250 подписчиков

Очистка воздуха от кислот: фильтры, особенности и материалы

6 августа 20246 авг 2024

8 мин

Оглавление

Содержание
Методы очистки воздуха от кислых компонентов
Мокрая фильтрация

Содержание

Методы очистки воздуха от кислых компонентов
Мокрая фильтрация
Сухая фильтрация
Особенности фильтрации кислых газов
Рекомендуемые материалы для оборудования очистки кислых газов

Промышленные кислые газы – воздушная смесь, которая содержит кислые компоненты, такие как диоксид серы (SO₂), оксиды азота (NOₓ), сероводород (H₂S), хлористый водород (HCl), фтористый водород (HF) и другие. Эти вещества часто выделяются в процессе сжигания ископаемого топлива, работы промышленных предприятий и других технологических процессов.

Основные источники:

Сжигание угля и нефти на электростанциях.
Металлургические заводы, нефтеперерабатывающие заводы, производство цемента и химической продукции.
Автомобили, работающие на бензине и дизельном топливе.
Работа в лабораториях требует использования вытяжных шкафов и локальных систем аспирации.

Методы очистки воздуха от кислых компонентов

Очистка газов от кислых компонентов может осуществляться как сухими, так и влажными методами, в зависимости от характеристик загрязненного воздуха. Сухая фильтрация кислоты включают использование адсорберов, которые эффективно поглощают газообразные загрязнители и могут применяться при низких концентрациях загрязнений. Эти устройства обеспечивают значительную степень фильтрации, сохраняя при этом простоту эксплуатации и отсутствие жидких отходов.

Влажные методы, напротив, предполагают использование жидкостей. Например, форсуночные скрубберы фильтры для очистки кислоты распыляют воду или щелочные растворы, создавая облако мелких капель, которое обеспечивает высокий контакт с загрязненной газовоздушной смесью и эффективное абсорбирование паров. Пенные скрубберы, использующие специальные тарелки для создания пены, также обеспечивают значительный уровень абсорбции. Эти методы особенно эффективны при значительных концентрациях агрессивных компонентов и позволяют достичь максимальной степени очищения.

Мы производим системы газоочистки с 2003 года. Накопили ценный опыт и постоянно повышаем качество нашего оборудования. Сделаем необходимые расчеты, поможем подобрать эффективную систему газоочистки — обращайтесь!

fakel-f.ru

«Факел» — производство систем аспирации, пылеуловителей, скрубберов для очистки воздуха

Мокрая фильтрация

Самая эффективная очистка газа от кислых газов происходит с помощью газопромывателей. Мокрые скрубберы используют распыление воды или растворов нейтрализующих агентов. Основной механизм заключается в контакте газа с жидким абсорбентом, что позволяет удалять вредные пары из воздушного потока.

Типы устройств

Форсуночные скрубберы (полые) — в них используется мелкодисперсное распыление воды или щелочного раствора, что обеспечивает высокую степень контакта между жидкостью и газами. Скрубберный фильтр кислот работает по принципу:

Загрязненный воздух вводится в скруббер через входной патрубок.
Через форсунки распыляется вода или щелочной раствор, образуя облако мелких капель.
Воздушная смесь проходит через облако распыленной жидкой среды. Благодаря высокой дисперсности капель, площадь контакта между водой и газами значительно увеличивается.
Вредные компоненты и примеси взаимодействуют с каплями, поглощаются и нейтрализуются.
Очищенный воздух выводится через выходной патрубок, а шлам с захваченными загрязнителями стекает вниз для дальнейшей обработки или удаления.

Пенные скрубберы (тарельчатые барботажные) — газовоздушный поток проходит через жидкость, которая создает пену, контактируя с тарелками (провальными или переливными). Виды тарелок:

Провальные — имеют отверстия, через которые воздушный поток барботирует через жидкость, создавая пену. Провальные тарелки обычно используются в случаях, когда требуется высокая эффективность абсорбции.
Переливные — имеют небольшие перегородки, через которые очищаемый раствор переливается с одной тарелки на другую, создавая барботажный эффект.

Вентури — эффективный фильтр от кислых газов, устройства этого типа создают турбулентный поток газа и жидкости, что повышает эффективность захвата мелких капель загрязненного воздуха.

Когда воздушная смесь проходит через вентури-ускоритель, он сталкивается с узким сужением в устройстве, что приводит к значительному увеличению скорости потока. В этом узком участке происходит интенсивное смешивание газа с распыленной жидкостью. Этот процесс создаёт турбулентное движение, которое способствует образованию множества мелких капель.

Видео о работе Вентури

Турбулентный поток и мелкие капли обеспечивают большую поверхность контакта между воздухом и жидкостью. Это усиливает процесс абсорбции и адсорбции загрязняющих веществ. Мелкие капли захватывают частицы, после чего они оседают и удаляются из потока. Очистка воздуха от кислот аппаратами Вентури зарекомендовала себя как один из лучших вариантов.

Преимущества и недостатки мокрого способа

Плюсы

Мелкодисперсное распыление обеспечивает максимальную площадь контакта между жидкостью и газами, что повышает эффективность абсорбции и нейтрализации вредных примесей.
Скрубберы могут использовать различные жидкости и нейтрализующие агенты, что делает их универсальными для различных типов загрязнителей.
Максимально возможная степень очистки воздуха от кислот.

Недостатки

Постоянное распыление может потребовать значительного объема воды или раствора нейтрализующего агента, что увеличивает эксплуатационные расходы.
Использованная вода, содержащая захваченные загрязнители, требует утилизации или дальнейшей обработки.
При использовании щелочных растворов возможно образование твердых осадков, которые могут засорять форсунки.

Применяемые нейтрализующие агенты в скрубберах системах фильтров для растворов кислот:

Гидроксид натрия (NaOH) эффективно нейтрализует пары серной и соляной кислот, превращая их в менее агрессивные соединения.

Пример реакции в фильтре соляной кислоты:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Известь (Ca(OH)₂) используется для нейтрализации различных вредных агрессивных газов. Пример реакции в фильтре серной кислоты:

H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O

Сухая фильтрация

Адсорберы (сухие скрубберы) — фильтр от паров кислот, в котором воздух проходит через слой сорбента, где происходит химическая реакция и адсорбция вредных веществ. В отличие от мокрых скрубберов, сухие скрубберы не используют воду или жидкие нейтрализующие агенты, что позволяет избежать образования жидких отходов.

Видео о работе адсорберов

Принцип работы

Загрязненный воздушный поток поступает в адсорбер через входной патрубок.
Далее он проходит через слой сорбента, который может быть выполнен в виде гранул, порошка или другой формы, обеспечивающей максимальную площадь контакта.
Вредные вещества адсорбируются на поверхности сорбента или вступают в химическую реакцию с ним, превращаясь в менее опасные соединения.
Очищенный воздух выводится через выходной патрубок, а использованный сорбент накапливается для дальнейшей утилизации или регенерации.

Типы сорбентов

Активированный уголь является одним из самых популярных и эффективных адсорбентов, используемых для фильтрации.
Силикагель представляет собой форму аморфного диоксида кремния (SiO₂), который обладает способностью к адсорбции влаги и газообразных компонентов.
Алюмосиликат (цеолит) представляет собой пористый материал, состоящий из алюминия, кремния и кислорода.
Доломит представляет собой природный минерал, состоящий из карбоната кальция и магния (CaMg(CO₃)₂).

Преимущества и недостатки сухой фильтрации

Достоинства

Отсутствие жидких отходов, что упрощает их эксплуатацию и снижает затраты на утилизацию.
Простота конструкции и эксплуатации, не требуют сложного оборудования для управления и контроля.
Широкий диапазон применения, могут использоваться для воздухоочистки от органических и неорганических веществ.

Недостатки

Сорбент со временем насыщается и теряет свою эффективность, поэтому требуется регулярная замена или регенерация сорбента.
Сухие скрубберы могут иметь ограниченную емкость для захвата загрязнителей, что требует частого обслуживания и замены сорбента.
Меньшая эффективность при больших концентрациях загрязняющих веществ.

Альтернативный метод очистки газовых выбросов от серной кислоты включает использование электростатических осадителей, которые улавливают аэрозоли и удаляют их из потока. Однако, перечисленные выше устройства показывают наивысшую степень эффективности.

Особенности фильтрации кислых газов

Кислотосодержащие газы могут вызывать коррозию металлических частей систем аспирации, что требует использования антикоррозийных материалов, таких как нержавеющая сталь или пластики (например, ПВХ, полипропилен).

Вентиляция

Системы вентиляции и вытяжки для захвата должны быть установлены непосредственно у источника образования загрязнений. Вытяжные шкафы и зонты, местные аспирационные системы обеспечивают эффективное удаление паров из рабочей зоны.

Для предотвращения утечек системы аспирации очистки кислых газов часто проектируются как герметичные, с использованием уплотнений и специальных соединений.