Золоуловитель – аппарат очистки воздуха от золы, сажи, копоти и пепла

Изготовитель пылеулавливающего и газоочистного оборудования «ПЗГО» встречает своих Клиентов и Посетителей и предлагает к широкому рассмотрению типы, виды, принципы работы, назначения и особенности такого промышленного дымоочистного агрегата как золоуловитель.

На собственных производственных линиях и по своим патентам создадим для Вашего энергетического или иного предприятия надежное, компактное, безотказное и доступное оборудование для очистки выбросов от дымовых газов, пепла, копоти, сажи и золы любой природы, температуры и дисперсности.

Осведомитесь подробнее через профессиональную консультацию

Определения и отличия между пеплом, золой, сажей и копотью

Несмотря на повсеместное использование этих, знакомых каждому с детства, терминов, не все могут точно сказать, в чем между ними отличие.

• Пепел и зола (англ. Ash) – взаимозаменяемые определения, относящиеся к любой субстанции, остающейся после сжигания вещества, топлива, материи. П. и З., как правило, содержат полностью окисленные компоненты, поэтому гореть пепел (в обычной атмосфере / при обычных условиях) больше не может. Цвет обычно – но не обязательно – серый. Фактура преимущественно мягкая.
• Сажа и копоть (англ. Soot) – микродисперсные углеродистые и микрометаллические продукты неполного окисления (горения), способные к дальнейшему окислению; горение сажи в трубах / газоходах нередко представляет серьезную проблему и в частных хозяйствах, и на производственных предприятиях. Цвет – глубокий черный, коэффициент поглощения света близок к абсолютно черному телу. Фактура преимущественно абразивная.

^{Зола под микроскопом, отчетливо видна широкая дисперсность и многокомпонентность состава}

Частицы, находящиеся в дыму во взвешенном состоянии, называются летучей золой или т.н. золой уноса, которую условно делят на фракции:

• Крупная и средняя фракция – (95-99% объема твердых выбросов), такой партикулят эффективно улавливается дымоочистными фильтрами, особенно – мокрыми;
• Ультрамикродисперсная фракция, (объемная доля 1-5%), не улавливаются никакими существующими фильтрами.
• Шлак (наиболее тяжелая фракция) – не поднимается из топочной секции в отводящие газоходы / трубы;

Назначение золоуловителя

Прежде чем перейти к типам, видам и принципам работы фильтров для улавливания золы и сажи, разберемся со сферами использования и назначением золоулавливающих установок, аппаратов, систем и комплексов.

Современная промышленность – особенно энергетическая, нефтегазоперерабатывающая, мусороутилизационная и металлургическая отрасли – генерируют, в масштабах планеты, фантастические объемы дымовых выбросов, в которых, помимо опасных печных газов, содержатся значительные количества твердых микродисперсных зольных и пылевых частиц.

_{Чудовищные выбросы сажи на предприятии в Порт-Харкорт, Нигерия}

Следует понимать, что в большинстве практических приложений золоулавливание является частным случаем, подтипом газоочистки, поскольку качественное обеззараживание дымовых выбросов достигается комплексным подходом, сочетающим нейтрализацию газовых, микроаэрозольных и твердых примесей.

Назначение золоулавливающей установки может специфически варьировать, в зависимости от фундаментального принципа действия агрегатов:

1. В сухих системах – это физический (инерционный, центробежный или электромагнитный) захват твердодисперсных составляющих дыма;
2. Когда речь идет о мокрых скрубберах и абсорберах – термин золоулавливания значительно расширяется и подразумевает физиосорбционный или хемосорбционный, селективный или полный захват дымовых составляющих, (включая аэрозоли, токсичные газы и кислые компоненты), с параллельным охлаждением потока и «запечатыванием» нежелательных примесей в воде или абсорбенте.

Таблица: источники зольных и газодымовых выбросов в некоторых сферах промышленности.

В одной только России в 2018 объем нежелательных выбросов в атмосферу составил более 30 миллионов (!) тонн.

Рассмотрим в таблице зольность (несгораемость) различных веществ, что позволит представить приблизительные объемы твердых частиц, генерируемых при сжигании тех или иных топлив.

Негативное воздействие золы на природу, человека и машины

Зола являет собой сложный химический конгломерат, включающий множество активных соединений. И если в сельском хозяйстве пепел может использоваться как калиевое, сернистое, магниевое и фосфорное удобрение, а в строительстве – как органический наполнитель, то для Человека / Персонала вдыхание зольных выбросов не сулит ничего хорошего.

Помимо явной биотоксичности, зольные / сажевые включения отличаются малой дисперсностью. Частицы с размерностью ниже 5-10 микрон почти не выводятся дыхательной системой, что приводит к астматическим состояниям, фиброзам, пневмокониозам, онкологии.

_{Легкие Человека, больного пневмокониозом}

Что же до котлоагрегатов, то неудалённая копоть, в виде запекшегося шлака, охотно налипает на поверхности нагрева котлов (т.н. экраны, ширмы и другие элементы контакта с теплоносителем), что приводит к снижению теплопередачи и падению КПД теплоэнергетических установок.

Содержащиеся в золе твердые элементы, (такие как кремний, ванадий, кальций, никель), оказывают сильное абразивное действие на рабочие и вспомогательные элементы машин и оборудования – газоходы, лопасти вентиляторов / турбин, головки поршней, выхлопные клапана, перегреватели, подогреватели и др.

_{Плотный зольный нагар на поршне}

_{Отложения шлака на экране котла (с тепловой картой), Березовская ГРЭС}

Высокие объемы необработанной, свободной золы и шлаков, например, шлакоотвалы и золоотвалы у энергетических и металлургических комплексов, особенно на равнинных, ветренных местах, могут являться источником физического и химического загрязнения прилегающих территорий в десятки и сотни км².

Среди методов золоподавления можно отметить непрерывное увлажнение золоотвалов (обводнение / искусственное дождевание), а в случае невозможности хумидификации – перманентную консервацию через засыпку отвалов грунтом с последующей высадкой мелких травянистых растений (для образования плотного поверхностного почвенного слоя).

Разумеется, это крайние случаи. Допускать образование обширных отвалов, особенно, в эпоху технического прогресса, неразумно. Рациональным способом исключения проблемы отвалов является своевременное внедрение высокопроизводительных дымо- и золоуловителей, которые позволят избежать вторичного загрязнения и обеспечить возможность эффективной переработки зольного остатка.

Оборудование для золоулавливания, принципы работы и особенности

Важным, в технологическом и природоохранном аспекте, является установка золоуловителей на участках, генерирующих дымозольные эмиссии. Принципиально, золоулавливающие аппараты, системы и комплексы можно разделить на сухие и мокрые.

Забегая вперед, отметим, что такое название сухого типа оборудования как «мокрые электрофильтры» не подразумевает использования жидкости в самом процессе очистки воздуха. Вода в редких моделях электрофильтров применяется только для смывания налипаемых на осадительные электроды примесей.

Сухие золоуловители

Сухие золоулавливатели работают на механическом базисе и не способны – в отличие от жидкостных фильтров – оказывать какое-либо влияние на химический состав обрабатываемой среды. Коснемся подробнее принципов работы сухих золодымоочистных установок.

Жалюзийные фильтры

Жалюзийные фильтры – простейшие створчатые конструкции, чей принцип работы основывается на создании ламелями физического препятствия и на отклонении направления потока, содержащего зольные выбросы – так, чтобы механический осадок направлялся в золосборник, (обычно наклон ламелей (дефлекторов) относительно вектора потока составляет около 45°).

_{Промышленный жалюзийный фильтр}

Из-за чрезвычайно низкого общего КПД, жалюзийные пылеуловители, как правило, не используются обособленно, но часто применяются в качестве первой, наиболее грубой ступени газоочистки, что позволяет избавить головной золоуловитель от лишней работы по захвату крупнодисперсных частиц.

Циклоны

Циклоны относятся к вихревым инерционным / центробежным золо- и пылеуловителям. Принцип работы циклона можно описать так:

1. Загрязненный механическими включениями поток подводится тангенциально в конусообразную колонну, сверху или снизу;
2. Тангенциальный ввод среды обеспечивает радиальное закручивание твердых частиц в колонне, что приводит к их инерционному относу на внутренние стенки рабочей камеры;
3. Частички сталкиваются со стенками и, теряя скорость, под силой тяжести опадают вниз, в зольный бункер.

Несмотря на простоту циклонных фильтров, они хорошо зарекомендовали себя в улавливании твердого партикулята крупной и средней дисперсности.

_{Циклонный фильтр (используется в качестве грубой ступени первичной очистки для "разгрузки" основного мокрого фильтра), сделано в "ПЗГО"}

Производители совершенствуют конструкции дымоочистных циклонов, внедряя рециркуляционные контуры, создают батарейные блоки с нетривиальным соединением множественных аппаратов друг с другом, и в некоторых случаях циклонные установки, хоть и не лишенные недостатков, показывают достаточную эффективность в улавливании золомеханических взвесей.

Тем не менее, сам физический принцип, в рамках которого функционируют циклоны, не позволяет осуществлять комплексную очистку дымовых эмиссий – особенно от газовых и аэрозольных составляющих, которые представляют наибольшую опасность для Человека и окружающей среды.

Электрофильтры

Электрофильтры – наиболее сложные агрегаты пыле- и золоулавливания, имеющие некоторые ограничения, препятствующие их повсеместному распространению.

Принцип работы электростатических осадителей основывается на феномене электромагнетизма. В базовых чертах описать процесс очистки воздуха или газов в электропреципитаторе можно так:

1. Загрязненная механическими включениями среда подается в камеру с электродами, генерирующими коронный разряд;
2. Частицы, проходя через сильнейшее электромагнитное поле, на время обретают ненулевой электрический заряд;
3. Далее, частицы попадают в зону, где расположены осадительные электроды (в виде пластин или трубок), заряд которых притягивает «намагниченные» ранее частицы.

_{Электростатический дымофильтр}

Электрофильтры демонстрируют высокий КПД фильтрации микродисперсных примесей, но обладают следующими недостатками:

• Строгие требования по высоковольтному оборудованию постоянного тока, (что зачастую требует модернизации или создания новой электрической сети на предприятии);
• Высокая техническая сложность аппаратов, сложные системы регенерации (самоочистки) осаждающих электродов, необходимость в персонале с соответствующим допуском по электробезопасности;
• Номинальный КПД указывается для частиц ультрамалой дисперсности (широкая / непостоянная дисперсность поллютантов обычно предполагает использование предфильтра);
• Невозможность нейтрализации токсичных / кислых составляющих дыма;
• Недопустимость эксплуатации в случае работы с пылегазовыми смесями, склонными к воспламенению или детонации, низкий КПД в процессинге дымов повышенной влажности;
• Исходя из вышесказанного, экономическая рациональность использования электростатических золоуловителей достигается только на крупных предприятиях, (при объемах очистки от ≈ 100 000 м³ / час и более).

Мокрые золоуловители

Большой когортой дымоочистных установок представлены мокрые фильтры – скрубберы и абсорберы.

_{Компактный и производительный горизонтальный абсорбер для улавливания дымовых газов и сажи (сконструирован в "ПЗГО" для предприятия по пиролизной утилизации автомобильных шин)}

Преимущества скрубберов и абсорберов в улавливании дымовых и твердых зольных выбросов

_{Двухступенчатая система очистки дыма на базе циклона и мокрого скруббера с подвижным слоем (собственный модельный ряд "ШВ")}

Использование мокрых абсорбционных золоуловителей имеет множество преимуществ перед сухими разновидностями аппаратов:

• ≈ 99% КПД в одновременной комплексной очистке выбросов от механических, газовых и аэрозольных компонентов;
• Возможность эффективной фильтрации кислых / токсичных компонентов дыма, нейтрализация химически активных зол и тонкодисперсных летучих шлаков;
• Допустимый температурный предел – до + 900 Цельсия (для скрубберов и абсорберов производства «ПЗГО»), значительное охлаждение потока;
• Безопасная обработка взрыво- и пожароопасных сред;
• Исключение вторичного загрязнения через консервацию уловленных загрязнителей в абсорбенте, возможность получения ценных побочных продуктов;
• Низкое сопротивление установок;
• Несколько типов конструктивных исполнений, позволяющих таргетированно подойти к процессу золоочистки в конкретных производственных условиях;
• Высокая компактность, надежность, долговечность и низкая цена, доступная даже для промышленников малой руки.

Принципы работы мокрых золоочистителей

Принцип работы жидкостных промышленных воздухоочистителей заключается в пропускании загрязнённого потока через жидкостную преграду, которая, в зависимости от типа абсорбера, может быть представлена в нижеследующих состояниях.

_{Кликайте по ссылкам с правом столбце таблицы для перехода на страницы, посвященные детальному обзору характеристик и принципов работы соответствующего мокрого золоуловителя / дымофильтра.}

Несмотря на универсальность применения скрубберов, тип дистрибуции жидкой среды в рабочих камерах скрубберных и абсорбционных фильтров диктует их наиболее рациональные отраслевые применения.

Не стесняйтесь обратиться за консультацией. Мы тщательно проанализируем физические и химические свойства выбросов Вашего участка и предложим наиболее технологически и экономически оправданный вариант мокрого золоуловителя на базе скруббера или абсорбера собственной разработки.

Видео-галерея продукции «ПЗГО»

Пожалуйста, ознакомьтесь с видеоматериалами по описанным выше скрубберным и абсорбционным фильтрам. Для еще более полного визуального ознакомления с нашей продукцией Вы можете проследовать на наш официальный Ютюб-канал или просмотреть видео на сайте.

Технические характеристики золоуловителей мокрого типа

Все изготавливаемые в «ПЗГО» фильтрационные аппараты, системы и установки, демонстрируют следующий перечень характеристик:

• Близкая к абсолютной эффективность удаления любых нежелательных примесей;
• Производительность по среде – от небольших компактных аппаратов до крупных многоступенчатых комплексов с эффективной пропускной способностью до 100 000 м³ и более;
• Температурный режим – до + 900 градусов Цельсия;
• Возможность фильтрации зол и дымов исключительной токсичности и химической активности;
• Низкое сопротивление, простая имплементация оборудования в инфраструктуру Заказчика;
• Богатая комплектация поставки – полный перечень вспомогательного оборудования, (включая системы мониторинга и автоматизации) и обслуживающих конструкций;
• Безотказность, экономичность, долговечность и доступность приобретения;
• Срок изготовления < 50 дней.

Заказ, изготовление и внедрение дымоочистного и золоулавливающего оборудования

По вопросам индивидуального проектирования, изготовления и приобретения современных, эстетичных, эффективных и высокопроизводительных золоуловителей, пожалуйста, обращайтесь к нам через Контакты сайта или заполняйте Анкету Заказчика.

Быстро изготовим, доставим и – в рамках собственного монтажа или шефмонтажа – внедрим оборудование в любой точке России, СНГ, Европы или Азии. Обучим персонал. Техническая и бухгалтерская документация, паспорта, сертификаты. Гарантия производителя.

ООО «ПЗГО» – дышите легко!