистки воздушных потоков.

Насадочный

Агрегаты этого типа имеют форму цилиндра. Штатная комплектация включает целый ряд насадок и других приспособлений самой разной формы и конфигурации для повышения эффективности устройства. Особенность этого устройства в том, что он не работает с высоким давлением для распыления жидкости. Для достижения достаточной производительности скруббер делают впечатляющих габаритов. Эксплуатация насадочного скруббера экономически обоснована только в химической промышленности, где его используют для избавления от щелочных и кислотных туманов, а также мелкодисперсных пылевых частиц. 

Форсуночный

Этот тип конструкций отличается от предыдущего по принципу организации процесса очистки. Газ контактирует с водой при очень высокой скорости вращения. Центробежная сила в этом случае становится своеобразным фильтром для твёрдых частиц. Они сталкиваются с водной завесой, намокают и прилипают к стенкам устройства и стекают по ним вниз.

Форсуночные скрубберы имеют цилиндрическую форму с вертикально расположенным корпусом. Воздух на очистку поступает в нижнюю часть, поднимается по спирали в область распыления форсунками воды. После очищения газы покидают устройство через открытую верхнюю часть. Форсуночные скрубберы применяют чаще всего там, где проходят большие объёмы загрязнённых газов. 

Пенный скрубер

Этот тип устройств в работе использует абсорбционный метод очистки на основе полидисперсного состава. Пенные скрубберы с равным успехом улавливают твёрдые и газообразные вещества, присутствующие в отработанном воздухе и загрязняющие его.

При размере твёрдых частиц свыше 5 мкм коэффициент полезного действия устройства достигает 99%, присутствие мелкой пыли снижает его до 80%. Газ в пенных скрубберах фильтруется через бутару c отверстиями размером не более 5 мм. Над ней расположен очиститель, в котором растворяются твёрдые частицы, происходит дезактивация газообразных примесей на скрости до 2 м/с.

Скруббер Вентури

Это устройство имеет деталь, наименование которой определило название всего агрегата. Труба Вентури состоит из 2 труб конусообразной формы. Их соединяют в узкой части конуса. Благодаря такому решению устройство приобретает форму песочных часов.

Быстро перемещающиеся внутри конструкции газы (в горловине их скорость может достигать 170 м/с) активно дробят воду. Для очистки от пыли применяются сепаратор, воду распыляют внутренние форсуночные механизмы. В соответствии с законами аэродинамики газовый поток в конфузоре набирает высокую скорость. Причём, чем больше разница в диаметрах, тем быстрее двигается воздух, образуя при этом завихрения, усиливающие интенсивность смешивания газа с жидкостью.

В самом узком месте конфузора эта смесь орошается струями воды и опускается вниз к диффузору, где происходит разделение веществ, поскольку смоченные водой пылинки по пути успевают слипнуться между собой. Капли жидкости отделяются сепаратором, а очищенный газовый поток направляется в воздуховод.

При прохождении воздуха через скруббер Вентури он подвергается двум пиковым воздействием очищения. Первый происходит сразу после проникновения воды в газовый поток. Жидкость двигается с гораздо меньшей скоростью, поэтому собирает на себя пыль. Второй пик происходит при снижении скорости воздушного потока. В это время жидкость двигается быстрее газа, догоняет оставшиеся пылинки, смоченные загрязнения прилипают к водяным каплям, которые, в свою очередь, отлетают к внутренним стенкам агрегата и в виде водяной плёнки стекают вниз и удаляются.

Преимущества мокрой очистки

Главными достоинствами таких установок являются:

• качественный результат очистки поступающих в аппарат газов. От технических особенностей конкретного устройства зависит, способен ли скруббер улавливать твёрдые примеси диаметром от 0,1 микрона. Подобная степень очистки газов, выбрасываемых промышленными предприятиями в окружающую среду, полностью соответствует текущим нормативам и требованиям;
• доступная цена от производителя доступна любому предприятию без снижения его прибыльности;
• универсальное использование – скрубберы Вентури очищают, охлаждают, увлажняют воздух.

Технические характеристики

Технические характеристики каждого устройства определяются его комплектацией. В большинстве случаев производители разрабатывают индивидуальный проект скруббера под конкретные нужды с учётом особенностей предприятия, характеристик выбросов. Каждый параметр может быть изменён по желанию заказчика, но не вопреки здравому смыслу.

При выборе скруббера для производства следует учитывать такие характеристики, как:

• производительность в соответствии с потребностями производственного процесса и используемого на предприятии оборудования. В некоторых случаях используется не один скруббер, а целый фильтровальный комплекс;
• степень очистки – чистота воздуха на выходе должна составлять 90-99%;
• мощность вентиляторов;
• ёмкость под циркуляцию воды и очищающих растворов.

Степень очистки напрямую зависит от площади контакта воздушного потока с абсорбирующей жидкостью. Меньшие по объёму капли воды могут намочить наиболее мелкие частицы примесей и удалить их из газового потока. Габариты установки, количество полок зависят от количества твёрдых частиц в очищаемых газообразных смесях. При расчётах параметров очищающей установки учитываются площадь поперечного сечения установки, скорость перемещения газов, размер и количество распыляющих форсунок, количество потребляемой воды и объём слива. Происходит он в два этапа:

1. заказчик указывает необходимую степень очистки, особенности загрязняющих веществ. Исходя из этих данных рассчитывается необходимое гидравлическое сопротивление внутри установки, диаметры колонны и горловины;
2. следующим этапом рассчитывается, сколько потребуется жидкости для работы аппарата и распыляющих форсунок для её подачи. Исходя из полученных данных специалист подбирает циклон каплеуловителя. На сегодняшний день не выявлено универсальных способов для определения производительности скрубберов. В каждом конкретном случае приходится проводить масштабные испытания перед изготовлением установки.

Тепловые расчёты

Для скрубберов, которые будут очищать горячие газы, необходимы данные по количеству тепла, поставляемого газовой смесью. Этот показатель крайне важен для расчёта объёма подаваемой жидкости с учётом стандартных норм, предусмотренных для скрубберов. Для очистки кубометра газа нужно минимум 40 кубических дециметров воды, если работа осуществляется при температуре не более +35°С.

Цены