white line white line
Заявки на оборудование просьба присылать в технический отдел на e-mail info@ence.ch, тел. +7 (495) 225 57 86
white line

Скрубберы (Вентури)
Пенные фильтры/аппараты

Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в США, Канаде и Японии, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию скрубберы, различные пенные фильтры.

Мокрые пылеуловители. Скрубберы. Описание и преимущества

Высокая степень извлечения пыли из газа достигается путем мокрой очистки. В процессе охлаждения влажного газа происходит конденсация водяных паров на частицах пыли. Таким образом, возрастает вес пылинок, и они легко выделяются из газа под действием сил тяжести (если газ движется прямо) или сил инерции (если газ движется по касательной).

Смачивание и поглощение осуществляется при помощи:

  • стекания водной пленки по внутренним стенкам установки;
  • разбрызгивания воды внутри аппарата;
  • комбинированного способа.

Предварительная очистка и охлаждение газа осуществляется в полых скрубберах или скрубберах с насадкой. Конструктивно, скруббер представляет собой башню круглого или прямоугольного сечения. В полых конструкциях, загрязненный газ подается потоком снизу вверх и проходит сквозь сечение скруббера, на разных уровнях которого форсунки распыляют поглощающую жидкость. Скорость перемещения очищаемого газа составляет 1.5 м/сек.

Более качественная предварительная очистка достигается посредством использования скрубберов с насадкой. Насадка изготавливается из кокса или кварца и орошается через специальные распределительные устройства. В такие устройства газ можно подавать со скоростью более 1.25 м/сек.

Для того чтобы улавливать частицы пыли из газового потока при помощи жидкости, используются скрубберы-пылеуловители.

Преимущества скрубберов-пылеуловителей:

  • Улавливание частиц, размер которых составляет 0,1 мкм.
  • Невысокая стоимость аппаратов.
  • Высокая эффективность пылеулавливания в отличие от сухого метода.
  • Возможность использования аппаратов для увлажнения и охлаждения газов.
  • Использования скрубберов-пылеуловителей при работе с газами высокой температуры и влажности.

Существует три пути осуществления контакта запыленного потока газа с жидкостью.

  1. Газопылевой поток подается в жидкость, в которой он дробится на пузырьки, в которые заключаются частицы пыли. Когда эти пузырьки двигаются сквозь жидкость, частицы смачиваются и выводятся из газового потока. По такому принципу работают пенные и барботажные пылеуловители.
    Пенный скруббер
    Пенный скруббер
  2. Очищаемый газовый поток направляется в аппарат, где находится промывная жидкость, и ударяется о поверхность этой жидкости. При этом удаление частиц пыли происходит вследствие столкновения их с поверхностью жидкости или ее каплями. При таком способе осаждение частиц происходит, как правило, на поверхности капель. Среди таких аппаратов следует выделить полые скрубберы, скрубберы ударного действия, а также скоростные турбулентные пылеуловители.
  3. Пылеуловители, имеющие смоченную поверхность, поверхность и внутренние элементы аппарата орошаются жидкостью. При этом пленка жидкости захватывает частицы пыли, которые выводятся из газового потока. Таким образом, работают скрубберы с насадкой и мокрые циклоны.

Помимо вышеперечисленного, некоторые аппараты работают благодаря комбинации нескольких способов в одном аппарате. Именно поэтому не получится рассчитать основные параметры мокрого пылеуловителя, а также эффективность его работы по определенной методике.

Полые форсуночные скрубберы

Самыми простыми мокрыми пылеуловителями являются полые форсуночные скрубберы. Такие аппараты – это колонны, имеющие прямоугольное или круглое сечение, где и происходит контакт очищаемого газа с жидкостью, которая распыливается при помощи форсунок. Среди достоинств таких аппаратов следует выделить возможность очищение газов, содержащих большое количество пыли, а также небольшое гидравлическое сопротивление.

Следует заметить, что чем выше разность скоростей газа и капель, а также чем меньше размер самих капель, тем выше эффективность работы скруббера.

Полые скрубберы делятся по направлению движения газов на противоточные, прямоточные и скрубберы с поперечным приводом жидкости. При этом форсунки, из которых распыливается жидкость, могут располагаться как по центру аппарата, так и по его периметру. В зависимости от необходимого размера капель выбирается тип форсунок. Но в любом случае размер капель должен быть таким, чтобы их не уносил газовый поток, который имеет скорость ν г=0,6-1,5 (м/с).

Для того чтобы произвести расчет полого скруббера, используется следующая последовательность:

  1. Для определения площади сечения скруббера используется заданный расход запыленного газа. При этом скорость газового потока берется равной 1 м/с.

    F = Q/νг

    Высота аппарата принимается равной H=2,5D, где D является диаметром противоточного скруббера.
  2. Далее необходимо определить расход жидкости m. Данная величина берется из промежутка 0,5-8 л/м3 газов. Если газы сильно запылены, то m принимается равной от 6 до 8 л/м3. Таким образом, Vж=mQ, где Vж является объемным расходом жидкости, а Q – расходом очищаемого газа.
  3. После проведенных расчетов следует оценить эффективность очищения газа от пыли в каждом конкретном случае.

Насадочные скрубберы. Описание

Насадочные скрубберы отличаются от полых скрубберов тем, что по их сечению имеются насадки разного типа. Такие аппараты имеет смысл использовать только для улавливания такой пыли, которая хорошо смачивается жидкостью. Особенно это касается тех случаев, когда процесс очищения сопровождается абсорбцией или охлаждением газов. В таких аппаратах может быть поперечное, прямоточное или противоточное орошение.

Насадочный скруббер, имеющий поперечное сечение, использует на 40% меньше жидкости, чем противоточный. К тому же такой скруббер обладает меньшим гидравлическим сопротивлением.

Насадка имеет такие параметры:

  • Удельную поверхность а – геометрическая поверхность тел.
  • Объем пустот s0.
  • Диаметр, который находится по формуле

dэ = 4s0/a

Тарельчатые скрубберы. Стадии процесса пылеулавливания

Тарельчатые скрубберы работают по такому принципу: очищаемые газы взаимодействуют с жидкостью на тарелках разной конструкции, при этом взаимодействие зависит от того, какая скорость запыленного потока. Если скорость газа небольшая, то газовый поток попадает в жидкость в виде пузырьков. При этом частицы пыли, размер которых более 5 мкм, остаются на поверхности этих пузырей.

Однако большую эффективность имеют пенные аппараты. Они работают с потоком запыленного газа, скорость которого превышает 5 м/с. Таким образом, удается улавливать частицы пыли, размер которых составляет до 2 мкм.

Стадии процесса пылеулавливания в тарельчатых скрубберах:

  1. Осаждение пыли на нижней поверхности тарелки.
  2. Улавливание пыли в тот момент, когда поток газа входит в слой пены.
  3. Осаждения пыли в слое пены.

Основными достоинствами тарельчатых скрубберов являются достаточно равномерное распределение жидкости в аппарате и небольшое гидравлическое сопротивление. Среди недостатков следует выделить невысокую нагрузку по жидкости, а также небольшую эффективность при улавливании частиц, размер которых не превышает 5 мкм.

Скрубберы ударно-инерционного действия

Скрубберы ударно-инерционного действия являются аппаратами, работа которых основана на контакте запыленного газа и жидкости при помощи удара пылегазового потока об жидкость. Благодаря этому возникают капли, размер которых составляет от 300 до 400 мкм.

Среди достоинств аппарата необходимо выделить то, что благодаря высокой скорости потока газа они имеют небольшие размеры. К тому же такие скрубберы обладают хорошей степенью очистки, а также с их помощью можно очищать газ, содержащий огромное количество частиц пыли.

Основной особенностью таких аппаратов является то, что жидкость в них циркулирует очень быстро при том, что в аппарате не предусмотрена никаких устройств, которые обладают закручивающим действием. Самыми распространенными аппаратами такого типа являются скрубберы Дойля и ротоклоны.

В скрубберах Дойла поток запыленного газа попадает в аппарат через трубы. Конусы, расположенные в нижней части этих труб, увеличивают скорость газа до 55 м/с. После этого поток газа ударяется о поверхность жидкости. Таким образом, создается завеса из капель. Для того чтобы такие аппараты функционировали нормально, нужно, поддверживался в них постоянный уровень жидкости.

В ротоклоне располагаются изогнутые щелевые каналы, которые частично заполнены жидкостью. Запыленный газовый поток ударяется о поверхность жидкости, захватывая ее часть и заставляя ее двигаться по нижней направляющей канала. Скорость движения составляет от 10 до 15 м/с. После этого жидкость отбрасывается на верхнюю направляющую и потом опускается в качестве сплошной водяной завесы. Для того чтобы предотвратить брызгоунос, нужно установить каплеуловитель. Шлам, который скапливается на дне скруббера, периодически удаляется при помощи скребкового транспортера. Ротоклоны в настоящее время применяются в промышленности крайне редко.

Газопромыватели-дезинтеграторы

Газопромыватели-дезинтеграторы осуществляют мокрую очистку газа. Принцип работы такой установки заключается в том, что при вращении ротора, оснащенного стержнями, стержни ротора проходят в зазорах между статично закрепленными стержнями на стенках корпуса. В процессе данного движения стержни ротора тонко распыляют жидкость в газе. Микроскопические капли жидкости смачивают пыль, которая содержится в газе, и выводятся вместе. Данная установка объединяет функции пылеотделителя и вентилятора. До подачи в дезинтегратор очищаемый газ охлаждают приблизительно до 50°C – 60°C. После обработки в дезинтеграторе газ очищают от тумана. В настоящее время дезинтеграторы активно вытесняются более современными электрофильтрами.

Центробежные скрубберы. Скруббер Вентури

Центробежный скруббер

скрубберы вентури

Загрязненный газ подается в центробежный скруббер по касательной относительно стенок корпуса и начинает интенсивно вращаться. Частицы пыли отбрасываются к стенкам скруббера под действием центробежной силы и удаляются вместе с водой, которая стекает по стенкам. Равномерное распределение орошающей воды по стенкам обеспечивают сопла. Охлажденный очищенный газ выходит через верхнее отверстие, которое регулируется дроссельной заслонкой. Отработанная вода выходит через гидравлический затвор.

Одним из наиболее удачных аппаратов для мокрой газовой очистки является скруббер Вентури. В такую установку вода подается через отверстие в горловине трубы. Уровень давления при подаче потока лежит в диапазоне от 0.3 до 1 ат. Поток воды подвергается тонкому распылению при помощи быстро движущегося потока газа (до 70 м/сек), который вдувается в установку вентилятором. В широкой части трубы скорость потока падает, а тонко распыленная жидкость поглощает пыль. В результате этого капли жидкости становятся крупнее, что делает возможным их выделение из газа при помощи циклонного сепаратора. В отстойнике происходит отделение воды от шлама, после чего вода снова подается в скруббер. Скруббер Вентури способен удалять из потока газа до 99% тонкодисперсной пыли, размеры частиц которой находятся в диапазоне 1.5 до 0.5 мк. Преимуществом такого скруббера является простота устройства и способность очищать газ от тумана.

К достоинствам всех видов центробежных скрубберов принято относить высокую степень очистки в поле действия центробежных сил, невысокое гидравлическое сопротивление, несложность конструкции и экономичность.

Скруббер Вентури

скрубберы вентури

Мокрое пылеотделение (абсорбционная очистка газов)

Мокрое обеспыливание – это соединение частиц пыли и мелких капель воды, в результате чего частицы пыли отделяются от газа.

Для очищения газа его пропускают против направления потока распыленных капель воды.

скрубберы вентури

В процессе протекания газа относительно капель инертные частицы не меняют направление своего движения и сталкиваются с каплями. Благодаря этому частицы пыли слепливаются с каплями и осаждаются.

Чем тоньше капли воды, и чем быстрее частицы пыли смачиваются этими каплями, тем лучше происходит их осаждение. Данный метод осаждения подходит для частиц размером 0,5-500 мкм.

Аппараты, которые предназначены для осаждения методом мокрого пылеотделения, называются скрубберами или газоочистителями. Такие аппараты могут иметь различные модификации.

Самым простым скруббером является промывная башня, которая представляет собой трубу, расположенную вертикально. В ней водяные капли напыляются сверху и постепенно опускаются вниз. Очищаемый газ перемещается против потока тумана водяных капель.

Промывные колонны – это трубы стоящие вертикально, которые заполнены элементами насадки. Промывная жидкость подается сверху. С помощью нее орошается поверхность насадочных тел. Газ, который содержит пыль, проходит через сыпучие насадки. Частицы связываются с поверхностью воды, а после этого пыль стекает вместе с жидкостью.

Работа ротационного скруббера основана на том, что туман создается при помощи вращающихся дисков и сопла. Газ проходит через туман промывочной жидкости, и частицы пыли связываются с частицами воды. Капли промывной жидкости насыщаются пылью, а после этого осаждаются металлической ситовой ткани.

Ротационный скруббер
скрубберы вентури

Сепаратор, оснащенный кольцевыми соплами, который функционирует по принципу скачка давления, достаточно популярен во многих отраслях промышленности. Такой сепаратор используется для осаждения как тонкой пыли, так и примесного газа и жидкого тумана.

Сепаратор с кольцевыми соплами
скрубберы вентури

Для того чтобы отделить пыль от газа, промывочная жидкость подается под напором в поток газа. Некоторая часть частиц при этом уже связывается с промывочной жидкостью. Газ, который содержит капли жидкости, нагнетается через зазоры пакетов сопел. Зазоры кольцевых сопел имеют ширину 0,3-1,1 мм. Они имеют такую форму, чтобы газовый поток направлялся по дугообразной траектории. Таким образом, под воздействием центробежной силы частицы пыли и капли жидкости выносятся на стенки сепаратора, а после этого вытекают из него в виде шлама.

Струйный скруббер – это достаточно большой водоструйный насос. Такой насос подсасывает газ с пылью в промывочную воду, которая бьет с очень высокой скоростью. В струйном скруббере газ, содержащий пыль, а также вода интенсивно перемешиваются. Таким образом, с каплями воды связывается около 90% пыли.

Скруббер Вентури
скрубберы вентури

Из-за того, что струйные скрубберы используют большое количество воды, то ее пропускают по замкнутому циклу.

Существует усовершенствованный вариант струйного скруббера, который имеет прифланцованный циклон для осаждения водяных капель – скруббер Вентури.

В такой аппарат загрязненный газ подается через входное отверстие в трубу, которая оснащена соплами. При подаче газа возникает турбулентное течение аэродисперсии. Таким образом, возникают сильные завихрения и перемешивание частиц воды и пыли. В таком аппарате почти 98% частиц пыли связывается с каплями жидкости. Аэродисперсия переходит затем в циклонную часть скруббера. Водные капли, которые содержат частицы пыли, отбрасываются на стенки циклона под действием центробежной силы и оседают на них. Жидкость с пылью выходят из скруббера в виде шлама, чистый газ выходит через погружную трубку.

Среди преимуществ такого аппарата следует выделить достаточно небольшой расход воды и электроэнергии, высокую эффективность очищения газа, а также компактную конструкцию.

Мокрые сепараторы чаще всего применяются для доочистки газа, из которого уже удалили крупные частицы пыли. Такие аппараты осаждают частицы, размер которых составляет до 0,1 мкм. Жидкий шлам, который образовывается в результате осаждения частиц пыли таким способом, подлежит сгущению.

Расчет скрубберов

Аппараты мокрой очистки газов от пылей позволяют удалять частички пыли за счет смачивания их жидкостью. Чем больше площадь соприкосновения частиц пыли и жидкости, тем выше эффективность процесса. Достигнуть максимальных результатов можно с помощью диспергирования жидкости на капли или газа на пузыри с образованием пены.

Наибольшей популярностью в промышленности пользуются пенные газоочистители. Аппараты выпускаются однополочными или двуполочными. Необходимое количество полок определяют в зависимости от степени загрязненности газа. Если содержание пыли превышает 0,02 кг/м³, для очистки газа используют устройства с двумя полками.

Отвод воды в пенных газоочистителях осуществляется через сливное устройство над решеткой или через отверстия решетки при полном протекании воды. При наличии сливного устройства аппарат способен работать в условиях больших колебаний нагрузки по газу и жидкости.

Расчет однополочных аппаратов мокрой очистки газов со сливным устройством

При расчете аппарата определяют следующие параметры:

  • площадь поперечного сечения аппарата;
  • расход воды, необходимый для очистки;
  • высоту слоя пены и сливного порога.

Порядок расчета

Определение расчетной скорости газа

Скорость газа является важнейшим параметром, от которого зависит эффективность работы газоочистителя. Как правило, фиктивная скорость может быть в пределах 0,5-3,5 м/с. Необходимо учитывать, что скорость более 2 м/с приводит к сильному брызгоуносу и требует установку брызгоуловителей. Если скорость составит менее 1 м/с, то возрастет количество жидкости, протекающей через решетку. Вследствие этого высота пены уменьшится, а поверхность решетки не будет полностью покрыта жидкостью. Поэтому рекомендуемая скорость газа при работе аппарата в обычных условиях w=2 м/с.

1. Определение площади и формы сечения газоочистителя

Площадь сечения S (м²) рассчитывается по формуле:

S = Qн/w,

где Qн – расход газа, который поступает в аппарат, м³/с.

Сечение устройства может быть круглой или прямоугольной формы. В аппарате с круглым сечением более равномерно распределяется газ, с прямоугольным – жидкость.

2. Определение расхода поступающей жидкости

При работе с холодными и сильно запыленными газами расход жидкости определяется по материальному балансу пылеулавливания, при работе с горячими газами – по тепловому балансу. В спорных случаях необходимо выполнить два расчета и выбрать наибольшие значения расхода. Газ можно считать холодным, если его температура составляет меньше 100 °C.

Расход воды Q (кг/с), которая поступает в аппарат, рассчитывается по формуле:

Q = Qу + Qсл

где Qу - расход воды, которая стекает через отверстия решетки (утечка), кг/с;
Qсл - расход воды, которая стекает через сливной порог.

Величина рассчитывается по следующей формуле:

Qу = GпKр/xу

где Gп - массовый расход уловленной пыли, кг/с;
xу - концентрация пыли в утечке, выраженная как отношение массы пыли к массе воды, кг;
Kр - коэффициент распределения пыли между утечкой и сливной водой, который выражает отношение расхода пыли в утечке к общему расходу уловленной пыли. Значения коэффициента распределения находятся в пределах 0,6-0,8. В расчетах Kр обычно принимают равным 0,7.

Для расчета величины Gп используется формула:

Gп = Qнcнη

где cн - начальная концентрация пыли в газе, кг/м³;
η - заданная степень пылеулавливания, доли единицы.

Пенный газоочиститель

Трехполочный пенный аппарат
скрубберы вентури
Однополочный пенный аппарат
скрубберы вентури скрубберы вентури

Установка по очистке отходящих от концентраторов газов от туманов серной кислоты

Для требуемых целей мы предполагаем использовать один башенный скруббер диаметром 1,55 м и высотой 7,44 м выполненный из FRP (армированный стекловолокном полиэстер). Скруббер в комплекте с одним квенчером (предварительный охладитель) на входе. Квенчер выполнен из сплава Hastelloy С-276 и оснащен многоструйными распылителями воды для охлаждения газа с фактического количества 25 200,00 м3/ч при 160°С по 21 123,00 м /ч при 68,8°С (подходит для армированного стекловолокном полиэстера - FRP).

Скруббер имеет соответствующую эффективную набивку для удаления свыше 99% входящего SO2 из газа. Включенный в объем поставки высокоэффективный туманоуловитель с сетчатой насадкой удалит 99% всех капель H2SO4 или SO3, с размерами 1 мкм или больше. Также в объем поставки включен химический дозирующий насос и рН- регулятор для автоматической подачи каустика (NaOH) в рециркуляционный водопровод пропорционально концентрации SO2 во входящем газе.

Вентиляторы, выводная труба, монтаж установки, рециркуляционные насосы, панель управления, трубопровод, клапаны, заслонки, опоры, пускатели двигателя, запуск и испытание осуществляется не включены.

Установка по очистке отходящих от концентраторов газов от туманов серной кислоты

Инженеры всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым скрубберам.

Ваши запросы на скрубберы просим присылать в технический департамент нашей компании на e-mail: info@ence.ch, тел. +7 (495) 225 57 86

Центральный сайт компании ENCE GmbH
Наша сервисная компания Интех ГмбХ

Головные Представительства в странах СНГ:
России
Казахстане
Украине
Туркменистане
Узбекистане
Латвии
Литве

Сообщить об ошибке на сайте ENCE GmbH, Switzerland / ENCE gmbH, Schweiz / ЭНЦЕ ГмбХ, Швейцария © ENCE GmbH