Очистка газов – методы, установки и системы промышленной газоочистки
Изготовитель промышленных сухих и мокрых газоочистных аппаратов, систем, установок и комплексов «ПЗГО» предлагает к исключительно подробному рассмотрению методы и оборудование для реализации такого технологического процесса как очистка газов от механических и химических примесей.
Мы более 30 лет – по собственным патентам и на собственных производственных линиях – создаем эффективные, безотказные, компактные и доступные пылегазоуловители, которые, на текущий момент, с достоинством служат на 200+ индустриальных участках по всему Евразийскому континенту.
Определение термина «газоочистка»
Очистка газов – в техническом смысле – это обширная совокупность процедур, включающая аспирацию (отсос, вытяжку), фильтрацию, сепарацию или нейтрализацию, а также промышленную вентиляцию механических и / или химических примесей, находящихся, (в том или ином виде), в составе газовой или воздушной среды.
Фильтровентиляционные агрегаты (ФВА), газоочистные установки (ГОУ), системы и комплексы значительно варьируют фундаментальному принципу действия, габаритам и назначениям (улавливание пыли, обезвреживание технологических газов, аэрозолей, пылегазоулавливание), формируя широчайшую номенклатуру оборудования.
«ПЗГО» предлагает к изготовлению и локальному внедрению полный перечень фильтроагрегатов для всех производственных отраслей: мокрые скрубберы и абсорберы (полые форсуночные, пенные, Вентури, стационарно-насадочные, с подвижной насадкой), сухие циклонные и рукавные пылеуловители, электролитические РИФ-фильтры, адсорбционные / угольные / каталитические установки и любое вспомогательное и обслуживающее оборудование, а также водоподготовительные системы и станции нейтрализации стоков.
Обоснование необходимости газоочистки
Современная промышленность – несмотря на непрерывно развивающиеся технологии – ежегодно эмитирует в атмосферу миллионы тонн вредных выбросов комплексной природы: пылевых взвешенных частиц, туманов, аэрозолей и паров, сажи, пепла, золы, копоти / гари и газообразных соединений.
Следует отметить, что почти все промышленные газовые выбросы представляют серьезную угрозу для биосистем и Человека. Так, к примеру, диоксид серы SO2 и диоксид азота NO2, (а также другие окислы серы и азота SOx и NOx) способны при контакте с атмосферной влагой – прямо или опосредованно – создавать в воздушном бассейне сернистые и азотистые кислоты, которые затем выпадают в виде кислотных дождей, снегов, туманов и смогов.
Среди других выбросов экстремальной опасности, свойственных, в частности, цветной металлургии, отметим галогены и галогениды – фтор, хлор, бром, йод и их производные. К списку можно добавить аммиак, сероводород, тяжелые углеводороды, монооксид углерода CO, а также множество других токсичных, горючих, дурнопахнущих, едких и коррозионных газов.
Разумеется, не обходятся без нежелательных выбросов и химия, нефтехимия, фармацевтика. Отходящие поллютанты в этих отраслях отличаются особо высокой токсичностью и химической активностью: кислоты, щелочи, альдегиды, кетоны, спирты, эфиры.
Впрочем, наиболее опасными – как с точки зрения токсикологии, так и массовой доли в общем объеме выбросов – являются дымовые газы – неизменные спутники энергетического и теплоэнергетического сектора (котельные, ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС), металлургии (печи, плавильные агрегаты), мусоросжигательного сектора (инсинераторы, крематоры).
Главная особенность дымовых выбросов – их химическая и механическая многокомпонентность (и зачастую непостоянство состава); системы и установки очистки дымовых газов являются одним из самых продвинутых типов оборудования.
Методы очистки выбросов газов
Способов и подходов к газоочистке на сегодняшний день разработано множество, но каждый из методов показывает наибольшую рациональность в строго определённых условиях.
Классифицируем газоочистные методы и рассмотрим их характерные особенности и технологическую целесообразность с точки зрения соответствующих производственных процессов.
Грубая и тонкая очистка газов
Несмотря на кажущуюся очевидность понятий, вкратце коснемся тонкой и грубой газоочистки.
Под грубой фильтрацией, как правило, понимается очистка газообразных сред или воздуха от пыли и твердого партикулята, хотя прямого указания в термине на это нет. К аппаратам грубой газоочистки относятся механические пылеуловители, способные на результативную сепарацию взвешенных частиц крупной и – реже – средней дисперсности: решетчатые и сетчатые фильтры, жалюзи, а также инерционные вихревые циклоны.
Быстрое знакомство с циклонами
Элементы и агрегаты грубой газоочистки нередко используются в качестве предфильтров, то есть, первичных ступеней фильтрации – для разгрузки и увеличения эффективности центрального фильтровентиляционного аппарата, например, фильтра ФРИП, мокрого абсорбера или скруббера.
Рукавный пылеуловитель для топочных / печных выбросов – особенности, принципы работы и характеристики
К устройствам тонкой очистки газа относятся системы, способные проводить финишную фильтрацию газовоздушных потоков путем сепарации или нейтрализации конгломератов ультрамалых размеров, вплоть до молекулярных.
К этой же группе установок относятся и таковые химического типа, например, абсорберы со стационарной насадкой и каталитические адсорберы, призванные осуществлять гигиеническую, санитарную очистку воздуха, в том числе, и от дурнопахнущих примесей – промышленную дезодорацию.
Мокрая и сухая газоочистка
По фундаментальному принципу действия газоочистные установки подразделяют на сухие и мокрые.
Как следует из названия, сухие аппараты не подразумевают использование в своей работе жидкости в каком бы то ни было виде, (за исключением мокрых электрофильтров, которые, относящиеся к сухому типу ГОУ, утилизируют воду только для промывки / регенерации осадительных электродов).
К сухим (безжидкостным) агрегатам относят гравитационные вихревые циклоны, рукавные тканевые фильтры, кассетные / картриджные / патронные фильтраторы, а также жалюзи, решетки и сетки.
Системы мокрой очистки газов, напротив, подразумевают обязательное использование жидкости – воды или активного абсорбента, (например, слабокислого, слабощелочного, бромистого, марганцевого или иного раствора). К установкам мокрой фильтрации воздуха и газов относятся скрубберы, (включая мокрые полые орошаемые циклоны), абсорберы и некоторые другие ГОУ.
Скрубберы и абсорберы – знакомство с оборудованием мокрой газоочистки
Водяная или абсорбентная преграда, в которой протекают сорбционные процессы, в различных типах скрубберов и абсорберов дистрибутирована нижеследующими способами:
- слой метастабильной самоподдерживающейся пены (пенные абсорберы / барботажные фильтры);
- капельная завеса + падающая пленка (полые форсуночные / пленочные скрубберы);
- турбулентный микротуман (скоростные инжекторные скрубберы Вентури);
- поверхностная микропленка (абсорберы со стационарной насадкой);
- псевдоожиженный / кипящий слой (скрубберы с подвижной насадкой).
Читайте подробнее о каждом типе мокрых сорбционных аппаратов на нашем сайте.
Среди экзотических аппаратов можно также отметить т.н. полусухие абсорберы и скрубберы, где жидкость присутствует в рабочей камере, но, в силу специфических условий, не доходит до точки конденсации.
К жидкостным фильтровентиляционным агрегатам можно причислить и РИФ-фильтры, а также масляные ГОУ.
Механическая и химическая очистка газовых выбросов
Категорируют системы и блоки очистки газов и по принципу возможности осуществлять механическую и / или химическую фильтрацию среды.
К механическим ГОУ относят таковые, нацеленные на захват твердого партикулята – стружко-, пылеуловители и золоуловители. При очищении потока происходит захват или сепарация фильтрата без изменения его химического состава.
К аппаратам химической очистки воздуха и газообразных сред относятся такие системы и установки, которые подразумевают реакционное воздействие на обрабатываемые загрязнители, то есть, имеет место разрыв существующих и / или образование новых ковалентных связей – полный распад или трансформация поллютантов в безопасные или значительно менее опасные соединения.
Отдельно стоит коснуться таких агрегатов, как пылегазоуловители, представленные скрубберными и абсорбционными установками. Такие системы способны на эффективную одновременную очистку газопотоков, содержащих как химические, так и механические загрязнители, что особенно востребовано в рамках фильтрации сложных, комплексных выбросов.
Абсорбционная газоочистка, очистка газа водой и абсорбентами
Метод абсорбционной очистки газа – один из наиболее универсальных и результативных подходов в обезвреживании производственных эмиссий комплексной природы.
Под абсорбцией понимается растворение примесей в объеме жидкости – воды или активного абсорбента.
Абсорбционная фильтрация может относится как к захвату пыли / твердых частиц (т.н. скруббинг), так и отходящих газов и других химически активных примесей (т.н. хемосорбция).
Помимо прочего, абсорбционные фильтры – это единственный тип оборудования, который позволяет эффективно и безопасно обрабатывать пылегазопотоки и горючие газы, склонные к электризации, самовоспламенению и самодетонации. Параллельно идет и существенное охлаждение потока, что является одним из критически важных факторов при наладке систем очистки горячих дымовых газов и печных, топочных, обжиговых, доменных выбросов.
Шламы и пульпы, образующиеся в результате функционирования систем абсорбционного типа – при использовании правильно подобранных абсорбентов – могут представлять собой ценные продукты, доступные к экономически выгодной утилизации, (например, основу для азотистых, сернистых, фосфористых и иных удобрений; использование скрубберов на мукомольных, зерновых и смежных по направлению производствах позволяет – после обезвоживания шламов – получать субстраты кормов для птицы, скота).
Пожалуйста, ознакомьтесь с полной номенклатурой аппаратов мокрой газоочистки в каталоге нашего официального сайта.
Хемосорбция
Термин «хемосорбция» – частный подтип сорбции, указывающий на то, что нейтрализация или дезодорация газопотока происходит с протеканием активного взаимодействия очищаемой среды и фильтрующего – твердого или жидкостного – функтора. Проще говоря – это химическое обеззараживание примесей.
Рассмотрим примеры некоторых реакций хемосорбции, нашедших широкое распространение в промышленности.
- H2S + 2KOH → K2S + 2H2O (очистка воздуха или газа от сероводорода щелочным раствором едкого кали с образованием сульфида калия и воды);
- HCl + KOH → KCl + H2O (хемосорбция хлороводорода гидроксидом калия с образованием воды и хлорида калия);
- SO2 + NaOH → Na2SO3 + H2O (деактивация диоксида серы раствором гидроксида натрия с образованием сульфита натрия и воды).
- 6CH2O + Ca(OH)2 → C6H12O6 (трансформация формальдегида в глюкозу через обработку гидроксидом кальция, т.н. реакция Бутлерова).
Что касается такого распространенного промышленного газа как аммиак, то он эффективно сорбируется обычной водой, поскольку обладает свойством высокой растворимости в H2O – до 500-700 и выше объемов газа на объем воды. Соразмерными показателями растворимости в воде обладают бромоводород, хлороводород, метиламин и некоторые другие соединения.
Необходимо уточнить, что хемосорбционный захват, основанный на протекании каталитических реакций, может быть реализован и в сухих адсорбционных установках, (так, например, отчетливыми химическими чертами выделяются реакции захвата хлора и других галогенов в активированном угле).
Еще больше информации c примерами реакций Вы найдете в блоке статей нашего сайта gas-cleaning.ru
Ионный обмен
Другим типом сорбции, применяющимся в очистке промышленных газов, является т.н. ионный обмен – комплекс химических реакций, протекающий в полярных растворителях с вовлечением ионов обрабатываемой среды и материала, пропитанного ионообменным веществом.
Наиболее распространенными фильтроагрегатами, утилизирующими принцип ионного обмена, являются рамные ионообменные фильтры (РИФ), которые показывают предельную результативность в очистке газов, загрязненных кислотами, щелочами и солями, а также другими соединениями, демонстрирующими явную электролитическую активность.
Читайте подробнее о фильтрах РИФ, ФК и РИФ-ФК на нашем сайте.
Адсорбционная очистка газа
Третьим, последним типом сорбции, (в дополнение к абсорбции и ионообмену), является адсорбция.
Адсорбционная очистка газа от нежелательных компонентов, (а также воздуха от газов), основывается на задержании включений в поверхностном слое твердого микропористого материала – т.н. адсорбента, (не путать с абсорбентом).
Фактически, адсорбция, особенно ее физическая «ипостась» напоминает просеивание строительного песка через сетку: маленькие песчинки свободно проходят сквозь сито, а камешки побольше остаются на ее поверхности.
Так, адсорбент, в зависимости от назначения, может иметь большее количество пор определенного размера – для захвата молекулярных конгломератов соответствующего кинетического диаметра:
- Макропоры – свыше 50 нм;
- Мезопоры – 2-50 нм;
- Микропоры – менее 2 нм.
Среди эффективных адсорбентов, часто использующихся в промышленных газоочистных установках тонкой фильтрации, необходимо указать активированный уголь, природные и синтетические алюмосиликаты / цеолиты, силикагель, бурый железняк / лимонит, микропористые полимеры, (в том числе, с металлизированной матрицей).
Нужно добавить, что адсорбция всегда – пусть и в разных соотношениях – совмещает и физический, и химический / каталитический захват поллютантов. Так, к примеру, при повышении температуры очистки адсорбционное взаимодействие смещается в сторону каталитической нейтрализации.
Адсорбционные аппараты показывают исключительную эффективность в тонкой очистке газов от микропримесей газообразной и аэрозольной природы, что делает их наиболее рациональным оборудованием для фильтрации производственных запахов.
Угольный адсорбер для очистки газа от сероводорода
Читайте подробнее об очистке газов активированным углем и другими адсорбентами на нашем сайте.
Термическая газоочистка, дожигание
В канве магистральной темы данной страницы следует затронуть и такой метод обезвреживания примесей как термическое воздействие – пиролиз или сжигание.
Дожигание и пиролиз используются нечасто и, как правило, для термической диссоциации органических газов и паров, в результате чего опасные примеси окисляются и / или распадаются на менее опасные или таковые, доступные к последующей обработке.
В некоторых случаях сжигание опасных соединений недопустимо, так как может привести к образованию не менее ядовитых, а то и более токсичных веществ.
Так, к примеру, сжигание сероводорода в среде с кислородом образует высокотоксичный сернистый газ SO2 (2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O).
Пиролиз и дожиг углеводородного сырья чаще всего применяют в нефтехимии / нефтегазоперерабатывающей отрасли.
Список газоочистных аппаратов, систем и установок, назначение оборудования
Перечислим все распространенные системы и аппараты очистки газовых выбросов и кратко укажем сферы их применения.
- Сухие циклоны – инерционные ротационные пылеуловители, используются для сепарации сухой стружки и пыли крупной и средней дисперсности. Области применения – общее пылеулавливание, золоулавливание, деревообработка.
- Рукавные пылеуловители – волоконные фильтры тонкой очистки воздуха от сухих неслипающихся механических примесей. Назначение универсальное.
- РИФ-фильтры – электролитические фильтры для очистки газов от паров кислот, щелочей, солевых растворов. Назначение – химия, фармацевтика, пищевой сектор, производство батарей, аккумуляторов, микроэлектроники.
- Электрофильтры – электростатические пылеуловители для захвата твердого ультрамикродисперсного партикулята. Ограниченно используются в энергетическом секторе.
- Мокрые циклоны – форсуночные пылеуловители общего назначения, используемые там, где применение сухих пылеуловителей нерационально или недопустимо с точки зрения безопасности. При заправке в контур щелочного раствора могут осуществлять очистку дымовых газов умеренной активности / концентрации.
- Скрубберы Вентури – универсальные скоростные пылегазоуловители, показывающие, в том числе, высочайший КПД в захвате липких, клейких, маслянистых, тягучих, сладких и иных склонных к быстрой цементации веществ.
- Пенные абсорберы – химические газоочистители, широко использующиеся в качестве дымовых фильтров и нейтрализаторов кислых компонентов в промышленной и коммунальной энергетике. Рационально применение агрегатов в химии, нефтехимии, пищепроме, гальванике, на ЦБК, на электронных производствах.
- Абсорберы со стационарной насадкой – химический тип оборудования для нейтрализации газовых и аэрозольных включений экстремальной токсичности / активности – кислот, щелочей, эфиров, кетонов, альдегидов, меркаптанов, сернистых, азотистых газов, галогенов и галогенидов. Сферы применения – химия, лаборатории, нефтехимия, производство полимеров, резин, пластмасс, удобрений, мусоросжигание.
- Скрубберы с подвижным слоем – наиболее выносливые и тяжелонагружаемые промышленные газовые фильтры для обработки сложных многокомпонентных потоков. Области применения – энергетика, мусоросжигание, АБЗ, ЖБИ, участки переработки и транспортировки полезных ископаемых, руд, концентратов, металлургия.
- Адсорберы / Угольные фильтры – сухие газоочистители тонкой санитарной очистки воздуха, дезодораторы. Используются почти во всех отраслях, в том числе, – для обогащения и очистки биогаза от сероводорода и микропримесей. Широко применяются в наладке аварийных систем быстрой нейтрализации утечек опасных веществ, (например, топлив).
Пожалуйста, не стесняйтесь связаться с «ПЗГО» любым удобным способом или задавайте Ваши вопросы в секции комментариев под этой записью в «Яндекс.Дзен».
Технические характеристики газоочистного оборудования от «ПЗГО»
Установки, аппараты и комплексы, изготавливаемые на «ПЗГО», выгодно отличаются нижеследующим перечнем характеристик:
- Степень очистки газов от механических и / или химических загрязнителей ≈ 96-99%;
- Производительность аппаратов по среде – от нескольких десятков единиц до сотен тысяч м3 / час;
- Температурный предел – до +900 Цельсия;
- Низкое сопротивление агрегатов, простота монтажа и интеграции с технологическим оборудованием Заказчика (в рамках модернизации или построения новых сетей);
- Богатая комплектность поставки, включающая все вспомогательное оборудование и обслуживающие конструкции;
- Безотказность, эффективность, долговечность, экономичность работы, эстетичность и ценовая доступность даже для предприятий среднего и малого поля деятельности.
Производство и внедрение промышленных газоочистных установок
По любым вопросам, касающимся получения информации или Заказа на аппараты промышленной очистки газа, пожалуйста, контактируйте с нами через «Дзен», через контакты нашего сайта или заполняйте удобную Анкету Заказчика.
Быстро произведем и поставим газоочистную аппаратуру по России, СНГ, Азии, Европе. Монтаж, шефмонтаж. Обучение персонала. Полный комплект документации. Гарантия.