Промышленный воздушный угольный фильтр – насыпной адсорбер для тонкой очистки воздуха
Завод по производству пылеулавливающих и газоочистных аппаратов, систем и установок «ПЗГО» предлагает к детальному рассмотрению особенности, принципы работы, устройство и характеристики такого агрегата как воздушный промышленный угольный фильтр.
Наше предприятие более 30 лет разрабатывает, создает и локально внедряет эффективные, производительные, компактные и доступные индустриальные адсорберы, которые – на текущий момент – безупречно служат на 200+ производственных участках России, СНГ, Европы и Азии.
Фильтр угольный воздушный: фундаментальный принцип работы
Поглощающие свойства древесного угля, обусловленные его микропористостью, известны человечеству давно. И если раньше уголь использовался в медицине, быту и промышленности без какой-либо специальной обработки, то сегодня разработаны эффективные методы увеличения его сорбционной емкости – т.н. активация угля.
Под активацией угля имеется в виду освобождение пор от ультрамикродисперсных механических частичек (или каталитических ядов) и, как следствие, увеличение активной контактной поверхности. Наиболее распространенный метод активации (или ре-активации) угля – его продувка перегретым водяным паром.
Задержание примесей в угольных фильтрах происходит на адсорбционном базисе.
Адсорбция – это один из 3 видов сорбции, при котором поглощение вещества, (газообразного или жидкого) идет в поверхностном слое микропористого материала – т.н. адсорбента (не путать с абсорбентом).
Среди эффективных адсорбентов, широко использующихся в промышленных адсорберах, можно выделить активированный уголь, цеолиты / алюмосиликаты, силикагель, железняки / лимониты, а также синтетические микропористые полимеры.
Уголь может быть активирован таким образом, чтобы осуществлять захват загрязнителей с определенными свойствами и размерами, (это, как правило, околомолекулярные размеры).
Условно размеры микропор подразделяют на:
- Макропоры – свыше 50 мкм.
- Мезопоры – от 2 до 50 мкм.
- Микропоры – менее 2 мкм.
Так, в зависимости от тонкостей процесса активации, бытовые или промышленные угольные фильтры могут быть «специализированы» для улавливания тех или иных конкретных загрязнителей.
Например, существует категория десульфурирующих углевых субстратов для улавливания сероводорода. Диаметр молекул сероводорода составляет около 4Å (≈ 4*-10 м), и это нередко находит отражение в наименовании марок активированного угля для фильтрации сероводорода и других сернистых газов – АГ-4, СКТ-4, ФК-4 и др. Впрочем, многие производители используют свои запатентованные названия.
Способность к улавливанию конгломератов молекулярных размеров делает угольные фильтры наиболее рациональным выбором для очистки воздуха от неприятных, едких и удушающих запахов – как на бытовом, так и на производственном уровне.
Вдобавок, следует иметь в виду, что захват примесей в угольных фильтрах – (и насыпных, и канальных) – происходит не только на базисе физической фильтрации (т.н. физиосорбции), но и на химическом / каталитическом уровне.
Так, улавливание галогенов, к примеру – хлора, в большей степени определяется именно химическим взаимодействием углерода (C) и хлора (Cl2).
Каталитическая составляющая адсорбции начинает превалировать и при повышении температуры улавливаемых газов / аэрозолей. Помимо этого, хемосорбционный захват всегда приводит к изменению температуры среды – обычно в сторону нагрева.
Промышленные адсорбционные установки
Индустриальные фильтры для очистки воздуха через активированный уголь, фактически, подчиняются общим адсорбционным принципам, поэтому основное условие для результативной фильтрации нежелательных примесей – это обеспечение плотного контакта очищаемой среды с адсорбентом в рабочей камере агрегата, (а также, разумеется, использование эффективного для той или иной процедуры фильтрующего субстрата).
Конструктивно производственные фильтры угольного типа часто выполняются в виде колонн (башен) – поскольку такой форм-фактор обеспечивает удобство загрузки «свежего» и выгрузки «истощенного» угля. Вместе с этим, нет никаких ограничений и на изготовление компактных горизонтальных адсорбционных модулей.
Основной тип промышленных адсорберов – в разрезе заполнения рабочей камеры – насыпной, (рабочая камера нерегулярно засыпается крошкой или пеллетами / шариками / таблетками активированного угля).
В промышленной канальной вентиляции, не подразумевающей наличие значительных объемов загрязнителей, часто используются сменные углефильтры в виде блоков-модулей с волоконными / текстильными прокладками с угольными нитями, с внутренними слоями угольной крошки, с очистительными кассетами или картриджами.
Уже на этапе проектирования и изготовления важно учитывать объемы обрабатываемой среды, концентрацию и другие свойства загрязнителей.
Сорбционная емкость фильтрующего материала небезгранична, поэтому следует заблаговременно просчитывать периодичность замены адсорбента, (которая может определяться как теоретически, так и по показаниям датчиков, установленных на выходной секции фильтра).
Особенности промышленных угольных адсорбционных систем
Поскольку объемы обрабатываемой среды в промышленности (например, обессеривание отходящих выбросов) несоизмеримо выше таковых, очищаемых при вентиляционных процедурах, (например, в разрезе фильтрации воздуха в приточной вентиляции), немаловажным аспектом является замена, утилизация или регенерация насыпного фильтроматериала.
На некоторых крупных производствах объемы используемого насыпного адсорбента могут исчисляться тоннами и десятками тонн в день.
Для обеспечения бесперебойности работы промышленные угольные воздушные фильтры часто эксплуатируются в паре (в парах):
- Загрязненный поток поступает в 1-ый адсорбер, второй стоит в резерве, готовый к работе;
- После насыщения адсорбента в 1-ом адсорбере газоочистка (вручную или автоматически) переводится на 2-ой аппарат;
- В это время в 1-ом адсорбере проводится перезагрузка адсорбента. Цикл повторяется.
Регенерация, десорбция и утилизация адсорбента
Отличительной особенностью активированного угля (и многих других адсорбентов) является его предрасположенность к эффективной регенерации, то есть, к восстановлению исходных свойств и повторному использованию в очистке производственных выбросов.
Регенерация активированного угля – это комплекс процедур, направленный на восстановление его сорбционной емкости.
Регенерация может проводиться как локально (выгодно для крупных предприятий), так и быть передана к проведению на другом специализированном участке.
Активированный уголь может – без ощутимой потери фильтрующих свойств – подвергаться реактивации до 100 раз и более.
Регенерация может быть совмещена с десорбцией – процессом, обратным сорбции, заключающемся в извлечении уловленных примесей из адсорбента.
Так, например, из угля, работающего на захват масляных паров, можно на этапе десорбции извлечь уловленное масло в объеме до 50-60 кг. на каждый м3. адсорбента. Это же касается и каталитического или хемосорбционного захвата, который является обратимым по определению, – из угля, работающего на захват SOx или H2S возможно эффективно извлекать элементарную серу высокой чистоты.
В некоторых случаях, справедливых, в частности для воздушных угольных фильтров аварийной нейтрализации топливных и иных углеводородных паров, регенерация или десорбция не имеют достаточной экономической рациональности, поскольку адсорберы могут функционировать на одной засыпке в течение нескольких месяцев – адсорбент, по мере насыщения, просто утилизируют и заменяют на новый.
Назначение угольных воздушных фильтров и задерживаемые загрязнители
Индустриальные угольные фильтры широко применяются для тонкой очистки и дезодорации производственных выбросов во всех отраслях промышленности, генерирующих газовые и микроаэрозольные загрязнители высокой активности / токсичности / едкости: химия, нефтехимия, агрохимия, металлургия, пищевые фабрики, электронные производства, гальванические участки, ЦБК, пункты перелива кислот, щелочей и других активных жидкостей, очистка биогаза, вентиляция объектов животноводства и многое другое.
Среди поллютантов, в отношении которых активированный уголь показывает высочайший КПД захвата: оксиды серы, окислы азота, меркаптаны, аммиак, фенолы, бензолы, фураны, диоксины, спирты, эфиры, галогены и галогениды, пары кислот и щелочей, пары ртути, масла / СОЖ и др.
Исключительную результативность показывают угольные фильтры и в отношении водяного пара, поэтому адсорбционные установки нередко используются для тонкой, финальной осушки промышленных газовоздушных сред.
Помимо прочего, адсорберы широко используются на финальных ступенях санитарно-гигиенической фильтрации высокотоксичных дымов.
Технические характеристики угольных фильтров производства «ПЗГО»
Адсорбционные угольные воздушные фильтры, изготавливаемые в «ПЗГО» выгодно отличаются от конкурентных нижеследующим перечнем преимуществ:
- КПД тонкой очистки воздуха от газовых и пароаэрозольных загрязнителей ≈ 99% (при влажности обрабатываемой среды не более 70%);
- Производительность по потоку – от десятков единиц до десятков тысяч м3 среды в час;
- Температурные характеристики – стандартные исполнения от +10 до +60 Цельсия, индивидуально спроектированные производственные адсорберы с термо- или термокислотоупорной футеровкой до + 600 градусов Цельсия;
- Богатая комплектность поставки, включающая все вспомогательное оборудование и обслуживающие конструкции, опционально – массив адсорбента;
- Надежность, долговечность, компактность, простота монтажа и неприхотливость, полная автоматизация, эстетичность и цена от прямого производителя «ПЗГО».
Изготовление и внедрение промышленных угольных фильтров
По вопросам, в любой мере связанным с изготовлением, приобретением и локальным внедрением промышленных воздушных угольных фильтров, пожалуйста, обращайтесь к нам через Дзен, Контакты нашего официального сайта или заполняйте удобную Анкету Заказчика.
Быстро поставим адсорберы по России, в СНГ, Азию, Европу. Монтаж, шефмонтаж. Обучение штата. Полная документация, гарантия.