Изготовитель газоочистного и пылеулавливающего оборудования НПО «Центр ШВ» тепло встречает своих посетителей и предлагает к рассмотрению конструктивные особенности, принцип действия, сферы применения и технические характеристики такого аппарата как сухой промышленный адсорбционный фильтр.
Прежде чем переходить к принципу работы адсорбционного фильтра, необходимо – в терминах промышленной газоочистки – вникнуть в ключевой процесс, протекающий в рабочей камере аппарата.
Адсорбция – это поглощение нежелательных газовых и микроаэрозольных примесей на поверхности (в порах) твердого микропористого материала – т.н. адсорбента.
Рассматривая адсорбционный феномен на микроскопическом уровне, можно утверждать, что улавливание веществ в каталитических фильтрах берет свое начало в электромагнитном взаимодействии:
Промышленный колонный адсорбер производства НПО «Центр ШВ» (больше фото с производства в Выполненных Проектах)
Микропористость адсорбентов, которые используются в газоочистных процедурах не влияет на электромагнитную составляющую процесса, но обеспечивает очень обширную поверхность улавливающего вещества при малом объеме.
Вдобавок, определенный тип активации, то есть, раскрытие, создание пор определенного размера, позволяет улавливать в фильтр-материале более крупные молекулярные конгломераты, которые на физическом принципе застревают в порах, (подобно тому, как крупные камешки остаются на металлической сетке при просеивании песка).
Учитывая вышесказанное, легко понять и принцип действия промышленного адсорбера для очистки воздуха или газов:
В редких случаях, на предприятиях, обрабатывающих потоки гигантских объемов, целесообразно проводить локальную регенерацию отработанного твердого сорбента – то есть, очистку, удаление уловленных соединений и восстановление исходного КПД.
Обычно для этого используются специальные регенерационные установки, осуществляющие реактивацию адсорбента продувкой перегретым паром, горячими инертными газами или путем термического прокаливания.
Регенерационная установка для восстановления эффективности сорбента
В качестве фильтрующего вещества в большинстве случаев используется активированный уголь, но фильтрующий субстрат может быть представлен и другими материалами – силикагелем, алюмосиликатами, (например, цеолитами), а также синтетическими микропористыми материалами, в том числе, с каталитической металлической диффузионной пропиткой.
Что же до формы, то наполнитель может иметь форму гранул, шариков, цилиндров, таблеток, пеллет или крошки / засыпки различной дисперсности
Угольные, цеолитные и другие, схожие по принципу действия воздухоочистители / газосепараторы, часто называют каталитическими фильтрами.
Справедливо это не только для металлизированных или металлокерамических адсорбентов, но и, например, для традиционного актикарбона. Дело в том, что захват нежелательных включений всегда строится на сочетании физиосорбции (физического захвата) и хемосорбции (химической реакции), пропорциональные соотношения которых варьируют в зависимости от условий работы фильтра.
Несмотря на кажущуюся простоту работы угольного фильтра, в процессе улавливания нежелательных компонентов всегда возникают сложные (и очень стремительные) каскады электрохимических реакций, приводящие, в итоге, к уравновешиванию и захвату поллютантов на поверхности фильтроматериала.
Каталитический металлизированный адсорбент в виде шарообразных гранул
В случае сильного смещения захвата в сторону химической реакции может наблюдаться значительный подъем температуры адсорбента.
Вдобавок, одним из важных критериев каталитической реакции является ее обратимость, что и используется в процессах десорбции уловленных соединений или элементов из наполнителя.
Конструктивно промышленный газовый адсорбер может быть выполнен как в форм-факторе колонны или башни, так и в виде горизонтального блока.
Если конструкция обеспечивает надлежащий, активный и непрерывный контакт очищаемой и очищающей сред, то ориентация не оказывает принципиального влияния на индекс эффективности аппарата, хотя, крупногабаритные адсорберы, как правило, имеют колонное исполнение, но связано это, прежде всего, с обеспечением удобства выгрузки и загрузки адсорбента.
Принципиальная схема двухадсорберной системы для обогащения биогаза. Желтым цветом обозначен контур осушения потока на базе кожухотрубного теплообменника. Разработка – НПО «Центр ШВ»
Удобнее наносить на цилиндрическую поверхность и футеровочный слой – специальное внутреннее покрытие рабочей камеры для придания агрегату свойств повышенной сопротивляемости кислым компонентам и / или высокотемпературным средам.
В канве магистральной темы необходимо упомянуть и о ФКА / АФКТ (адсорбционный фильтр кассетного типа). Модульные кассетные адсорберы, (решетчатые кассеты-картриджи заполняются адсорбентом), обычно не используются для очистки ощутимых объемов среды, а также не предназначены для работы с загрязнителями высоких концентраций. Широкого применения в промышленности эти разновидности агрегатов не нашли.
Адсорбционные (угольные, цеолитные, силикагелевые и иные) фильтры используются чуть менее, чем во всех отраслях современного производства. Для удобства сведем в таблицу промышленные применения и соотнесем их с областями промышленности.
| Отрасль | Назначение |
|---|---|
| Химия | Очистка воздуха на участках производства кислот, щелочей, эфиров, спиртов и других активных и токсичных веществ, ЛОС / ЛНС |
| Гальваника, ЦБК | Нейтрализация паров после ванн травления / электролиза / химической обработки, улавливание паров черного (сульфатного) щелока |
| Нефтехимия | Обессеривание газовых смесей, очистка дымовых компонентов после термической обработки углеводородов (прокаливание, пиролиз, крекинг, риформинг, и др). |
| Участки хранения и перелива топлива | Аварийная нейтрализация выбросов топливных углеводородных паров (бензин, керосин и др). |
| Мусоросжигание | Очистка дымовых газов перед выбросом в атмосферу, в том числе, нейтрализация опасных фуранов и диоксинов |
| Металлургия | Обессеривание и деазотирование технологических газов, улавливание галогенидов и сложных продуктов горения закалочных солей, флюсов, присадок |
| Аграрный сектор | Очистка биогаза от сероводорода, обеззараживание выбросов на участках по производству удобрений |
Аварийный адсорбер для экстренной нейтрализации выбросов углеводородных / топливных паров, финальный этап производства
Говоря об адсорбционных промышленных газовых адсорберах, следует заметить, что они могут отличаться по стационарности фильтрующего наполнителя:
Подвижный слой позволяет несколько снизить сопротивление установки и несколько увеличить активность контакта сред, но одновременно с этим начинается трение гранул друг об друга (и о стенки камеры), что ведет к повышенному износу адсорбента и образованию пылевых частиц, (в качестве последней ступени может потребоваться установка дополнительного волоконного пылеуловителя для тонкодисперсных частиц).
Неподвижный и подвижный слои, график зависимости высоты кипения от размера гранул сорбента
Несмотря на то, что в рамках данной страницы в деталях рассматриваются газовые адсорберы, важно указать, что твердосорбционные фильтры показывают отличную эффективность в очистке воды и иных жидкостей от химических примесей.
Широко применение угольных фильтров в бытовой и околобытовой водоочистке – это обессеривание, дехлорирование, дефторирование и обезжелезивание воды в домашних фильтр-кувшинах и бытовом водопроводе, очистка воды на небольших КНС (канализационно-насосные станции), а также сифонная очистка трансформаторного масла (в крупных, стационарных трансформаторах).
Угольная система фильтрации воды
Вместе с этим, угольные фильтры почти не используются для водоочистки значительных объемов воды, (например, на городских или поселковых водоканалах), – из-за огромной сорбционной емкости угля в отношении H2O и быстрого насыщения абсорбента водой с последующей потерей эффективности фильтрации.
НПО «Центр ШВ» изготавливает газовые / воздушные адсорбционные фильтры, технические характеристик которых достигают предельных значений для данного класса газоочистной аппаратуры:
Погрузка адсорбера производства НПО «Центр ШВ» в фуру для отправки Заказчику
По любым вопросам в отношении проектирования, производства и приобретения доступных, высокоэффективных и компактных промышленных адсорбционных фильтров, пожалуйста, связывайтесь с нами через блок контактов нашей организации.
Оперативно произведем и доставим адсорберы, (а также мокрые скрубберы, абсорберы, системы дымоочистки, рукавные и циклонные фильтры), до любого региона России и всего Евразийского континента. Внедрим аппараты и комплексы в рамках профессионального монтажа или шефмонтажа. Обучим персонал работе с агрегатами. Полная документация. Гарантия производителя.
НПО «Центр ШВ» – 30 лет в авангарде промышленной газоочистки.