Скруббер, фильтр мокрой очистки газов и воздуха от примесей механической и химической природы

Скруббер – эффективный мокрый фильтр очистки производственных выбросов

НПО «Центр «ШВ» тепло приветствует посетителей своего официального сайта и предлагает в исключительных деталях ознакомиться с типами, принципами работы, особенностями, назначениями и характеристиками такого индустриального газоочистного фильтра как мокрый скруббер.

Мы более 25 лет профессионально вовлечены в разработку, создание и внедрение высокоэффективных, производительных, надежных и компактных фильтровентиляционных установок мокрого типа, которые к текущему моменту безотказно служат на 150+ производственных участках России и СНГ, показывая средний КПД пылегазоочистки ≈ 96-99%.

Общая информация и базовый принцип работы скруббера

Скруббер (англ. Gas Scrubber, нем. Gasskrubber или Gaswäscher) – это фильтр очистки производственных газовоздушных сред, в котором задержание нежелательных примесей происходит в жидкостной преграде, чаще всего представленной распыляемым абсорбентом (водой), пенным слоем, жидкостной пленкой или кипящим слоем.

Скруббер со стационарной насадкой. Сделано в НПО “Центр “ШВ”

Жидкость наиболее активно и разнообразно может взаимодействовать с загрязнителями любых свойств, и мокрая газоочистная аппаратура способна осуществлять задержание или нейтрализацию поллютантов на нижеследующих физико-химических базисах:

1. Коагуляция – «склеивание» в жидкой среде механических конгломератов в более объемные структуры с их последующим отведением из фильтровентиляционного агрегата в шламоприемник;
2. Абсорбция – поглощение, растворение газообразных включений в объеме жидкости – воды или химического раствора, (например, щелочного, кислого, марганцевого, бромистого и др.);
3. Хемосорбция – химическая трансформация обрабатываемых загрязнителей в безопасные или менее опасные. Например, хемосорбционный скруббинг «традиционных» дымовых газов – диоксида азота NO₂ и двуокиси серы SO₂ – с помощью раствора углекислого кальция дает в качестве побочных продуктов азот, углекислый газ и осадок в виде чистого синтетического гипса, который может быть выгодно утилизирован как основа для изготовления стройматериалов.

Следует иметь в виду, все газовые скрубберы способны – в большей или меньшей степени – утилизировать все три принципа очистки выбросов, но конструктивные особенности агрегатов диктуют их максимальную рациональность в определенных практических приложениях.

Так, к примеру, полые форсуночные скрубберы обычно относят к коагуляционным пылеуловителям, а пенные и стационарно-насадочные – к абсорбционным и хемосорбционным агрегатам. Газопромыватели на базе систем Вентури и скрубберы с подвижным слоем показывают высокую универсальность и широко применяются как для пылеулавливания, так и для обезвреживания газовых компонентов. Подробнее об этом ниже на этой странице.

Терминология: скрубберы и абсорберы

Термин «скруббер» пришел в русский язык из английского. В английском языке слово «scrub» означает «отчищать», «скрести», «отмывать», что полностью соотносится с назначением мокрых фильтров, которые, фактически, осуществляют промывание газовоздушных сред, из-за чего также фигурируют в технической литературе под термином газопромыватели.

Скрубберный фильтр с кипящим слоем, отгрузка на предприятие

В рамках данной страницы не будет лишним указать на фундаментальное сходство абсорберов со скрубберами, из-за чего агрегаты путают настолько часто, что нарушением семантической нормы это сегодня не является.

• Под скрубберами – если быть исключительно строгим в техническом плане – следует подразумевать фильтры очистки воздуха или газов от механических примесей, то есть, пылеуловители;
• Абсорберами же (и хемосорберами) технически верно именовать жидкостные фильтры, реализующие абсорбционный или хемосорбционный (химический) принцип действия соответственно. Абсорберами нередко называют химические газопромыватели.

Впрочем, в технической практике различия в употреблении полностью сошли на нет: так, к примеру, абсолютно допустимо газоочистители Вентури называть и скрубберами, и абсорберами; это же касается и пенных / барботажных фильтров, а также мокрых газоочистных установок с подвижной и неподвижной насадкой. Нередко выбор термина может зависеть от текущего или предполагаемого назначения аппаратуры.

Далее в этой публикации мы не будем придерживаться изначальной классификации скрубберов и абсорберов – для внесения в текст «человеческого» разнообразия и максимально полного охвата данной области научного знания.

Конструкция скруббера

Конструкционно, скрубберы для очистки газов и пыли – несмотря на обширное разнообразие моделей – включают в себя следующие основные элементы, (которые могут быть как «встроены» в конструкцию пылегазоочистителя, так и, не являясь напрямую частью фильтроагрегата, иметь к нему непосредственное отношение).

Фундаментальная схема (принцип работы) жидкостного фильтра на примере полого форсуночного газопромывателя

• Напорный вентилятор или дымосос – для нагнетания или протягивания загрязненной среды через фильтр. И напорный вентилятор, и дымосос в газоочистной цепи могут ставиться как перед, так и после фильтроустановки, (принципиально дымосос отличается от вентилятора эффективностью работы с загрязненными пылью или золой потоками, вентилятор же, как правило, предназначен для подачи в газоочистную установку обеспыленного воздуха). В компактных исполнениях вентилятор или дымосос могут быть установлены на ту же несущую раму, что и сам фильтроагрегат;
• Рабочая камера, как правило, вертикальная, колонного типа, с располагающимся внутри форсуночным блоком или иными жидкостными питателями, обеспечивающими создание и поддержание жидкостного барьера. Опционально рабочая камера может предваряться теплообменником или камерой предварительного охлаждения, (актуально в рамках процедур фильтрации пылегазопотоков исключительно высокой температуры);
• Входной и выходной патрубки для завода загрязненной и отвода очищенной газовой (воздушной) среды. Выходная зона мокрого фильтра обычно оборудуется каплеуловителем / туманоуловителем – для захвата остаточных капель и обеспечения минимального брызгоуноса «рабочего» аэрозоля, образующегося в рабочей камере во время процедур мокрой газоочистки или пылеулавливания;
• Емкостное оборудование, трубная обвязка – главный циркуляционный бак с водой или абсорбентом, пульпо- или шламоприемник, буферные емкости (в моделях с полуоткрытым контуром подачи жидкости). Шламоприемник может быть опционально оборудован транспортером для непрерывной выгрузки фильтрата, (актуально, для быстроцементирующихся осадков, например, тонкодисперсной металлической пыли, а также для рекуперации уловленных масел, к примеру, в абсорберах для очистки воздуха от аэрозолей СОЖ);
• Газоходы (воздуховоды), аспирационные зонты / короба для забора и перемещения загрязнителя от источника его образования – печи, котла, станка и др.
• Электрокабельная продукция, система автоматизации, контроля и управления – щиток запуска и остановки агрегата, мониторинга работы, выбора режима и др. Опционально скрубберы и абсорберы могут быть оснащены манометрами, датчиками запыленности, газоанализаторами;
• Несущая рама и опорные конструкции, ревизионные и обслуживающие элементы (люки, лестницы, площадки и др).

Колонные и горизонтальные скрубберы

Индустриальные гидрофильтры в подавляющем большинстве случаев изготавливаются в вертикальном, колонном исполнении. Такая конструкция позволяет без особых проблем обеспечить активный контакт жидкостной преграды с загрязненным потоком – обрабатываемая газовоздушная среда движется по башне, параллельно взаимодействуя с тем или иным образом представленной водой или абсорбентом и «теряя» в жидкости нежелательные примеси.

Горизонтальный жидкостный пылегазоуловитель насадочного типа

Но иногда – прежде всего – в целях компактизации, газоочистные установки могут изготавливаться и в горизонтальной ориентации. Так, к примеру, НПО «Центр «ШВ» предлагает к реализации и внедрению высокопроизводительные горизонтальные абсорберы, сконструированные специально под 20-футовый морской контейнер.

Форсуночные скрубберы

Основным методом подачи жидкости в рабочую камеру воздушного скруббера является форсуночное распыление, пульверизация. Но собственная практика показывает, что когда запрашивают информацию о форсуночных скрубберах, чаще всего имеют в виду мокрый циклон, в котором распылители формируют жидкостную завесу из воды или абсорбента – с одновременным закручиванием обрабатываемой среды или без такового. К данной когорте оборудования причисляют орошаемые башни (англ. spray columns / towers), пылеуловители ПВМ, СИОТ, реже – Вентури и коагуляционные газопромыватели КМП.

Работа форсуночного блока: орошение насадки в рабочей камере скруббера с неподвижным слоем

Помимо форсунок могут использоваться и другие устройства подачи жидкости – всевозможные сопла, головки, эдукторы, эжекторы, но на практике – если техническое внимание на этом не заостряется – их зачастую называют просто форсунками, в том смысле, в котором оно калькировалось с английского «force-pump», (то есть, нагнетательный насос с калиброванными отверстиями для подачи жидкости).

Полые и насадочные скрубберы

Под полыми скрубберами газов понимаются газопромыватели, рабочая камера которых «пуста» и не содержит никаких вспомогательных элементов, непосредственно задействованных в процедуре газоочистки. К таким агрегатам относятся безнасадочные форсуночные модели (мокрые циклоны), а также системы Вентури, КМП.

Насадочными агрегаты именуются, если рабочая камера содержит т.н. насадку, обычно – массив тел с большой площадью на единицу объема, (то есть, с высокой удельной поверхностью).

Насадочные тела

Когда говорят о насадочных абсорберах, имеют в виду, как правило, мокрые фильтры со стационарной насадкой, рабочая камера которых заполнена кольцами Палля, седлами Intallox, кольцами Рашига (супер-Рашига), спиралями Левина, хордами, полухордами и иными телами со схожими геометрическими свойствами.

Впрочем, к насадочным фильтрам можно отнести и скрубберы с кипящим слоем, в которых камера также содержит массив тел, но обычно это полые полипропиленовые шарики, обеспечивающие создание условий для псевдоожижения содержимого рабочей камеры. Подробнее о принципах работы жидкостных фильтровентиляционных установок со стационарной и подвижной насадкой Вы узнаете чуть ниже.

Типы скрубберов мокрой очистки газов и воздуха

Рассмотрим в подробностях основные типы жидкостных пылегазоуловителей, их принципы работы, особенности и назначения.

Полые скрубберы (мокрые циклоны, центробежные газопромыватели)

Полые скрубберы обычно изготавливаются в вертикальном исполнении. Относящиеся, в большей степени, к пылеуловителям, мокрые циклоны показывают исключительную производительность и результативность в тех случаях, где сухие пылеосадители – например, циклоны и рукавные фильтры – не демонстрируют достаточной эффективности и / или безопасности.

Это может касаться улавливания высокотемпературных выбросов, влажных пылей, клейких, вязких компонентов, смолистых включений, а также пожаро- и взрывоопасных загрязнителей. Несмотря на то, что полые скрубберы обычно не относят к химическому типу оборудования, заправка в циркуляционный контур активного абсорбента позволяет с высоким КПД осуществлять очистку реакционных выбросов умеренной концентрации и агрессивности, например, дымовых эмиссий, образующихся после сжигания органики.

Орошаемые колонны

Принцип работы мокрого пылеуловителя полого типа заключается в пропускании загрязненной среды через рабочую камеру, где форсуночный блок формирует распылительные конусы, проходя через которые механические частицы коагулируют и параллельно отводятся из рабочей зоны в составе диспергируемой жидкости. Коагуляционный – и, в некоторой мере, абсорбционный – захват нежелательных примесей происходит и в стекающей по стенкам рабочей камеры пленке, (англ. falling film).

В зависимости от модели мокрого пылегазоуловителя, среда в рабочей камере может подвергаться закручиванию, (как в сухом циклоне), или проходить через агрегат без какого-либо придания ей радиального (центробежного) ускорения.

Рациональные области применения: общепромышленная вентиляция, механообработка полимеров / стекла, дерева, металлов, металлургия, энергетика, переработка минерального сырья, легкая / текстильная промышленность, пищевые производства и др.

НПО «Центр «ШВ» предлагает к изготовлению и внедрению широкую линейку полых безнасадочных газопромывателей – орошаемые колонны / мокрые циклоны с водяной пленкой (ЦВП), центробежные СИОТ, инерционные мокрые пылеуловители ПВМ. Не стесняйтесь обратиться за консультацией.

Скрубберы Вентури

Скрубберы Вентури – одни из самых востребованных, гибких и универсальных жидкостных фильтров, показывающих предельную эффективность и производительность как в улавливании пылевых частиц, так и в абсорбции газообразных компонентов.

Ключевым конструкционным элементом абсорберов Вентури является сужающаяся к центру труба, в которой – благодаря перепаду диаметра от наиболее широкой (диффузора) до наиболее узкой части горловины (конфузора) – происходит разгон обрабатываемой среды, (до десятков и сотен м / с).

ГОУ типа Вентури на пищевом производстве

Именно высочайшая скорость потока ответственна за основные преимущества:

• Содержащая примеси среда нагнетается или протягивается через трубу Вентури;
• Форсуночный блок, установленный в зоне горловины трубы Вентури, диспергирует воду или абсорбент;
• Разогнанная среда разбивает воду или абсорбент в микродисперсный высокотурбулентный туман, в котором и происходит связывание и / или нейтрализация фильтруемых загрязнителей;
• Жидкость с уловленными поллютантами непрерывно отводится из рабочей камеры в шламоприемник.

Высокая скорость среды предотвращает «налипание» в рабочей зоне даже наиболее склонных к цементации веществ, поэтому скрубберы Вентури показывают максимальную рациональность в очистке выбросов от клейких, липких частиц, смолистых, маслянистых, жирных, вязких загрязнителей.

Рациональные области применения Вентури: скоростная механообработка (шлифовка, полировка), металлургия, изготовление строительных смесей, (включая мастики, замазки, клеи и др.), очистка дымовых выбросов, (в том числе, содержащих высокие концентрации дегтя, смол, масел), общепромышленная фильтрующая вентиляция производств и др.

НПО «Центр «ШВ» предлагает к производству и локальному внедрению собственный, широкий модельный ряд пылегазоочистителей Вентури и многоступенчатых установок на их базе. Пожалуйста, обращайтесь за консультацией.

Пенные тарельчатые скрубберы (барботажные фильтры)

Пенные абсорберы тарельчатые (барботажные скрубберы) – несмотря на высокую эффективность в улавливании тонкодисперсных механических выбросов – чаще причисляют к химическим газоочистителям, поскольку агрегаты демонстрируют КПД до 99% в нейтрализации реакционных загрязнителей и дымовых газов / кислых компонентов (SO_X, NO_X, HCl, H₂S и др).

Принцип действия тарельчатых пенных агрегатов заключается в пропускании загрязненной среды через слои пены, образующиеся и самоподдерживающиеся на ярусно расположенных тарелках (барботерах) при одновременной подаче в рабочую камеру жидкости и пропускании сквозь перфорированные тарелки фильтруемого газовоздушного, пылегазового или дымового потока.

Пенный фильтр дымоочистки

Наиболее рациональными сферами промышленного применения для пенных абсорберов являются промышленная и коммунальная энергетика, металлургия, гальваника, полиграфические комбинаты, ЦБК, микроэлектронные производства, химия, нефтехимия, фармацевтика, участки термической утилизации отходов, скоростная механообработка, полировка, (в том числе, с применением ГОИ и других паст) и др.

НПО «Центр «ШВ» предлагает к проектированию, конструированию и вводу в эксплуатацию высокоэффективные, компактные и доступные пенные фильтры для широкого спектра газоочистных задач. Обращайтесь за консультацией.

Скрубберы с подвижной насадкой (с кипящим слоем)

Скрубберы с подвижным слоем – это высокомощные и эффективные пылегазоуловители, демонстрирующие экстремальную производительность и результативность в одновременной, комплексной очистке воздушных, газовых и дымовых выбросов от механических, аэрозольных и газообразных загрязнителей высоких объемов и / или концентраций.

Колонный газопромыватель с кипящим слоем перед монтажом на участке Заказчика

Близкая к абсолютной эффективность ФВУ данного типа обусловлена активностью контакта фильтрующей и фильтруемой сред, которая обеспечивается созданием в рабочей камере аппарата сложного, двухфазного ожиженного слоя:

1. Загрязненный поток заводится в пылегазоуловитель, (агрегат спроектирован и сконструирован таким образом, чтобы значения давления в камере находились в строго определенном диапазоне);
2. Камера заполнена шаровой насадкой (полые полипропиленовые шары), которая начинает «кипеть» – твердая насадка ведет себя, как жидкость – в условиях точного баланса сил поступающего на очистку потока и противонаправленного вектору движения среды сопротивления фильтроагрегата;
3. Кипящий слой эффективно коагулирует механические и абсорбирует газообразные включения. Непрерывно трущиеся друг о друга и о стенки камеры шарики предотвращают накопление фильтрата в рабочей зоне, что обеспечивает постоянное самоочищение рабочей зоны.

Скрубберные фильтры с кипящим слоем находят широкое применение в тех отраслях промышленности, которые генерируют сложные, многокомпонентные и / или объемные концентрированные выбросы: металлургия, энергетика, (особенно твердотопливная), инсинерация отходов, нефтехимия, переработка твердых ископаемых (дробление, грохочение, перемалывание), конвейерная транспортировка, АБЗ, ЖБИ, мукомольные производства и др.

НПО «Центр «ШВ» предлагает к изготовлению и внедрению на территории России и СНГ сверхэффективные, безотказные и экономичные кипящие абсорберы, производимые по собственным уникальным патентам. Пожалуйста, не стесняйтесь задать нам любой вопрос.

Скрубберы неподвижной насадкой (со стационарным слоем)

Насадочные скрубберы со стационарной насадкой – это химические газоочистители, предназначенные для фильтрации наиболее химически активных, токсичных и дурнопахнущих загрязнителей газообразной и аэрозольной природы.

Исключительный КПД показывают жидкостные фильтры данного класса в обезвреживании выбросов, содержащих такие поллютанты как соединения серы и азота, пары кислот и щелочей, кетоны, эфиры, альдегиды, спирты, галогены и галогенпроизводные, фенолы, тиолы и др.

Абсорбер с неподвижным слоем, блок из 3 последовательных колонн

Принцип работы стационарно-насадочных абсорберов заключается в пропускании загрязненного потока через рабочую камеру, заполненную насадкой с высокой удельной поверхностью, (площадь контакта может достигать 300 и более м² на каждый кубометр содержащейся в камере насадки).

Непрерывное орошение насадочных тел создает на их поверхности самообновляющуюся развитую микропленку, в которой и происходит эффективная абсорбция (или хемосорбция) загрязнителей.

Максимальную рациональность внедрения насадочные скрубберные фильтры показывают в таких промышленных направлениях как лабораторная и промышленная химия, нефтехимия, цветная металлургия, термическая утилизация отходов, (включая опасные, медицинские), гальваника, аккумуляторные и микроэлектронные производства, фармацевтика, пищевая промышленность и др.

НПО «Центр «ШВ» предлагает сконструировать, изготовить и ввести в эксплуатацию колонные и горизонтально-ориентированные абсорберы со стационарным слоем. Обращайтесь за консультацией.

Конструкционные материалы

Фильтры скрубберного типа – даже в пределах одного класса – могут различаться в разрезе конструкционных материалов, выбор которых диктуется условиями работы пылегазоочистителя.

НПО «Центр «ШВ» предлагает газопромыватели из следующих материалов:

• Конструкционные стали – рациональны для газоочистных / пылеулавливающих установок, работающих в нормальных условиях (отсутствие контакта с высокоагрессивными соединениями, высокотемпературными средами);
• Нержавеющие стали – используются при конструировании мокрых фильтров, которые планируется использовать для процессинга химически активных сред умеренной температуры, например, слабых минеральных и органических кислот, а также азотной кислоты;
• Жаропрочные кислотоупорные стали, (например, AISI 321) – демонстрируют хорошую сопротивляемость многим агрессивным компонентам, в том числе высокотемпературным;
• Полипропилен – скрубберы из полипропилена, который является одним из наиболее инертных КМ, демонстрируют исключительную востребованность на предприятиях, генерирующих агрессивные пылегазовоздушные выбросы с температурой до +50-70 градусов Цельсия;

Полипропиленовый абсорбер

• Стеклопластик – легкий материал с высочайшей химической инертностью, (кроме сероуглерода, KOH и NaOH), высокой прочностью и экстремальной термической стойкостью. Стеклопластиковые колонны демонстрируют потрясающие эксплуатационные качества;
• Фторопласт (ПВДФ / PVDF) – обладает исключительной абразивной и химической стойкостью при температурном пределе до +200 Цельсия и используется в тех случаях, когда полипропилен не удовлетворяет требуемым характеристикам оборудования, например, в термическом плане;
• Титан – применяется при создании газоочистных и дымоочистных фильтров, использующихся в агрессивных температурных, химических, (кроме фторсодержащих кислот), и механических условиях.

Применения и назначения скрубберов

Сведем в удобную и наглядную таблицу назначения скрубберов в зависимости от типа жидкостного барьера и укажем рациональные производственные сферы, в которых те или иные агрегаты показывают максимальную технологическую и экономическую эффективность.

Преимущества и недостатки скрубберных фильтров

Мокрые системы газоочистки и пылеулавливания, как и любое оборудование, имеют некоторые недостатки, которые, впрочем, в большинстве случаев затмеваются неоспоримыми преимуществами жидкостных пылегазоуловителей. Сведем в таблицу основные плюсы и минусы скрубберов.

Технические характеристики скрубберов от НПО «Центр «ШВ»

Все предлагаемое НПО «Центр «ШВ» жидкостное оборудование полностью соответствует международным нормам экологичности и безопасности, выгодно выделяясь на фоне конкурентной продукции нижеследующими характеристиками:

• Степень очистки воздуха – 96-99%, (в том числе для высокотемпературных потоков с t до +900 Цельсия, абразивных частиц и составов, кислых, токсичных и реакционных соединений, липких, клейких и цементирующихся компонентов, дурнопахнущих, пожаро- и взрывоопасных сред);
• Возможно нанесение дополнительной термо-, кислото- или термокислотоупорной футеровки;
• Дисперсность улавливаемой пыли – от 0,5 мкм.;
• Производительность – от десятков м³ / час (малые исполнения, лабораторные образцы) до неограниченного предела, (возможно последовательное и параллельное объединение установок для увеличения эффективности и / или мощности);
• Малое пневмогидравлическое сопротивление аппаратуры, практически отсутствующее влияние на магистрали Заказчика;
• Совместимость с любыми производственными инфраструктурами, быстрый и удобный ввод в эксплуатацию;
• Любые климатические исполнения;
• Широкий выбор конструкционных материалов – стали конструкционные, нержавеющие, жаропрочные, полиэтилен, полипропилен, фторопласт, стеклопластик, титан;
• Богатая комплектность базовой поставки с множеством опций – сам скруббер, емкостное оборудование, шламоприемник, напорный вентилятор / дымосос, аспирационные зонты и газоходы, система мониторинга, управления и автоматизации, электрокабельная продукция, паспорта, инструкции, сертификаты. Опционально – осушители, холодильники / квенчинг-камеры, газоанализаторы, датчики запыленности, манометры, системы автоматизированной выгрузки твердого осадка и др.;
• Безотказность, долговечность, стабильность работы в любых условиях, компактность, экономичность расхода жидкости, эстетичность и доступность оборудования даже для производственников малой руки.

Производство скрубберов и внедрение пылегазоуловителей на промышленных предприятиях России и СНГ

По вопросам, в любой мере связанных с расчетом, проектированием, изготовлением скрубберов или приобретением со склада Компании газопромывателей с последующим внедрением на Вашем производственном участке современной и эффективной системы жидкостной или комбинированной газоочистки, пожалуйста, обращайтесь в НПО «Центр «ШВ» удобным способом или заполняйте Анкету Заказчика.

Быстро и бережно доставим аппаратуру до любой точки России, СНГ, Евразии. По требованию осуществим профессиональный монтаж или пропатронируем шефмонтаж.

Обучение штата навыкам эксплуатации. Ремонт, модернизация газоочистных систем. Полный комплект документации: логистика, бухгалтерия, инструкции, паспорта. Гарантия производителя.

НПО «Центр «ШВ» – в авангарде промышленной пылегазоочистки