Методы очистки дымовых газов в современной промышленности
Завод по производству дымоочистителей и золоуловителей «ПЗГО» встречает своих Читателей и Клиентов и предлагает к рассмотрению такой важный технологический процесс как очистка дымовых газов от газообразных и твердых фракций, а также обзор методов и оборудования для его реализации.
«ПЗГО» более 30 лет – по собственным патентам и на собственных производственных линиях – создает эффективные, компактные и доступные аппараты и комплексы для улавливания и нейтрализации дымовых выбросов, которые на текущий день показывают средний КПД 99% на более чем 200 промпредприятиях России и Евразии.
Источники дымовых выбросов
Основные и вспомогательные техпроцессы многих промышленных сфер связаны с нагревом, пиролизом или сжиганием сырья.
Следует отметить, что все без исключения дымы являются токсичными сложными средами, состоящими – в разных пропорциях – из твердых (зола, сажа, копоть, металлы), газообразных (оксиды серы, окислы азота, сероводород и др.) и аэрозольных (масла, смолы, кетоны, альдегиды) компонентов.
Опасность дымов обусловлена высокотемпературным распадом сложных соединений, в результате чего образуются менее комплексные, но более химически активные и, соответственно, биотоксичные конгломераты.
Обозначим основных генераторов дымовых выбросов:
- Энергетический сектор – котельные, ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС и другие объекты энергетики;
- Производство строительных материалов и смесей, полимеров (цемент, кирпич, синтетические материалы);
- Мусоросжигание, термическая утилизация ТБО, промышленных, медицинских отходов.
Состав дымовых газов
Несмотря на название, под очисткой дымовых газов, как правило понимается улавливание или нейтрализация не только газообразных составляющих, но и микроаэрозольных и твердофракционных выбросов.
Компонентный состав дымов разнится от индустрии к индустрии, но, тем не менее, наличие некоторых соединений присуще практически всем дымопотокам.
Так, сжигание органического топлива (уголь, кокс, мазут, газ, торф, антрацит) в топках котелен, ТЭЦ, в металлургических печах и иных плавильных агрегатах неизменно порождает нижеследующий «букет» поллютантов:
- Пыль / копоть и сажа широкого поля дисперсностей;
- Оксиды серы (преимущественно диоксид серы SO2);
- Оксиды азота (преимущественно NO и NO2);
- Угарный и углекислый газ;
- Альдегиды, кетоны / ароматические углеводороды (сложные маслянистые микроаэрозоли);
- Ртуть, кадмий, мышьяк, теллур, пары и твердые оксиды металлов;
- Бензпирен, фураны, диоксины (при сжигании «традиционных» видов топлива эти соединения наблюдаются в остаточных количествах).
В других отраслях к этой, и без того зловещей, гамме загрязнителей могут присоединяться еще более коварные компаньоны.
Пожалуй, почетное первое место по опасности исходящих дымов можно присудить цветной металлургической промышленности, (особенно, «в лице» алюминиевых заводов). Производство и переработка цветных металлов предполагает ввод в расплавы множества специфических лигатур, закалочных солей, присадок и флюсов, которые, сгорая, образуют фантастические по опасности соединения, в частности, фториды и другие галогениды.
Очистка дыма от золы
Наиболее очевидным – и наименее опасным – компонентом дымовых выбросов является твердая фракция – зола, сажа, копоть, пепел.
Многие представители промышленности, к сожалению, озабочены лишь тем, чтобы убрать из выбросов наиболее «заметный» загрязнитель – золу, умышленно или неумышленно упуская из виду, что улавливание одной лишь золы практически никак не снижает общей вредности дымовых выбросов – невидимые газообразные компоненты преспокойно проходят через примитивные системы золоочистки и начинают свое распространение в атмосфере.
Так или иначе, очистка выбросов от золы может проводиться любым пылеуловителем, способным на обработку высокотемпературных газопотоков: от вихревого циклона до рукавного фильтра (обычно, с предварительным охлаждением среды) и мокрого скруббера, (что наиболее предпочтительно).
Подробнее об особенностях работы и эффективности золоуловителей и газоочистителей читайте ниже на этой странице.
Очистка выбросов от оксидов азота и оксидов серы
Важными, с точки зрения удаления из дымовых выбросов, являются такие соединения как оксиды серы (диоксид серы) и окислы азота (диоксид азота), и тому есть причины.
SO2 и NO2 – высокоактивные кислые компоненты, которые охотно взаимодействуют с атмосферной влагой, приводя к образованию серной и азотной кислоты соответственно.
Наверное, о вреде кислотных дождей для флоры, фауны и человека рассказывать не нужно.
Что касается особенностей очистки дыма от окислов азота и серы, то, как правило, всегда стоит задача одновременного удаления SOx и NOx, поскольку в дымовых эмиссиях они всегда идут вместе.
Наиболее рациональный способ нейтрализации оксидов серы и оксидов азота в дымах – это использование в качестве основной ступени газоочистки мокрых жидкостных фильтров – скрубберов / абсорберов:
- Жидкостные фильтры (скрубберы и абсорберы), в отличие от установок сухого типа, отличаются исключительной результативностью в процессинге горячих дымовых сред;
- Загрузка в циркуляционный контур специфических (для того или иного дыма) абсорбентов позволяет достигать средней эффективности в 99%, (в том числе, для дымопотоков исключительной химической токсичности и агрессивности);
- Скрубберы идеально показывают себя и в качестве золоуловителей, являясь, таким образом УНИВЕРСАЛЬНЫМИ установками для очищения дымовых выбросов от газодымовых и твердофракционных загрязнителей.
Рассмотрим хемосорбционный захват окислов серы и оксидов азота в мокрых скрубберах с щелочным абсорбентом (на примере водного слабощелочного раствора едкого кали KOH):
NO2 + KOH → KNO3 + KNO2 + H2O (количественные пропорции нитратов /нитритов KNO3 и KNO2 зависят от насыщенности абсорбента)
SO2 + KOH → K2SO3 + H2O (сульфит калия и вода).
Как видно, одним, (но не единственным), щелочным раствором KOH можно эффективно "убивать двух зайцев" – хемосорбировать SO2 и NO2, получая безопасные водные растворы твердых азотистых и сернистых соединений, (которые после дегидрирования скрубберных шламов могут быть выгодно утилизированы).
Подробнее о скрубберах и абсорберах читайте ниже на данной странице или на нашем официальном сайте gas-cleaning.ru
Установки и системы очистки дымовых газов
Рассмотрим фильтры и установки, которые, в той или иной мере используются для очистки дымовых выбросов.
Циклоны для дымовых газов
Сухие циклоны (подробнее по ссылке) являются самым простым типом центробежных вихревых пылеуловителей, показывающих хорошую результативность в захвате механических частиц средней и крупной дисперсности.
Разумеется, сама конструкция полого вихревого циклона, не содержащая никакого фильтрующего функтора, по умолчанию не способна оказывать какое-бы то ни было воздействие на дымовые газы.
Тем не менее, циклонные золоуловители демонстрируют некоторую эффективность в отношении захвата зольных, (но не газовых), выбросов, особенно, когда речь идет о т.н. мультициклонных или батарейных исполнениях.
Следует заметить, что циклоны могут быть и мокрыми – их отличие от сухих аналогов заключается в наличии распылительного блока, орошающего рабочую камеру абсорбентом или водой.
Мокрые циклоны, (также именуемые «пленочные скрубберы»), в отличие от сухих, способны на высокорезультативный захват не только копоти, сажи и золы, но и кислых газоаэрозольных компонентов дымопотока, (например, при дымоочистке известковым молоком).
Электрофильтры
Для очистки микродисперсных твердых дымовых включений ограничено используют и электрофильтры. Почему ограничено?
Потому что промышленные электрофильтры имеют несколько критических особенностей:
- Серьезные требования по высоковольтному оборудованию, (постоянный ток), что нередко требует модернизации электрокоммутационной инфраструктуры предприятия и также выливается в дополнительные траты;
- Высокая сложность и стоимость оборудования, техническая «капризность» устройств;
- Применение электрофильтров для дымоочистки рационально только с случаях обработки больших и очень больших объемов запыленной среды.
- Улавливание кислых и других токсичных газов невозможно (без предварительных или сопутствующих газоочистных секций).
Скрубберы
Максимально эффективными установками для дымоочистки в плане одновременного улавливания золы и горячих дымовых газов, (в том числе, кислых и экстремально токсичных) являются мокрые фильтры – скрубберы и абсорберы.
Быстрая информация о скрубберных фильтрах
Несколько исполнений этого класса аппаратов позволяют наиболее точно удовлетворить требованиям того или иного участка, генерирующего высокотемпературные дымопотоки. Вкратце коснемся назначения и особенностей работы скрубберов (Вы можете кликнуть по голубым ссылкам и перейти на советующую скрубберу аппарату страницу).
Скруббер Вентури
Скруббер Вентури – инжекторный высокоскоростной скруббер, утилизирующий принцип разгона среды в т.н. трубке Вентури.
Разогнанный до огромной скорости дымопоток попадает в секцию орошения, где он разбивает диспергируемую жидкость в ультрамикродисперсный туман, в котором происходит эффективное задержание нежелательных примесей.
Обзор характеристик и особенностей скруббера Вентури
Особенность скруббера Вентури заключается в его способности исключительно эффективно улавливать маслянистые и смолянистые, а также другие липкие и цементирующиеся компоненты дымопотока.
Пенный абсорбер
Пенный (барботажный) фильтр является наиболее универсальной установкой для очистки дымовых газов котелен и других агрегатов для сжигания или пиролиза сырья.
Презентация пенного абсорбера от представителя "ПЗГО"
Задержание дымовых включений происходит в самоподдерживающемся слое пены, образующейся из подаваемого на перфорированные поддоны абсорбента в результате прохождения дымопотока через перфорационные отверстия в поддонах-барботерах.
Аппарат относится к классу химических газоочистителей и способен на обеззараживание концентрированных опасных дымов.
Скруббер с кипящим слоем
Скруббер с кипящим слоем (с подвижной насадкой) предназначен для очищения таких дымовых (и пылевых) выбросов, которые обильно загрязнены механическим партикулятом.
Результативность нейтрализации даже наиболее концентрированных потоков обеспечивается т.н. псевдоожиженным слоем, который создается в аппарате в результате тонкого уравновешивания давлений входящей среды и сопротивления рабочего контура аппарата. Массив полых полипропиленовых шаров начинает вести себя подобно жидкости, создавая зону максимально активного контакта.
Принцип работы скруббера с подвижной насадкой. Демонстрационный стенд «ПЗГО»
Насадочные абсорберы и адсорбционные фильтры
Насадочные абсорберы не относятся к дымоочистителям напрямую, но именно они, в качестве ключевого звена газоочистной системы, позволяют мокрым способом обеззараживать газопотоки экстремальной химической активности на хемосорбционном базисе.
Сухие адсорбционные фильтры тоже неспособны на безусловную деактивацию дымов, но установленные после золоуловителя, показывают почти 100% КПД в улавливании наиболее токсичных соединений.
И абсорбционные, и адсорбционные колонны часто используются в качестве финальных ступеней тонкой очистки газов от остаточных количеств опасных дымокомпонентов.
Характеристики дымоочистного оборудования от «ПЗГО»
Все фильтры и системы очистки дымовых газов, изготавливаемые на нашем заводе, обладают нижеследующим перечнем преимуществ:
- Точное технологическое и экономическое соответствие типа и вида оборудования Вашим производственным потребностям;
- Объемы обрабатываемой среды – от десятков м3/час до сотен тысяч м3/час;
- Средний КПД улавливания зольных и газовых включений ≈ 99%;
- Возможность обезвреживания дымов экстремальной токсичности и зловонности;
- Температурный режим – до +900 Градусов Цельсия, охлаждение и увлажнение потока;
- Низкое сопротивление аппаратов и систем;
- Широкая комплектность поставки, включающая полный перечень вспомогательного и сопутствующего оборудования для быстрого ввода дымоочистителей и золоуловителей в эксплуатацию;
- Надежность, безотказность, долговечность, экономичность работы;
- Высокая ценовая доступность даже для средних и малых промышленных участков.
Заказ, изготовление и внедрение дымоочистителей и золоуловителей
По любым вопросам, касающимся изготовления и приобретения фильтров очистки газов на базе мокрых и сухих аппаратов, пожалуйста, обращайтесь к нам через контакты нашего официального сайта или заполняйте удобную Анкету Заказчика.
Быстро произведем и доставим оборудование до любой точки России, СНГ, Европы и Азии. Осуществим монтаж или шефмонтаж. Обучим штат. Полная документация. Гарантия.
