Меню

Скрубберы принцип работы устройство и характеристики

Скрубберы: принцип работы, устройство и характеристики

Промышленные скрубберы — эффективные устройства для мокрой очистки газов. Можно также встретить такое название скрубберов, как газопромыватель, мокрый пылеуловитель.

Скрубберы используются в промышленности для очистки дымовых газов от пыли, запахов, серосодержащих соединений, от частиц пыли не органических соединений, от фенола и формальдегида, аэрозолей, паров, смесей кислот и т.д.

Типы скрубберов

К мокрым пылеулавливателям относят такие виды:

Полый или форсуночный скруббер широко используется как для очистки газов от достаточно крупных частиц пыли, так и для охлаждения газов. Аппарат представляет собой колонну круглого или прямоугольного сечения, в которой осуществляется контакт между очищаемыми газами и каплями жидкости, распыляемой форсунками.

Тарельчатый барботажный или пенный скруббер — сложное устройство мокрой очистки воздуха. Тарельчатые барботажные скрубберные установки могут быть с провальными тарелками и с переливными тарелками. Корпус фильтра обычно разборный. Принцип работы такой: тарелки (щелевые или дырчатые) поливаются жидкостью. Образующаяся на них пена захватывает частицы пыли. Удаление из аппарата происходит в виде шлама.

Насадочные газопромыватели — колонны, заполненные насадками различной формы. Эти устройства рекомендуется применять только при улавливании хорошо смачиваемой пыли. Особенно, когда процессы улавливания пыли сопровождаются охлаждением газов или абсорбцией.

Скруббер Вентури — газопромыватель состоит из труб, в которые под высоким напором поступают газ и жидкость. Капли жидкости захватывают твердые частицы и вместе с ними оседают в каплеуловитель.

Источник



Скрубберы

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

Типы скрубберов

На сегодняшний день рынок предлагает несколько видов скрубберов и абсорберов:

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

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

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

Устройство скрубберов

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

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

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

Базовыми элементами такой конструкции являются:

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

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

Принцип работы скрубберов

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

Насадочный

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

Форсуночный

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

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

Читайте также:  Установка и монтаж ГВС частного дома своими руками — стоит ли

Пенный скрубер

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

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

Скруббер Вентури

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

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

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

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

Преимущества мокрой очистки

Главными достоинствами таких установок являются:

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

Технические характеристики

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

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

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

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

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

Тепловые расчёты

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

Источник

Что такое скрубберы

Тяжелое судовое топливо, мазуты, содержат большое количество серы. Сгорая, сера загрязняет окружающую среду, образуя диоксид серы SO2. С 1 января 2020 года начали действовать нормы Международной Морской Организации (IMO), направленные на уменьшение вредных выбросов с судов за счет сокращения содержания серы в судовом топливе до 0,5%. Чтобы не попасть под санкции, судовладельцам пришлось выбирать – перейти на более дорогое низкосернистое топливо (которое в итоге оказалось пока что не насколько уж и дорогим), переоборудовать двигательные установки под использование сжиженного природного газа или очищать выхлопные газы судов, продолжая использовать высокосернистое топливо.

Читайте также:  Сайты оборудования для аэс

Последний способ до недавнего времени представлялся наиболее рентабельным. Для очистки выхлопных газов на судах применяют специальные устройства – скрубберы.

Рынок предлагает большое количество газоочистителей мокрого действия (они используют забортную воду для очищения выхлопных газов). Такие скрубберы различаются по строению: они могут быть с открытым и замкнутым циклом, гибридные, встроенные, пристроенного типа (U-type).

Скрубберы с открытым циклом

Подходят для судов, работающих в открытых морях. Система берет воду с кингстонного ящика и качает ее через скруббер, очищая бОльшую часть серы из выхлопных газов, а затем выливает воду за борт (в основном без загрязнения для окружающей среды).

Скрубберы закрытого цикла

Подходят для судов, которые заняты в районах контроля выбросов с судов или часто заходят в порты. Работа этой системы похожа на работу скруббера открытого цикла, только вода не уходит за борт, а остается на судне. Позже в подходящем порту получаемый сладж (примесь, которая остается после очистки топлива) сдается.

Система подороже, она совмещает в себе открытый и закрытый цикл, что в перспективе удобнее и экономичнее.

Источник

Скруббер что за оборудование

Схема работы скруббера: 1 - оросительные форсунки 2 - подвод воды к зонам орошения 3 - поплавковой камеры 4 - поплавок; 5 - дроссель регулятор, 6 - клапан.

пример скруббера для мокрой очистки газов

Rus Eng

Скрубберы — аппараты различной конструкции для промывки жидкостями газов с целью их очистки и для извлечения одного или нескольких компонентов, а также барабанные машины для промывки полезных ископаемых. Широко используются при улавливании продуктов коксования и очистке промышленных газов от пыли, для увлажнения и охлаждения газов, в различных химико-технологических процессах.

Газоочистительные аппараты основаны на промывании газа жидкостью. Газ промывается водой либо другим рабочим раствором, при этом смешении и взаимодействии происходит процесс очистки его. Такой метод смешения называют методом мокрой очистки. Таким образом, можно очистить газ от частиц любого размера. Метод мокрой очистки газов является механическим и применяется на заключительном этапе охлаждения. Аппараты мокрой очистки используют различные виды поверхностей при смешении жидкости с газом. При использовании этого метода возможно удаление всех примесей из газа, за счет конденсации на них более тяжелых частиц пара. Выделяют следующие виды скрубберов:

Башни с насадкой (насадочные скрубберы) — емкость, которую можно представить в форме колоны.Такого рода скруббер может содержать различные насадки, имеющие как простую, так и сложную форму. Например, это могут быть кольца с перегородками или простые кольца (кольца Рашига), спиральные розетки Теллера, седла Берля и многие другие приспособления. В насадочном скруббере есть система орошения, состоящая из нескольких ступеней внутри корпуса, где располагаются форсунки. Форсунки перекрывают сечение, где из сопел производится распыление. Не смотря на то, что распыление жидкости производится навстречу входящему потоку либо поперек, гидродинамика этого потока не велика. В связи с этим скорость обменных процессов в этих скрубберах остается неизменно малой.Что влечет за собой большие габаритные размеры этих установок. В верхней части этой громоздкой конструкции расположен каплеуловитель, оснащенный коническим завихрителем. А также присутствует дополнительный ярус форсунок, которые промывают лопасти и карман завихрителя.

Орошаемые циклоны (центробежные скрубберы) — в них газовый поток, контактирующий с жидкостью, вращается в корпусе аппарата под действием центробежной силы. Используют при очистке больших объемов газа. Центробежный скруббер представляет собой полый вертикально расположенный цилиндр в нижнюю область, которого входит газ для очистки, а в верхней части цилиндра по его окружности установлены форсунки. Через форсунки жидкость попадает на внутреннюю область цилиндра, где создает тонкую водную пленку. Цилиндр при этом открыт, и очищенный газ беспрепятственно покидает пределы конструкции. В скруббере газ движется по винтовой линии снизу вверх. Оттесненная к стенкам скруббера пыль намокает и под силой тяжести вместе с водой скатывается в нижнюю часть конструкции скруббера,образуя пульпу. Позже оттуда газ удаляется. Центробежные скрубберы имеют гидравлическое сопротивление порядка 400-850 Па. Степень очистки для частиц более 30 мкм равна 90%, для частиц с диаметром равным 5 мкм снижается до 80%, для частиц с диаметром менее 5 мкм приравнивается к 40%. ;

Пенные аппараты— используются для очистки газа от аэрозолей полидисперсного состава. Эти скрубберы могут работать в режиме турбулентности при линейной скорости газа порядка 4-5 м/с. Для частиц с диаметром больше 5 мкм эффективность улавливания составляет 90-99%, а при меньшем диаметре снижается до 75%.-80%. ;

Скрубберы Вентури— скруббер, в котором интенсивное дробление контактирующей с газом жидкости осуществляется за счет высокой скорости газового потока, достигаемой в трубе-распылителе, имеющей форму трубы Вентури. В основе скруббера Вентури лежит одноименная трубка. Эта конструкция оснащена сепаратором и орошается внутри жидкостью. Иногда вместо сепаратора используются каплеуловители и укороченные циклоны.горловиной. Конструкция трубы Вентури выполнена основываясь на законах аэродинамики. Скруббер Вентури предназначен для улавливания частиц пыли, для охлаждения газов, для абсорбции. Принцип работы скруббера Вентури основывается на том, что газ для очистки поступает в конфузор, двигаясь к горловине трубы набирает скорость, смешивается с промывочной жидкостью и пыль осаждается на каплях, поступая в диффузор. На каплеуловителе происходит сепарация. При этом скорость потока жидкости меньше потока пыли. Скрубберы Вентури часто используются в качестве первичной очистки газов. Скрубберы находят широкое применение в черной, цветной металлургии, химической, нефтяной промышленности, в энергетике.

Читайте также:  Какие бактерии обитают в системе розлива

Полые скрубберы — являют собой пустотелую цилиндрическую или прямоугольную башню, выполненную из металла. В случае необходимости внутреннюю поверхность скрубберов футеруют или покрывают антикоррозионным покрытием. Скруббер состоит из цилиндрического полого металлического корпуса, по высоте которого размещены три яруса коллекторов орошения, входного и выходного патрубков, центробежного каплеуловителя с коническим завихрителем, емкости для абсорбента с подогревателем, штуцеров для отвода абсорбента из скруббера и каплеуловителя. Скруббер орошается 2 — 5%-ным водным раствором гидроксида или карбоната натрия через три яруса коллекторов орошения. Скрубберы полые предназначены для химической очистки технологических и вентиляционных газов от газообразных соединений фтора методом щелочной абсорбции водными растворами гидроксида или карбоната натрия.

Полый скруббер для мокрой очистки дымовых газов от пыли, производительность 1000м3/час

Полый скруббер для мокрой очистки дымовых газов от пыли, абсорбционный раствор СаСО3 производительность 1000м3/час

Составные части скруббера:

— Корпус скруббера разборной;

— Система орошения с центробежными тангенциальными форсунками (сменными);

— С поплавковым устройством регулирования уровня шлама;

— Система аварийного отключения подачи воды.

Назначение скруббера в целом — очистки дымовых газов от пыли, образующейся при сжигании дисперсного углесодержащего материала в дожигателей. Корпус скруббера предназначен для организации потоков газа и капель воды. Система орошения предназначена для подачи и распыления воды в корпусе скруббера. Механизм отвода шлама предназначен для автоматического отвода шлама из корпуса скруббера. Система аварийного отключения подачи воды предназначена для отключения подачи воды при невозможности отвода шлама из корпуса скруббера.Система управления скруббером, принципиальная схема

Скруббер функционирует следующим образом: Газ поступает на очистку, подается по наклонному газоходу в нижнюю часть скруббера и поднимается по корпусу вверх. В верхней части скруббера расположены 3 яруса орошения, состоящие из центробежных форсунок. Известково-водная суспензия (водный раствор CaCO3), который подается под давлением, распыляется. Образующиеся капли водного раствора CaCO3 падают под действием силы тяжести навстречу загрязненному газу. Улавливания частиц пыли каплями воды происходит под действием инерционного и диффузионного механизма, гидродинамических и электростатических сил и турбулентной диффузии. Очистка газа от оксида серы (SO2) происходит по абсорбционной технологии. При контакте известково-водяной взвеси с газом происходит реакция:

СаСО3 + SО2 + ½ Н2О = СаSО3·½Н2О + СО2

Кислород, находящийся в продуктах сгорания, доокисляет сульфат кальция в нейтральный сульфат (гипс):

СаSO3 ·½H2O +1½O2 = CaSO4·2H2O

3d визуализация скруббера производительностью 1000м3/часОтработанный водный раствор, содержащий гипс CaSO4 и уловленную пыль, собирается в нижней части скруббера. Очищенный газ отводится через газоходы, размещенные в верхней части аппарата. Для выпуска шлама предусмотрено специальное устройство, состоящее из поплавковой камеры и дросселя регулятора, который поддерживает заданный уровень шлама в бункере. эскизно-чертежное решение скруббера

скруббер для мокрой очистки дымовых газов от пыли, производительность 407м3/час

Тарельчатый скруббер для мокрой очистки дымовых газов от пыли, абсорбционный раствор NaOH, производительность 407м3/час

Составные части скруббера:

— Корпус скруббера разборной;

— Система орошения с центробежными тангенциальными форсунками (сменными) и тарелками для образования пены;3d модель тарельчатого скруббера

— Устройство отвода шлама;

— Система аварийного отключения подачи воды.

Скруббер функционирует следующим образом: Газ, поступающий на очистку, подается по наклонному газоходу в нижнюю часть скруббера и поднимается по корпусу вверх. В верхней части скруббера расположены 3 яруса орошения, состоящие из центробежных форсунок. Раствор NaOH, подаваемой под давлением распыляется. Образующиеся капли раствора падают под действием силы тяжести навстречу запыленному газу и попадают на дырчатые провальные тарелки, на которых образуется пенный режим, и происходит взаимодействие газа с раствором. Очистка газа от оксидов серы (SO2) происходит по абсорбционной технологии. При контакте раствора NaOH с газом происходят следующие реакции:

Отработанный раствор и уловленная пыль, собирается в нижней части скруббера. Очищенный газ отводится через газоходы, которые размещены в верхней части аппарата.

чертежи и визуализация модели скруббера3d модель скруббера, разработанная в Центре материаловедения

приципиальная схема системы управления скруббером

Корпус скруббера предназначен для организации потоков газа и капель воды. Система орошения предназначена для подачи и распыления воды в корпусе скруббера и организации пенного режима на тарелках. Устройство отвода шлама предназначен для автоматического отвода шлама из корпуса скруббера. Система аварийного отключения подачи воды предназначена для отключения подачи воды при невозможности отвода шлама из корпуса скруббера.

Скрубберы как аппараты мокрого пылеулавливания получили широкое распространение ввиду сравнительно небольшой стоимости изготовления, высокой эффективности пылеулавливания, возможности их использования при высокой температуре и повышенной влажности очищаемых газов, а также в случаях опасности самовозгорания, взрыва газов или улавливаемой пыли . Преимуществом мокрых аппаратов является возможность одновременного осуществления очистки газов от взвешенных частиц (пылеулавливание), извлечения газообразных примесей (абсорбция) и охлаждения очищаемых газов (теплообмен). В качестве орошающей жидкости в аппаратах мокрого пылеулавливания, как правило, применяется вода; в случае одновременной очистки газов от пыли и газообразных примесей выбор орошающей жидкости (абсорбента) определяется химическим составом улавливаемых примесей.

Скрубберы предназначены для очистки газовоздушных выбросов от пыли и газовых примесей, охлаждения газов (осушки и увлажнения), а также для предварительной очистки и кондиционирования газов, далее поступающих в пылеулавливающие аппараты других типов.

Источник