Тестовая установка МВГ является скруббером (мокрым пылеуловителем) МВГ минимальной производительности. Принцип работы МВГ позволяет экстраполировать результаты работы тестовой установки на установку МВГ большей производительности, так как нет масштабного перехода для физико-химических процессов. Полученные значения по степени очистки газов и прочие характеристики работы тестовой установки могут быть использованы как ожидаемые характеристики работы установки МВГ производительностью до 100 000 м3/ч.
Тестовая установка позволяет предварительно выяснить следующие основные характеристики работы МВГ:
эффективность очистки газов от твердых и жидких частиц;
эффективность очистки от газообразных вредных примесей при использовании различных поглотительных растворов;
подобрать оптимальный режим работы по производительности газов, количеству подаваемой воды (раствора) и гидравлическому сопротивлению установки.
В зависимости от конкретного исполнения тестовая установка МВГ может отличаться в комплектации:
по количеству ступеней очистки;
наличию рецикла по газам;
наличию бака и насоса для замкнутого водооборота;
наличию щита управления и пр.
В общем исполнении тестовая установка МВГ имеет вид, представленные на рис. 1. Габаритные размеры указаны в приложении А.
Характеристики тестовой установки скруббера МВГ
производительность по газу 800-1400 м3/ч (для комплектации с системой рециркуляции газов производительность по газу составляет 0 — 1400 м3/ч);
подача воды или поглотительного раствора 0,2 – 2 м3/ч;
аэродинамическое сопротивление аппарата 1,2 – 2,0 кПа (преодолевается вентилятором тестовой установки, при этом давление/разрежение в системе аспирации, к которой подключается тестовая установка, не имеет значения);
вес, в зависимости от комплектации, 200 – 250 кг.
Подключение тестовой установки МВГ
Для того, чтобы запустить тестовую установку скруббера (мокрого пылеуловителя), необходимо:
убедиться, что в предполагаемом месте установки тестового МВГ достаточно места для ее размещения. Примерные габаритные размеры L=2300 мм, W=1100 мм, H=3000 мм;
подготовить патрубки отбора грязного газа из работающей системы аспирации и обратной подачи в систему аспирации очищенного газа. Диаметры входного и выходного патрубков тестовой установки МВГ составляют 165 мм и 200 мм;
соединить тестовую установку с системой аспирации воздуховодами (воздуховоды в состав поставки не входят). Для большинства задач можно использовать спиральновитые газоходы;
подвести линию электропитания, 380 В, 3 кВт;
при работе тестовой установки на технической воде или поглотительном растворе предприятия необходимо подвести линию подачи и слива раствора.
Общая схема подключения тестовой установки приведена на рис. 2.
Принципиальная схема подключения тестовой установки МВГ. 1-источник загрязнения воздуха; 2-старая газоочистная установка (может отсутствовать); 3-основной вентилятор; 4- патрубок отвода загрязненного газа; 5-патрубок ввода очищенного газа; 6 – тестовая установка МВГ; 7 – вентилятор тестовой установки МВГ; 8 – насос МВГ (может отсутствовать при работе от имеющейся линии подачи раствора); 9 – воздуховоды (в них можно производить замеры концентраций загрязняющих веществ).
Порядок включения тестовой установки МВГ и выставление режима
включить подачу воды, настроить расход воды в диапазоне 0,3 – 2,0 м3/ч;
включить вентилятор, с помощью поворотной задвижки обеспечить производительность в диапазоне 800 – 1400 м3/ч.
Внимание! Вентилятор при открытой поворотной задвижке обеспечивает производительность выше 1400 м3/ч. При превышении допустимых диапазонов по воздуху появится каплеунос!.
Каплеунос можно отслеживать через верхнее смотровое стекло — попадание капель на стекло, запотевание или изменение прозрачности недопустимо! В рабочем режиме работы аппарата стекло должно оставаться сухим и прозрачным.
Для пылевых задач максимальная эффективность наблюдается при небольшой подаче воды, около 0,3-0,4 м3/ч и производительности по газу 1250 -1350 м3/ч.
Для химических, абсорбционных/десорбционных задач максимальная эффективность наблюдается при большой подаче раствора 1 — 3 м3/ч и небольшой производительности по газам 800-1000 м3/ч.
Универсальный режим работы аппарата, оптимальный для большинства задач:
производительность по воздуху 1250 м3/ч;
производительность по воде 0,5 – 0,7 м3/ч.
При этом, гидравлическое сопротивление аппарата с одной ступенью составит 1,5-1,6 кПа, с 2-мя ступенями 2,0-2,2 кПа.
Общим критерием того, что тестовая установка работает в допустимом диапазоне, является полное отсутствие каплеуноса и наличие пенного слоя, в виде бурлящей жидкости, при этом визуально через смотровые окна дисперсионная решетка должна быть не видна из-за толщи газо-жидкостного слоя.
Диаграмма режимов работы приведена в приложении Б.
Приложение А. Габаритные размеры тестовой установки МВГ
Скруббером (от англ. Scrub – чистить, скрести) называют аппарат, так или иначе предназначенный для очистки какой-либо физической среды от примесей. Встречаются два принципиально разных типа аппаратов, которые называют скрубберами:
Скрубберы для промывки грунта с целью выделения полезных ископаемых;
Скрубберы для промывки газообразной среды с целью очистки этих газов от твердых или жидких частиц, а также от водорастворимых газообразных примесей.
Второй тип аппаратов – скрубберы для очистки газов, используются в самых разных отраслях промышленности – от простой очистки дымовых газов от золы, до проведения химических реакций на границе раздела фаз газ/жидкость.
Принцип работы скруббера
Принцип работы большинства скрубберов для очистки газов от твердых или жидких частиц основан на принципе инерции – запыленный газовый поток внутри аппарата вынуждают резко изменить направление, при этом частицы, обладающие значительной массой, не успевают изменить направление и сталкиваются либо с толщей воды, либо с конструкционными деталями или стенками скруббера. Любое ускорение, получаемое газовым потоком, приводит к изменению траектории движения находящихся в нем частиц.
В этом принципе работы скрубберов заложены также и два серьезных ограничения:
Во-первых, инерционный механизм пылеулавливания подразумевает прямую зависимость от массы частиц – чем крупнее частица, тем легче ее уловить;
Во-вторых, на ускорение газового потока тратится энергия, и для повышения степени пылеулавливания приходится повышать затраты энергии, обычно выражающиеся в гидравлическом сопротивлении скруббера.
Кроме очистки газов от частиц в скрубберах происходят процессы абсорбции или десорбции. В соответствии с законом Генри растворимость газа в жидкости пропорциональна давлению этого газа над раствором. Поэтому, если в составе газов, направленных в скруббер, есть водорастворимые газы, то жидкость растворит в себе эти газы пропорционально их концентрации. При этом, добавление в жидкость реагентов, которые будут химически связывать растворенный газ в воде, тем самым, уменьшая его концентрацию в растворе, позволит существенно снизить его концентрацию в газах.
Рассмотрим пример:
Если в воздухе имеется примесь сероводорода H2S, то при попадании в скруббер произойдет частичное поглощение сероводорода в воде, но после быстрого насыщения воды дальнейшая абсорбция происходить не будет. Однако, добавление в раствор щелочи, например, едкого натра NaOH вызовет реакцию:
H2S + NaOH → Na2S + H2O
В результате этой реакции концентрация растворенного в воде сероводорода станет снижаться, что вызовет дальнее поглощение из воздуха H2S.
На практике процессы абсорбции или десорбции осуществляются более сложным путем, необходимо учитывать температуру, давление, расход реагентов на попутные газы и другие параметры. Основными характеристиками скруббера, которые сказываются на эффективности очистки газов от газообразных примесей, являются время контакта фаз газ/жидкость и величина удельной поверхности фаз газ/жидкость.
Преимущества скрубберов
способность улавливать газообразные загрязнения, такие как оксиды серы, оксиды азота, сероводород, пары различных кислот и т.д.;
небольшие габаритные размеры;
пожаро- и взрывобезопасность за счет применения водных растворов и смачивания пойманных частиц пыли;
способность работать с горячими потоками газа, можно использовать скрубберы в качестве контактных теплообменников;
относительно высокая эффективность пылеулавливания при допустимом аэродинамическом сопротивлении.
Недостатки скрубберов
необходимость в воде для работы скруббера, и для компенсации испарения;
необходимость в утилизации загрязненной воды / раствора;
повышенная влажность очищенных газов;
склонность к коррозионному износу или зарастанию отложениями.
Типы скрубберов
В зависимости от поставленной задачи в промышленности изготавливаются различные типы скрубберов. Так, если необходимо удалять пыль из воздуха, например при пересыпке сыпучих материалов, то целесообразно установить скоростной скруббер, в котором реализуются быстрые изменения направления потока воздуха, чтобы тяжелые инерционные пылевые частицы осели на смоченные стенки аппарата. Для задач, в которых необходимо удалять как частицы, так и газообразные примеси, например, при очистке дымовых газов от сжигания угля, необходим универсальный скруббер, в котором помимо инерционных механизмов улавливания золы заложено продолжительное время контакта фаз для абсорбции оксидов серы и оксидов азота. В химических производствах существуют задачи для поглощения только газообразных примесей, например абсорбция углекислого газа при сжигании природного газа. В таких скрубберах важными показателями являются продолжительность контакта газ/жидкость и площадь поверхности соприкосновения фаз, при этом такие аппараты чаще называют абсорберами, а не скрубберами.
Скруббер Вентури
1 – труба Вентури, 2 – циклонный брызгоуловитель.
Один из самых распространенных скрубберов, основными преимуществами которого являются простота конструкции и надежность эксплуатации. Принцип действия основан использовании трубы Вентури, в которой ускоренный поток в горловине трубы дробит подаваемую воду на капли и интенсивно с ними перемешивается. Чем выше скорости газа в трубе, тем более мелкий распыл капель можно получить, в результате получается простая зависимость – чем выше скорость газа, тем выше аэродинамическое сопротивление и выше энергозатраты, но и выше эффективность пылеулавливания. На выходе из трубы Вентури газ, смешанный с жидкостью, поступает в каплеуловитель, в котором отделяется жидкая фракция с уловленной пылью. В качестве каплеуловителей, как правило, используются аппараты циклонного прямоточного типа, например КЦТ разработки НИИОГАЗа. К недостаткам скруббера Вентури можно отнеси сложности, связанные с масштабным переходом, — на больших производительностях по газу возникают неравномерности раздачи воды по скоростному полю и снижение эффективности. Также аппарат характеризуется малым временем контакта и редко используется для абсорбционных задач.
Полый оросительный скруббер
Один из простейших аппаратов, в котором контакт газа и жидкости достигается за счет энергии насоса, под давлением подающего воду на распылительные форсунки. По этой причине аэродинамическое сопротивление скруббера низкое, и складывается в основном за счет перепада давления на каплеуловителе. Основным недостатком аппарата считается использование форсунок, которые склонны забиваться или зарастать отложениями, что требует регулярной их замены, а также серьезной фильтрации и водоподготовки орошающей жидкости. Полый оросительный скруббер не способен создать равномерное поле орошения по всей высоте аппарата, поэтому для повышения эффективности используют несколько ярусов форсунок. Такие аппараты часто используются для задач абсорбции, так как могут создавать длительное время контакта фаз газ/жидкость, при этом степень пылеулавливания в них относительно низкая.
Насадочный скруббер
Аппарат, схожий с полым оросительным скруббером, с тем отличием, что свободное пространство в нем заполнено насадкой. В качестве насадки применяют химически стойкие элементы, которые создают множество искривляющихся канальцев для протока газа. Сверху на насадку подается вода, снизу через насадку поступает газ, при этом в отдельных канальцах и щелях между элементами насадки возникают локальные зоны интенсивного контакта со вспениванием, ударением газа о стекающую жидкость, резким изменением траектории движения газа и так далее, т.е. осуществляется инерционный механизм пылеулавливания. Одновременно с пылеулавливанием происходит достаточно интенсивная абсорбция газов жидкостью за счет продолжительного времени контакта. К недостаткам насадочных скрубберов относится склонность к забиванию насадки уловленной пылью, из-за чего слой засыпки необходимо регулярно перемешивать или заменять.
Аппарат, который способен осуществлять очистку газов без аэродинамических потерь и работать с низконапорным вентилятором, а в ряде случаев и без него. Энергия, необходимая на транспортировку газа берется от высоконапорного насоса, который распыляет жидкость в узком месте горловины скруббера и производит эжекцию газа. Эффективность скруббера не очень высокая как в области пылеулавливания, так и в значениях абсорбции газов. Тем не менее, для некоторых аспирационных задач, в которых недопустимо использование дымососа или вентилятора, применение эжекторного скруббера является единственной альтернативой.
Центробежно-барботажный аппарат
Или вихревой скруббер, производит высокоэффективную очистку газа от мелкодисперсной пыли. В принцип его действия заложен механизм барботирования газа через вращающийся слой жидкости, при этом, осуществляется закрутка самого газа. Считается, что такой принцип пылеулавливания выдает максимальную эффективность при наименьшем гидравлическом сопротивлении аппарата по сравнению с другими скрубберами. К недостаткам вихревого скруббера относится повышенный абразивный износ направляющего аппарата, склонность к его зарастанию отложениями, наличие масштабного перехода (снижение эффективности при увеличении диаметра аппарата), а также сложности организации совместной работы нескольких скрубберов из-за нелинейности зависимости сопротивления от производительности аппарата при образовании газо-жидкостного слоя.
Относятся к разновидности барботажных аппаратов, в которых большое проходное сечение решетки позволяет осуществлять «вспенивание» толщи воды и ее интенсивное перемешивание с газом. Характерная толщина такого вспененного слоя составляет 0,15-0,3 м для аппаратов с провальными решетками и свыше 0,3 м для переливных решеток. Таким образом, пенный аппарат считается достаточно универсальным скруббером, в котором высокая эффективность пылеулавливания сочетается с хорошей абсорбционной эффективностью. Как правило, достоинства и недостатки пенных аппаратов в процессе эксплуатации зависят от используемого типа провальной решетки. На практике встречается большое количество разнообразных провальных решеток, от параллельно сваренных арматурных прутков или стальных листов с регулярными отверстиями, до сложных диспергирующих решеток с выверенной объемной геометрией. Так, использование простых перфорированных листов может приводить к раскачиванию пенного слоя, волнообразованию и зарастанию отверстий пылью. Использование провальных решеток объёмной геометрии позволяет осуществлять турбулентную стабилизацию пенного слоя с одновременным повышением надежности работы скруббера.
Купить скруббер
Скрубберы являются экологически чистым и безопасным способом очистки воздуха, поэтому их широко применяют в медицинских учреждениях, пищевой промышленности, химических заводах, а также на предприятиях, связанных с обработкой металлов и строительных материалов.
Мы специализируемся на производстве скрубберов различных мощностей, подходящих для широкого круга отраслей. «Вортэкс» использует только высококачественные материалы и современное оборудование, что гарантирует долговечность и надежность нашей продукции.
Наши специалисты готовы предложить комплексные решения для вашего бизнеса, включая установку, настройку и обслуживание скрубберов. Обращайтесь, и мы поможем вам создать безопасное и здоровое рабочее окружение для ваших сотрудников.
Скрубберы — это аппараты очистки отработанных газов, которые используются в промышленности для снижения выбросов вредных веществ в атмосферу. Они играют важную роль в защите окружающей среды и здоровья людей. Однако, как и любое другое оборудование, скрубберы требуют технического обслуживания, чтобы функционировать на должном уровне.
Для работы скруббера необходима система водооборота и водоподготовки. В самом простом случае такая система включает в себя насос, оборотный бак и систему подпитки раствора для компенсации испарения воды. При этом, уловленные из газов загрязнения, будут накапливаться в оборотном баке.
Также для работы скруббера необходимо обеспечить проток газов за счет работы вентилятора или группы вентиляторов. При этом количество газов, проходящих через скруббер, должно соответствовать требованиям технологического процесса, и отложение загрязнений в скруббере или вентиляторе не должно влиять на данный процесс.
Техническое обслуживание скрубберов включает в себя ряд мероприятий, направленных на поддержание их работоспособности и эффективности. Оно должно проводиться регулярно в соответствии с предписанным регламентом. Как правило, помимо ежедневного обхода и осмотра оборудования, раз в несколько месяцев требуется плановый ремонт или обслуживание некоторых элементов системы газоочистки. Кроме этого, сама система очистки газов должна быть оснащена датчиками и системой аварийной сигнализации, позволяющей заранее спрогнозировать выход из строя того или иного элемента системы.
Полное техническое обслуживание системы газоочистки включает следующие этапы:
1. Проверка состояния оборудования.
На этом этапе проверяются все элементы скруббера, включая визуальный осмотр внутренней части скруббера, насосов, трубопроводов и фильтров. В насадочных скрубберах особое внимание уделяется осмотру насадки, в пенных аппаратах – состоянию опорной решетки пенного слоя, в скрубберах Вентури – состояние трубы Вентури – горловины и диффузора. Отдельно фиксируется состояние каплеуловителей или сепараторов влаги, а также состояние вентиляторов на предмет наличия потеков воды или других показателей выноса жидкости из скруббера. Если обнаруживаются повреждения, износ или обрастание отложениями то необходимо провести требуемый ремонт.
2. Очистка оборудования.
Очистка скруббера от отложений и загрязнений помогает сохранить его работоспособность и необходимую степень газоочистки. Очистка может включать в себя как абразивное удаление отложений, так и промывку фильтров, промывку насадок и трубопроводов, а также удаление отложений различными химическими средствами.
3. Замена расходных материалов.
Некоторые типы скрубберов имеют расходные материалы, например, насадочные скрубберы требуют своевременной замены насадки. Также часто требуется замена каплеуловителей или сепараторов. Некоторые элементы скруббера могут выходить из строя из-за химической коррозии при улавливании химически агрессивных газов. Такая замена прописана в регламенте обслуживания скруббера и необходима для поддержания эффективности работы скруббера и снижения риска выхода из строя оборудования.
4. Настройка оборудования.
Настройка скруббера включает в себя наладку работы всей системы газоочистки для соответствия требуемым характеристикам, в первую очередь это обеспечение необходимой производительности по количеству очищаемых газов и достижения требуемых значений показателей очистки. Также необходимо настроить систему автоматики, включающей в себя регулировку работы вентилятора, расход воды (или химического раствора), работу дозатора подачи воды, датчики вибрации вентилятора и другое измерительное оборудование. Правильная настройка помогает достичь наилучшей эффективности очистки газов при работе скруббера и снижения выбросов вредных веществ до требуемых нормативов.
Техническое обслуживание скрубберов должно проводиться квалифицированными специалистами с опытом работы в данной области. Работники должны иметь необходимые знания и опыт работы со скрубберами, чтобы обеспечить долгосрочную эффективную работу оборудования и снизить риски его выхода из строя.
В целом, техническое обслуживание скрубберов является важным мероприятием для поддержания их работоспособности и надежности. Оно должно проводиться регулярно и включать в себя проверку состояния оборудования, очистку, замену расходных материалов и настройку.
Самый простой способ подобрать скруббер или гидрофильтр – скачать опросный лист с сайта завода-изготовителя, заполнить известные параметры и выслать обратно техническим специалистам, которые подберут необходимый мокрый пылеуловитель.
Какие условия на производстве нужно учесть при выборе скруббера (мокрого пылеуловителя)
Перед тем как подбирать мокрый пылеуловитель необходимо убедиться, что такой тип пылеуловителей вам подходит. Существуют определенные условия, ограничивающие применимость скрубберов, например:
улавливаемая пыль не должна цементироваться после контакта с водой;
пыль не должна химически реагировать с водой, выделяя взрывоопасные газы, например, водород. К таким материалам относятся некоторые металлы – алюминий, магний и т.п.
пыль должна быть в своей массе достаточно крупная, нет смысла устанавливать скруббер на пыль мельче 1-3 мкм – для таких частиц существуют другие методы фильтрации.
Условия эксплуатации гидрофильтра должны соответствовать положительным температурам окружающей среды.
Также необходимо помнить, что очищенный воздух после мокрого пылеуловителя имеет повышенную влажность, и при снижении температуры возможно выпадение конденсата в воздуховодах. Обычно очищенный воздух немного подогревают, а воздуховоды дополнительно утепляют, чтобы температура не опускалась ниже точки росы.
Мокрый пылеуловитель использует воду для удаления уловленной пыли, поэтому необходимо решение для слива грязной воды. Это может быть промышленная канализация, или система осветлителей и фильтрация воды. Вопрос куда девать грязную воду необходимо прорабатывать заранее.
После того, как Вы убедились, что для имеющейся задачи можно использовать мокрые пылеуловители, и вопрос с подводом чистой и удалением грязной воды решен, можно приступать непосредственно к подбору мокрого пылеуловителя.
Подбор скруббера (мокрого пылеуловителя) в зависимости от требуемой производительности
Основная характеристика любого мокрого пылеуловителя – это его производительность, м3/ч. Производительность скруббера определяется на стадии проектирования системы аспирации, и определяет габаритные размеры мокрого пылеуловителя.
Если производительность по очищаемым газам должна меняться в процессе работы, то необходимо этот диапазон учитывать при подборе мокрого пылеуловителя, — некоторые типы скрубберов чувствительны к перепаду производительности (пенные, центробежные скрубберы), другие менее чувствительны (оросительные, полые скрубберы). Существуют различные технические решения для компенсации перепада производительности по очищаемым газам.
Для правильного подбора вентилятора необходимо знать производительность и гидравлическое сопротивление скруббера, Па. Обычно гидравлическое сопротивление современных гидрофильтров составляет 1,0-2,5 кПа. Как правило, существует энергетическая зависимость между степенью очистки от пыли и гидравлическим сопротивлением – чем выше требуется эффективность очистки, тем выше должны быть гидравлические потери на скруббере.
Эффективность очистки от пыли в скруббере зависит от типа скруббера и характеристик самой пыли. Крупная, тяжелая, гидрофильная пыль улавливается в любом мокром пылеуловителе с максимальной эффективностью. Для расчета ожидаемой эффективности пылеулавливания необходимо знать фракционный состав пыли и ее плотность.
Решения для очистки воздуха от «Вортэкс»
Мокрые пылеуловители являются экологически чистым и безопасным способом очистки воздуха, поэтому их широко применяют в медицинских учреждениях, пищевой промышленности, химических заводах, а также на предприятиях, связанных с обработкой металлов и строительных материалов.
Мы специализируемся на производстве мокрых пылеуловителей различных мощностей, подходящих для широкого круга отраслей. «Вортэкс» использует только высококачественные материалы и современное оборудование, что гарантирует долговечность и надежность нашей продукции.
Наши специалисты готовы предложить комплексные решения для вашего бизнеса, включая установку, настройку и обслуживание мокрых пылеуловителей. Обращайтесь, и мы поможем вам создать безопасное и здоровое рабочее окружение для ваших сотрудников.
Пылеуловители — это устройства, предназначенные для улавливания твердых или жидких частиц из потока газа.
В зависимости от свойств пыли, которую следует поймать, используются пылеуловители, работающие на различных физических принципах.
Так, для крупной и тяжелой пыли применяют инерционные пылеуловители, например циклоны.
Для мелкой и легкой пыли используют пылеуловители с тканевыми фильтрами или с электростатическим механизмом улавливания.
Для мелкой и слипающейся пыли лучше использовать мокрые пылеуловители.
Существует большое количество типов пылеуловителей, и для каждой задачи необходим правильный подбор аппарата не только по производительности и другим техническим критериям, но по изначальному принципу механизма пылеулавливания.
Основные виды пылеуловителей и их особенности
Циклон пылеуловитель
Наиболее распространенный аппарат инерционной очистки газов. Циклоны применяются как самостоятельные аппараты, так и в качестве первой ступени очистки перед тканевыми или электрическими фильтрами. К достоинствам циклонов относят простоту конструкции, небольшие габаритные размеры. К недостаткам – низкую степень пылеулавливания для частиц мельче 5 — 10 микрон, наличие масштабного перехода – чем больше диаметр циклона, тем ниже его эффективность. Как правило, циклоны являются сухими пылеуловителями, но если на вход циклона или по внутреннему диаметру его корпуса подать воду, то такой циклон относят к мокрым пылеуловителям. Подача воды в циклон позволяет немного повысить степень очистки газов, а также осуществлять отвод уловленной пыли в виде шламовой воды. Следует помнить, что мокрые пылеуловители нельзя использовать при отрицательных температурах.
Рукавные фильтры
Такой тип пылеуловителей применяется для очистки газов от сухой неслипающейся пыли. В качестве фильтровального материала могут использоваться различные нетканые материалы из синтетических волокон. Улавливание пыли происходит на внешней поверхности рукавов, накопление пыли сопровождается увеличением гидравлического сопротивления пылеуловителя, поэтому требуется регулярная регенерация – обратная импульсная продувка рукавов или встряхивание. Принцип работы пылеуловителя не допускает эксплуатацию данного типа аппаратов в условиях, когда на рукавах возможно выпадение конденсата. Намокшая пыль не сбрасывается с рукавов и в ряде случаев цементируется. Основные причины аварийного выхода из строя рукавных фильтров связаны с отказом системы регенерации и с обрывом рукавов.
Электрофильтры
Аппараты, позволяющие добиться высокой степени очистки газов от пыли с мелким фракционным составом. Конструкция пылеуловителя достаточно громоздкая, так как принцип действия пылеуловителя основан на осаждении предварительно заряженных частиц пыли под влиянием электрического поля, при этом скорость потока газов должна быть низкой. Как правило, электрофильтры применяются в качестве последней, финишной ступени очистки газов, а в качестве первой ступени используются циклоны или скрубберы.
Скрубберы и мокрые пылеуловители
Аппараты, как правило, работающие на инерционно-ударном механизме пылеулавливания с применением воды или водных растворов. Устройство пылеуловителей использующих воду достаточно разнообразно – существуют форсуночные, насадочные, скоростные, пенные и другие скрубберы. У каждого типа мокрого пылеуловителя есть свои особенности, но их объединяет общее ограничение – мокрые пылеуловители нельзя использовать для улавливания цементирующейся пыли и нельзя работать при отрицательных температурах газа.
Решения для очистки воздуха от «Вортэкс»
Мокрые пылеуловители являются экологически чистым и безопасным способом очистки воздуха, поэтому их широко применяют в медицинских учреждениях, пищевой промышленности, химических заводах, а также на предприятиях, связанных с обработкой металлов и строительных материалов.
Мы специализируемся на производстве мокрых пылеуловителей различных мощностей, подходящих для широкого круга отраслей. «Вортэкс» использует только высококачественные материалы и современное оборудование, что гарантирует долговечность и надежность нашей продукции.
Наши специалисты готовы предложить комплексные решения для вашего бизнеса, включая установку, настройку и обслуживание мокрых пылеуловителей. Обращайтесь, и мы поможем вам создать безопасное и здоровое рабочее окружение для ваших сотрудников.
Газопромыватель, гидрофильтр, скруббер – в техническом смысле это синонимы, обозначающие аппараты мокрой газоочистки. У каждого типа мокрого газоочистного аппарата есть свои преимущества и свои недостатки. На наш взгляд, из всего многообразия аппаратов мокрой газоочистки только технология МВГ покрывает потребности 90% задач и при этом обладает неоспоримыми преимуществами.
Сравнение «Вортэкс МВГ» с другими мокрыми пылеуловителями
Пенные аппараты
Пенные аппараты в классическом исполнении одни из самых надежных и универсальных мокрых пылеуловителей. Самым важным элементом пенного аппарата является провальная решетка, на устройство и геометрию которой нет жестких стандартов. В результате, в качестве провальной решетки могут встречаться как приваренные параллельно арматурные прутки, так и стальные листы с отверстиями различной формы. Провальные решетки в виде перфорированных листов и прутков для стабильной работы на больших производительностях для равномерности слоя необходимо дооснащать стабилизационными решетками. В технологии МВГ, которая является вариантом пенного аппарата, в качестве провальной решетки используется запатентованная дисперсионная решетка со специальной 3Д-геометрией. Дисперсионная решетка в пенном аппарате:
Повышает эффективность очистки за счет формирования встречных вихрей;
Автоматически происходит турбулентная стабилизация пенного слоя, чем обеспечивается устойчивая работа аппарата на сколь угодно высоких производительностях;
Отсутствует абразивный износ или зарастание, что делает данную технологию одной из самых некапризных и надежных;
Позволяет стабильно работать аппарату при минимальном расходе воды любого качества.
Горизонтальный форсуночный скруббер
1-форсунки; 2-ударная решетка или слой насадки; 3- жалюзийный каплеуловитель; 4-емкость с раствором или водой; 5-насос.
Горизонтальный форсуночный скруббер в простом исполнении представляет собой орошаемый горизонтальный газоход, с установленными форсунками полного распыла. В продвинутом исполнении данный аппарат оснащается дополнительным каплеуловителем и форсунками тонкого распыла, расставленными с учетом равномерности поля орошения (иногда в несколько ярусов). Также устанавливается оборотный бак, система тонкой очистки воды, высоконапорный насос.
Несомненными преимуществами данной технологии по сравнению с МВГ являются:
Низкое гидродинамическое сопротивление (в основном каплеуловитель);
Низкая высота установки.
Недостатки:
Высокое требование к качеству воды, необходимость тщательной фильтрации подаваемой воды;
Наличие высоконапорного насоса;
Капризность форсунок – необходимость регулярной проверки и замены вышедших из строя;
Относительно низкая эффективность очистки от твердых частиц.
Несмотря на недостатки, горизонтальный форсуночный скруббер находит применение в системах, где требуется хорошая абсорбция газообразных примесей, есть ограничения по высоте установки и нет возможности установить мощный напорный вентилятор. Например, вентиляция воздуха животноводческих ферм часто дооснощается горизонтальными форсуночными скрубберами.
Вертикальный форсуночный скруббер
1-форсунки; 2-первый ярус орошения; 3-второй ярус орошения; 4-жалюзийный каплеуловитель; 5-насос; 6 –емкость с раствором или водой.
Вертикальный форсуночный скруббер также называют полым скруббером. Данная технология очистки известна давно, недостатки таких скрубберов, как и горизонтальных форсуночных скрубберов, приведены ниже:
Высокое требование к качеству воды, необходимость тщательной фильтрации подаваемой воды;
Наличие высоконапорного насоса;
Капризность форсунок – необходимость регулярной проверки и замены вышедших из строя;
Относительно низкая эффективность очистки от твердых частиц.
Преимущества полого скруббера:
Низкое гидравлическое сопротивление;
Повышенное время контакта фаз (при наличии нескольких ярусов орошения), что важно для некоторых химических задач.
Насадочный скруббер
1-форсунки; 2 – слой насыпной насадки; 3- система орошения насадки; 4 – жалюзийный каплеуловитель; 5-насос; 6-емкость с раствором или водой.
Насадочный скруббер изначально был разработан в качестве альтернативы полому скрубберу. Сложности с равномерным распылом жидкости и капризностью форсунок в полом скруббере привели к созданию менее требовательного к качеству распыла насадочного скруббера.
Однако, в процессе эксплуатации насадочного скруббера, часто происходят следующие негативные явления:
Вместо равномерного смачивания насадки по высоте происходит слияние жидкости в устойчивые струи и «русла» внутри насадки, поэтому существенная часть насадки остается сухой.
Насадка склонна забиваться пылью или зарастать иными отложениями.
По этим причинам, постепенно в процессе работы, насадочный скруббер снижает свою эффективность очистки и повышает гидравлическое сопротивление. Периодически насадку приходится «ворошить» или заменять на новую.
Также для насадочного скруббера диапазон эффективной очистки газа достаточно мал – при небольших скоростях газа не достигается необходимая эффективность, при высоких скоростях газа случается «подвисание» насадки.
Для ряда задач, в основном химического характера, связанных с абсорбцией вредных газов и требованием длительного временного контакта газ/жидкость насадочные скрубберы находят применение.
Преимущество насадочного скруббера по сравнению с МВГ можно найти только одно – длительное время контакта, полученное за счет существенного увеличения габаритных размеров аппарата.
Насадочный скруббер с подвижной насадкой
1-форсунки; 2 – подвижная насадка; 3 – система орошения; 4 –жалюзийный каплеуловитель; 5 – насос; 6 – емкость с раствором или водой; 7 – ограничители для насадки.
Сложности эксплуатации насадочного скруббера, связанные с зарастанием насадки привели к созданию насадочного скруббера с подвижной насадкой. Для небольшой производительности по газу вполне реально создать кипящий слой из смоченной насадки. Однако диапазон рабочего режима по производительности таких скрубберов узкий, также сложности с масштабным переходом не позволили этой технологии найти широкое применение в промышленности.
Центробежно-барботажный аппарат (ЦБА)
ЦБА — наиболее молодая технология мокрого пылеулавливания, которая обладает рядом существенных преимуществ. В первую очередь, к ним относится высокая степень очистки газа на мелких фракциях пыли. Так, можно утверждать, что при условии одинакового гидравлического перепада, степень улавливания частиц размером 1-5 мкм у ЦБА будет выше, чем у любого другого типа скруббера. Однако, для большинства задач такое преимущество не является приоритетным. Часто требуется не максимально возможная эффективность очистки, а достаточная, чтобы удовлетворять требованиям надзирательных органов Охраны Природы. Что касается надежности и износостойкости – тут требования всегда максимальны, но ЦБА не всегда могут их обеспечить. Более детальное сравнение МВГ и ЦБА можно прочитать в статье (ссылка)
Скруббер Вентури
1- труба Вентури; 2 –форсунка; 3 – тангенциальный ввод; 4 – корпус центробежного каплеуловителя; 5 – емкость с раствором или водой; 6 – насос.
Скруббер Вентури это один из самых распространенных типов мокрых пылеуловителей. Простое устройство и надежность – основные преимущества данного типа пылеуловителя. Недостатки скруббера Вентури проявляются с увеличением габаритов – на большие расходы газа требуется равномерно раздать воду в горловине трубы Вентури, что не всегда получается. По причине неравномерной подачи воды степень очистки в скруббере Вентури не достигает теоретического максимума. Также стоит отметить, что из-за высоких скоростей газа в горловине трубы (не менее 25 м/с) время контакта газ/жидкость крайне мало для эффективной абсорбции газообразных загрязнителей. Степень очистки газов от пыли пропорциональна скорости газов в трубе Вентури, поэтому, для достижения требуемых значений эффективности приходится держать высокие скорости. Гидравлическое сопротивление аппарата при увеличении скорости увеличивается в квадратичной зависимости, поэтому скрубберы Вентури считаются энергозатратными аппаратами, и их гидравлическое сопротивление обычно не ниже 5000 Па. В качестве каплеуловителя чаще всего используется одиночный циклонный сепаратор типа КЦТ, что также становится существенным недостатком на больших производительностях. Причина состоит в том, что циклонный каплеуловитель, как и все циклоны, имеет «масштабный переход» и с увеличением размеров его эффективность снижается. Преимущества МВГ перед скруббером Вентури с увеличением расхода газа проявляются очевиднее – гидравлическое сопротивление ниже, нет выноса капельной жидкости, более широкий диапазон рабочего режима.
Решения для очистки воздуха от «Вортэкс»
Мокрые пылеуловители являются экологически чистым и безопасным способом очистки воздуха, поэтому их широко применяют в медицинских учреждениях, пищевой промышленности, химических заводах, а также на предприятиях, связанных с обработкой металлов и строительных материалов.
Мы специализируемся на производстве мокрых пылеуловителей различных мощностей, подходящих для широкого круга отраслей. «Вортэкс» использует только высококачественные материалы и современное оборудование, что гарантирует долговечность и надежность нашей продукции.
Наши специалисты готовы предложить комплексные решения для вашего бизнеса, включая установку, настройку и обслуживание мокрых пылеуловителей. Обращайтесь, и мы поможем вам создать безопасное и здоровое рабочее окружение для ваших сотрудников.
Мокрые пылеуловители, в отличие от сухих, в процессе очистки воздуха или газов используют воду либо водные растворы химических реагентов. Мокрый пылеуловитель — это, по сути, устройство для промывки воздуха или другого газа.
К мокрым пылеуловителям относятся разного рода скрубберы, газопромыватели, гидрофильтры, мокрые пылесосы, мокрые циклоны, ротоклоны, пенные аппараты и так далее, существует множество конструкций и их торговых наименований.
В общем смысле, принцип действия мокрых пылеуловителей состоит в том, чтобы раздробить воду на множество капель или пузырей и добиться большой поверхности контакта фаз газ/жидкость. Чтобы раздробить воду необходимо приложить энергию, это может быть энергия насоса (для форсуночных скрубберов), энергия вентилятора или даже механическое перемешивание. В результате, при прохождении запыленного воздуха через завесу капель происходит столкновение летящих частиц с каплями воды и их прилипание к ним. Загрязненная вода отводится из аппарата, а очищенный от частиц воздух направляется в каплеуловители (сепараторы). Каплеуловители, как следует из названия, предназначены для удаления из потока воздуха остаточных капель жидкости. После капелуловителей очищенный влажный воздух, без содержания капельной влаги, выводится из пылеуловителя.
Абсорбция и хемосорбция — улавливание газов в мокрых пылеуловителях
Использование воды в мокрых аппаратах позволяет кроме очистки газов от пыли также производить их очистку от газообразных примесей. Дело в том, что вода является универсальным растворителем и поглощает (растворяет) в себе газы, с которыми контактирует. Такой процесс называется абсорбцией.
Степень поглощения конкретных газов водой пропорциональна их растворимости в воде. Абсорбция происходит в соответствии с законом Дальтона – газ из воздуха будет поглощаться водой до выравнивания концентраций в воде и над поверхностью воды, но не более предела растворимости, который можно найти в справочниках для каждого конкретного газа. Для того, чтобы увеличить степень абсорбции газов в воду добавляют химические реагенты, которые «связывают» уже растворенные в воде газы и позволяют существенно увеличить количество поглощаемого газа на единицу объема воды, получается хемосорбционный процесс.
Например, для хемосорбции кислых газов, таких как оксид серы SO2 или оксиды азота NOx в воду добавляют щелочь. Так как расход щелочи может быть существенным, к выбору щелочи необходимо подходить тщательно, например, для достижения высокой степени очистки воздуха используют дорогостоящую каустическую соду – NaOH, а применение гашеной извести Ca(OH)2 выходит дешевле, но с несколько худшими результатами.
Степень абсорбции газов в мокрых пылеуловителях
Мокрые аппараты, которые разработаны в первую очередь для абсорбции газовых примесей, а не для пылеочистки называют абсорберами. Абсорберы отличаются от большинства мокрых пылеуловителей увеличенными габаритами, которые позволяют обеспечить длительный по времени контакт очищаемого газа и раствора, что принципиально важно, так как химические реакции в растворе требуют времени.
Для эффективной работы мокрых пылеуловителей время контакта не так важно, гораздо важнее создать условия для инерционного улавливания частиц – высокие скорости газа и резкое изменение его траектории. Важно помнить, что даже для высокоскоростных мокрых пылеуловителей, таких как скруббер Вентури, абсорбция газов всегда присутствует. Так, если установить мокрый пылеуловитель на очистку дымовых газов от частиц золы, то одновременно с улавливанием золы будет происходить абсорбция дымовых газов, и в случае работы на замкнутом водообороте показатель рН воды может снизиться, что, в свою очередь может привести к сильной химической коррозии аппарата.
Характеристики мокрых пылеуловителей
На практике часто требуются мокрые аппараты способные обеспечить как хорошую эффективность очистки от пыли, так и хорошую степень абсорбции газообразных примесей.
Кроме показателя степени эффективности очистки от пыли и газовых примесей у мокрых пылеуловителей есть другие важные характеристики. К ним относятся: габаритные размеры, требуемое количество воды для работы, требования к качеству воды, энергозатраты (гидравлическое сопротивление аппарата), надежность узлов, удобство обслуживания и так далее. По этой причине выбор типа мокрого пылеуловителя для потребителя является достаточно сложной задачей.
Виды мокрых пылеуловителей
Скруббер Вентури
Схема скруббера Вентури
Скруббер Вентури состоит из трубы Вентури и каплеуловителя. Труба Вентури это простое устройство, позволяющее скоростным напором газа раздробить струю жидкости на мельчайшие капли. Например, простые механические карбюраторы, используемые для подачи топлива перемешанного с воздухом в цилиндр двигателя, представляют собой именно трубу Вентури.
Скруббер Вентури достаточно распространенный вид мокрого пылеуловителя. Основные преимущества такого аппарата – простое устройство и относительно высокая эффективность. Эффективность очистки зависит скорости газа в горловине трубы – не ниже 25-30 м/с. Для поддержания высокой скорости приходится затрачивать много энергии на преодоление гидравлического сопротивления. По этой причине сопротивление скрубберов Вентрури составляет не менее 5000 Па для получения приемлемой эффективности очистки, и аппарат получается энергозатратным.
В качестве каплеуловителя у скруббера Вентури, как правило, выступает циклонный сепаратор капель.
Эжекторный скруббер
Эжекторный скруббер состоит из трубы Вентури, в горловину которой напорной форсункой подается жидкость под высоким давлением. В результате получается эжектор, который позволяет перемещать газы за счет энергии насоса и снизить нагрузку с вентилятора, а в некоторых случаях вообще не использовать вентилятор. Такой скруббер актуален для улавливания взрывоопасной пыли или очистки взрывоопасных газов. По сравнению с другими пылеуловителями эжекторный скруббер считается низкоэффективным и энергозатратным.
Полый и насадочный скруббер
Схема полого скруббера
Полый скруббер в простом случае представляет собой расширенный вертикальный газоход с установленными форсунками для орошения газов. Для предотвращения выноса капель скорости газа в таком скруббере держат низкими, следовательно, габариты скруббера получаются достаточно большие. Для достаточной эффективности пылеулавливания необходимо применять напорные форсунки в большом количестве, по причине повышенного требования к качеству воды форсунки часто забиваются и выходят из строя. Полые скрубберы редко используются для пылеочистки, чаще для задач абсорбции с применением нескольких ярусов форсунок.
Схема насадочного скруббера
Насадочный скруббер по внешнему виду напоминает полый скруббер, но внутри заполнен насадкой. В качестве насадки раньше применяли битый кирпич, деревянные бруски. Сейчас используют специально изготовленные элементы – кольца Рашига, седла Берля – в случае навальной насадки, а в случае регулярной специальные перфорированные пластины. Газ движется снизу вверх, сквозь слой насадки. В верхней части скруббера расположены форсунки, распыляющие жидкость на насадку, сквозь которую она стекает вниз. В результате хорошей смачиваемости насадки достигается большая площадь контакта газа и жидкости. Для пылеулавливания насадочные скрубберы используют редко, так как пыль забивает щели в толще насадки, гидравлическое сопротивление скруббера растет и требуется регулярное ворошение, перемешивание насадки.
Пенный аппарат (пенный скруббер)
Пенный аппарат представляет собой устройство, в котором загрязненный газ, двигаясь снизу вверх, проходит сквозь решетку, на которую подается вода. В простом случае решетка это лист с отверстиями, изготовленный из металла или пластика. В зависимости от формы и количества отверстий на решетке можно сформировать пенный или барботажный режим взаимодействия воды и газа. Чаще всего используют «провальные» решетки, в которых вода стекает сквозь отверстия вниз аппарата. К достоинствам пенных скрубберов относится надежность и эффективность, к недостаткам – сложность очистки больших объемов газа из-за неравномерности пенного слоя на поверхности решетки, образования волн и раскачивания пенного слоя.
Ротоклон
Ротоклон это скруббер ударно-инерционного действия, в котором газ сначала ударяется о толщу воды, а потом направляется в щель, образованную поверхностью воды и внутренним элементом скруббера. В результате такого движения газ резко меняет направление, а также захватывает часть воды и интенсивно с ней перемешивается. Ротоклоны считаются надежными аппаратами, нетребовательными к качеству воды и при этом достаточно эффективными пылеуловителями, но достаточно габаритными и тяжелыми.
Мокрый циклон, циклон с водяной пленкой
Мокрые циклоны и циклоны с водяной пленкой – это скрубберы, совмещающие циклон – аппарат сухой инерционной очистки и промывку газа водой. При распылении воды внутри циклона можно повысить его эффективность пылеулавливания, но не до такой степени, как в специальных мокрых пылеуловителях. В ряде случаев мокрый циклон уступает в надежности сухим циклонам, стенки мокрого циклона склонны к зарастаниям и требуют регулярной чистки.
Центробежно-барботажный аппарат (ЦБА)
Центробежно-барботажные аппараты это относительно новые устройства, предназначенные для очистки газа от пыли, в которых организован вращающийся газо-жидкостный слой, при этом в самом скруббере нет подвижных или вращающихся элементов. Слой жидкости закручивается и вращается за счет энергии набегающего газа, который вынужден проходить сквозь вращающий слой жидкости, сталкиваться с ней и разбивать на мельчайшие капли. Дополнительно на закрученный поток газа действуют центробежные силы, что позволяет улавливать самую мелкую пыль. По соотношению фракционной эффективности улавливания мелких частиц пыли и затраченной на это энергии вентилятора, центробежно-барботажные аппараты считаются одними из самых эффективных аппаратов. Несмотря на высокую эффективность ЦБА имеют рад недостатков, таких как абразивный износ направляющих элементов, сложность в очистке больших объемов газа.
Достоинства и недостатки
Недостатки мокрых пылеуловителей заключаются в использовании воды, и связанными с ней ограничениями:
Недопустимо использование мокрых пылеуловителей при отрицательных температурах из-за замерзания воды.
При очистке газов водой происходит охлаждение очищаемых газов, что иногда является плюсом, а иногда минусом мокрых пылеуловителей.
Очищенный газ содержит большое количество паров воды и при дальнейшем охлаждении эта влага может выпасть в виде конденсата в газоходах. Чтобы избежать выпадения конденсата часто газоходы утепляют, а также иногда подогревают очищенный газ.
Использованную воду с пойманными частицами пыли необходимо куда-то утилизировать или частично производить ее очистку, удаляя пойманную пыль во влажном виде.
Достоинства мокрых пылеуловителей:
Достаточно высокая эффективность очистки при небольших габаритах, и, следовательно, невысокая стоимость самой очистки газа или воздуха.
Возможность очистки газов с высокой входной температурой.
Очистка газов не только от пыли (твердых частиц), но и от жидких частиц, туманов, а также от газообразных примесей.
Решения для очистки воздуха от «Вортэкс»
Мокрые пылеуловители являются экологически чистым и безопасным способом очистки воздуха, поэтому их широко применяют в медицинских учреждениях, пищевой промышленности, химических заводах, а также на предприятиях, связанных с обработкой металлов и строительных материалов.
Мы специализируемся на производстве мокрых пылеуловителей различных мощностей, подходящих для широкого круга отраслей. «Вортэкс» использует только высококачественные материалы и современное оборудование, что гарантирует долговечность и надежность нашей продукции.
Наши специалисты готовы предложить комплексные решения для вашего бизнеса, включая установку, настройку и обслуживание мокрых пылеуловителей. Обращайтесь, и мы поможем вам создать безопасное и здоровое рабочее окружение для ваших сотрудников.
ООО Вортэкс специализируется на разработке и производстве аппаратов мокрой газоочистки, в том числе усовершенствованных центробежно-барботажных аппаратов (ЦБА) — вихревых гидрофильтров. Большой накопленный опыт работы, понимание сложностей, связанных с длительной эксплуатацией таких аппаратов, их преимуществ и недостатков, привели в конечном итоге к разработке аппаратов нового типа – Мультивихревых гидрофильтров (МВГ).
Первые разработки ЦБА появились в 80-х годах прошлого века в Институте теплофизики СО РАН, и представляли собой модели интенсивных аппаратов, обладающих высокой производительностью, высокой эффективностью и малыми геометрическими габаритами. Предполагалось, что в скором времени ЦБА заменят большинство мокрых скрубберов – скрубберы Вентури, пенные аппараты и др. Однако, на практике внедрение ЦБА столкнулось с рядом проблем, которые оказались достаточно серьезными, и многие предприятия, уже установившие батареи ЦБА, были вынуждены их полностью демонтировать. Так, например, предприятия энергетики Новосибирскэнерго, Иркутскэнерго, поначалу с энтузиазмом начавшие внедрять ЦБА для очистки дымовых газов угольных котельных, в результате были вынуждены полностью заменить их другими типами аппаратов.
Основные причины неудовлетворительной работы ЦБА заключались в склонности к зарастанию отложениями, износу направляющих лопаток, нестабильной работе в групповом исполнении, высокой чувствительности к изменению входных характеристик газа и пр. Чтобы избавить ЦБА от этих недостатков специалисты ООО «Вортэкс» сделали множество доработок и усовершенствований, что позволило значительно увеличить эксплуатационную пригодность и производить их под брендом «Вихревые гидрофильтры». Тем не менее, необходимо отметить, что даже усовершенствованные установки этого типа имеют существенные ограничения и обладают преимуществами только для узкого ряда задач. Эти ограничения наложены самим принципом работы центробежно-барботажного аппарата.
Принцип действия ЦБА
В основу работы ЦБА положен принцип удержания газо-жидкостного слоя центробежными силами, которые могут быть существенно больше гравитационных сил. Загрязненный поток газа проходит через неподвижный направляющий аппарат (расположенные по окружности лопатки), закручивается и вовлекает во вращательное движение жидкость, которая прижимается центробежными силами к внутренней стороне того же направляющего аппарата. В результате, вновь поступающий газ вынужден преодолевать сопротивление вращающейся жидкости, барботировать сквозь нее, тем самым происходит дробление жидкости на мельчайшие капли, — так формируется вращающийся газожидкостный слой, удерживаемый в камере центробежными силами. Этот слой, образующийся в поле центробежных сил, имеет высокоразвитую поверхность контакта фаз, и, соответственно, высокую эффективность их взаимодействия.
Принцип действия МВГ
Газ проходит сквозь диспергирующую решетку особой конструкции снизу вверх, а орошающая жидкость свободным истечением подается на нее сверху. Струи газа, формируемые отверстиями решетки, имеют наклон в разные стороны, что приводит к взаимно перекрещенной структуре их течений. В процессе взаимного проникновения струй друг в друга скачкообразно растут относительные скорости между газовой средой и каплями жидкости в этих струях. В результате образуется сильно турбулентный дисперсный газожидкостный слой (пена), равномерно заполняющий все пространство над решеткой. При достижении некоторой высоты слоя, вода под действием силы тяжести начинает продавливаться вниз сквозь решетку.
Разработка МВГ является следствием работы над совершенствованием Вихревых гидрофильтров, поскольку основными требованиями потребителей были аппараты, нетребовательные к качеству жидкости, к перепадам расхода газа, не имеющие сложностей в эксплуатации, износа, зарастания, каплеуноса и так далее, но при этом, обеспечивающие требуемую эффективность очистки газов. Ниже подробно рассмотрены основные характеристики МВГ и Вихревых гидрофильтров для наиболее рационального выбора типа аппарата для поставленной задачи.
Сравнение мокрых пылеуловителей производства «Вортэкс»
Эффективность газоочистки
Вихревой гидрофильтр
Несомненно, Вихревой гидрофильтр является наиболее эффективным аппаратом для аспирационных задач на мелких аэрозолях.
Для абсорбционных задач, несмотря на развитую поверхность контакта фаз, часто не хватает времени взаимодействия для эффективного поглощения газообразных загрязнителей, и эффективность Вихревого гидрофильтра недостаточна.
МВГ
Для аспирационных задач при улавливании частиц размером менее 1 мкм эффективность МВГ уступает Вихревому гидрофильтру. Однако, в большинстве случаев доля таких частиц в общем спектре пылевого потока невелика, поэтому абсолютная разница эффективности незначительна — 99,8% у Вихревого гидрофильтра и — 99,6% у МВГ.
Диапазон производительности по очищаемому газу
Вихревой гидрофильтр
Наиболее распространенным режимом его работы является такой, чтобы сопротивление направляющего аппарата с вращающимся газожидкостным слоем составляло 1-1,5 кПа. Обычно это достигается при скоростях газа в щелях направляющего аппарата около 20 м/с, при этом скорость слоя составляет примерно 5 м/с. В первом приближении между этими скоростями существует прямая зависимость, и при этом практически нет зависимости от диаметра направляющего аппарата. Центробежное ускорение, удерживающее слой: aцентр = V2/R для направляющего аппарата диаметром ~250 мм составляет ~100 м/с2 (~10g). Реализуемые слои обычно имеют толщину ~40 мм. При расчетах необходимо учитывать поле силы тяжести Земли, что приводит к поправке конфигурации внутренней границы слоя из цилиндра в раскрывающийся вверх конус с углом раскрытия около 6° (tg(6°)~1/10). Таким образом, при высоте цилиндрического направляющего аппарата 400 мм толщина слоя в его верхней части уменьшается настолько, что фактически переходит в режим пленки с низкой эффективностью контакта. Этот эффект можно компенсировать, изначально придавая направляющему аппарату конусность, но при изменении расхода воздуха, как в меньшую, так и в большую сторону от расчетной, изменяется скорость слоя и, соответственно, угол конусности слоя, что приводит к неоднородной толщине слоя по высоте. Такой подход, безусловно, снижает эффективность Вихревых гидрофильтров при отклонениях от расчетных режимов работы, причем, чем больше производительность аппарата, тем сильнее выражен этот эффект.
МВГ
Диспергирующая решетка рассчитана на максимальную производительность, ограниченную значительным выносом воды в виде капель восходящим потоком воздуха. При пониженных расходах очищаемого воздуха можно увеличить подачу орошающей жидкости, тем самым поддерживая «кипящий» газожидкостный слой и, соответственно, требуемую эффективность очистки воздуха. Таким образом, полноценную очистку можно осуществлять даже при понижении расхода воздуха до 50% от номинального. Это свойство не зависит от размеров МВГ и, соответственно, от его максимальной производительности.
Диапазон подачи орошающей жидкости
Иногда для решения химических (абсорбционных) задач необходимо подавать большое количество орошающей жидкости. Вихревой гидрофильтр и МВГ ведут себя по-разному при увеличении подачи воды.
Вихревой гидрофильтр
Поскольку раскрутка воды в направляющем аппарате происходит энергией воздуха, то при значительном увеличении подачи воды ее скорость вращения, а также центробежные силы, удерживающие слой, уменьшаются, слой «опадает», и эффективность очистки значительно снижается.
МВГ
В МВГ можно подавать увеличенный расход воды при пониженном расходе воздуха. Увеличенное количество воды, проваливаясь сквозь решетку, уменьшает эффективное сечение ее щелей, тем самым скорость воздуха поддерживается на достаточном уровне для нормального формирования слоя и эффективной его очистки.
Равномерность работы
Вихревой гидрофильтр
Практически всегда при его работе в слое возникает неустойчивость в виде периодически нарастающей волны высотой, соизмеримой с толщиной слоя, с дальнейшим ее разрушением. Внешне это проявляется механическим «раскачиванием» аппарата и пульсацией его сопротивления. Вследствие этого, в системах, где необходимо поддерживать разрежение с точностью до десятков паскалей, применение Вихревого гидрофильтра весьма проблематично.
МВГ
При работе МВГ разнонаправленность струй исключает образование каких-либо волновых процессов в газожидкостном слое и, соответственно, пульсации его сопротивления практически отсутствуют.
Особенности подачи воды
Вихревой гидрофильтр
При его работе слой очень интенсивно омывает внутреннюю поверхность направляющего аппарата, при этом внешняя сторона, требует принудительного распределенного орошения для исключения нарастания отложений. Таким образом, необходима подача воды под давлением через сопла/форсунки. Система регулировки и контроля подачи воды выполняется в достаточно сложном виде.
МВГ
Орошение надрешеточного пространства в МВГ производится газожидкостным слоем. Орошение подрешеточного пространства производится водой, проваливающейся сквозь щели диспергирующей решетки. Подача воды на диспергирующую решетку происходит без давления, свободным изливанием из желоба. Это позволяет использовать чрезвычайно простые и надежные способы регулировки и контроля подачи воды, основанные на перетекании разорванной струи.
Ресурс работы
Вихревой гидрофильтр
Внутренняя сторона лопаток направляющего аппарата испытывает значительное воздействие от вращающегося газожидкостного слоя, и при наличии в очищаемом газе и/или в орошающей жидкости абразивных примесей происходит ее интенсивное истирание лопаток. Так, при очистке дымовых газов от угольных котлов ТЭЦ, лопатки, выполненные из нержавеющей стали 12Х18Н10Т толщиной 10 мм, истирались до дыр за три месяца.
МВГ
Основное взаимодействие газа и жидкости происходит при взаимном проникновении струй друг в друга, которое происходит над диспергирующей решеткой. Таким образом, на нее не оказывается абразивное воздействие. За 5 лет эксплуатации МВГ на различных задачах по аспирации переработки угля и железных руд еще ни одна решетка не вышла из строя по причине износа, при этом режим работы у них практически круглосуточный.
Масштабируемость производительности
Часто бывают ситуации, когда заказчику необходимо предсказать эффективность газоочистки от каких либо примесей разнообразными орошающими жидкостями на различных технологических задачах.
Вихревой гидрофильтр
Данные, полученные при испытаниях Вихревых гидрофильтров малых размеров, не могут достоверно переноситься на аппараты больших размеров, имеющие отличающиеся характеристики, что затрудняет прогнозирование их эффективности и эксплуатационную применимость на новых объектах.
МВГ
На сегодня не обнаружено различий в свойствах МВГ при их производительности от 1 000 м3/ч до 100 000 м3/ч, вероятно, их нет и при еще больших размерах МВГ. Это обозначает, что при внедрении МВГ на новом объекте можно использовать опыт применения МВГ другой производительности на подобной задаче, и при этом будут получены сходные результаты. На основании этого свойства неоднократно проводились предварительные испытания малоразмерного (недорогого) МВГ непосредственно на объектах заказчиков, и на основании полученных результатов внедрялось полноразмерное оборудования с минимальными издержками по настройке технологических процессов.
Итак, что же выбрать?
На основании имеющегося опыта производства и внедрения Вихревых гидрофильтров и МВГ рекомендуем обратить внимание на следующие ограничения применимости аппаратов.
Вихревой гидрофильтр не рекомендуется к применению в следующих случаях:
расход более 10 000 м3/ч (чем меньше, тем лучше);
возможно отклонение расхода воздуха на 15% от расчетного;
нет возможности настроить подачу орошающей воды с заданным давлением в диапазоне 70-150% от расчетного;
есть жесткие требования к поддержанию разрежения газа на входе в установку;
в очищаемом газе и/или орошающей воде присутствуют высоко-абразивные примеси;
на данных задачах нет опыта использования Вихревого гидрофильтра при этой производительности.
МВГ не рекомендуется к применению в следующих случаях:
требуется улавливание монодисперсного аэрозоля размером менее 1 мкм;
недостаточно места для размещения гидрофильтра малой производительности (расход газов составляет менее 3000 м3/ч);
требуется гидрофильтр, конструктивно исключающий формирование слоя жидкости толщиной более 100 мм (например, для очистки от радиоактивных примесей).
Данный обзор не охватывает всего спектра аппаратов мокрой газоочистки, и предназначен только для сравнения основных параметров и свойств выпускаемого нами оборудования – Вихревых гидрофильтров и МВГ.
Перед тем, как окончательно сделать выбор, настоятельно рекомендуем выяснить, какой был опыт внедрения оборудования, узнать особенности его применения и обслуживания на задаче, аналогичной вашей. Наши специалисты, обладающие многолетним опытом в этой тематике, всегда постараются вам помочь для достижения поставленной цели наиболее рациональным решением.
Решения для очистки воздуха от «Вортэкс»
Мокрые пылеуловители являются экологически чистым и безопасным способом очистки воздуха, поэтому их широко применяют в медицинских учреждениях, пищевой промышленности, химических заводах, а также на предприятиях, связанных с обработкой металлов и строительных материалов.
Мы специализируемся на производстве мокрых пылеуловителей различных мощностей, подходящих для широкого круга отраслей. «Вортэкс» использует только высококачественные материалы и современное оборудование, что гарантирует долговечность и надежность нашей продукции.
Наши специалисты готовы предложить комплексные решения для вашего бизнеса, включая установку, настройку и обслуживание мокрых пылеуловителей. Обращайтесь, и мы поможем вам создать безопасное и здоровое рабочее окружение для ваших сотрудников.
Получить консультацию
Узнайте стоимость и сроки поставки оборудования. Мы свяжемся с вами в течении 24 часов.
В основу работы ЦБА положен принцип удержания газо-жидкостного слоя центробежными силами, которые могут быть существенно больше гравитационных сил. Загрязненный поток газа проходит через неподвижный направляющий аппарат (расположенные по окружности лопатки), закручивается и вовлекает во вращательное движение жидкость, которая прижимается центробежными силами к внутренней стороне того же направляющего аппарата. В результате, вновь поступающий газ вынужден преодолевать сопротивление вращающейся жидкости, барботировать сквозь нее, тем самым происходит дробление жидкости на мельчайшие капли, — так формируется вращающийся газожидкостный слой, удерживаемый в камере центробежными силами. Этот слой, образующийся в поле центробежных сил, имеет высокоразвитую поверхность контакта фаз, и, соответственно, высокую эффективность их взаимодействия.
Вихревой гидрофильтр