Очистка газов, фильтры, аппараты, установки, методы, технологии и оборудование для удаления механических и газообразных примесей

ochistka-gazov

Очистка газов – процесс удаления из потока газообразных и механических примесей

Завод «ПЗГО» воодушевленно приветствует своих Посетителей, желающих в подробностях разобраться в газоочистных методах, подходах и технологиях, а также ознакомиться с принципами работы аппаратов, систем и установок для реализации такого нетривиального процесса как очистка газов.

Идет четвертый десяток лет безостановочной разработки и модернизации заводом «ПЗГО» высокоэффективных, производительных, надежных и компактных агрегатов и комплексов для промышленной газо- и воздухоочистки, которые к текущему моменту внедрены и безотказно работают на более чем 200 индустриальных участках России и Евразийского континента.

Задайте уточняющий вопрос или запросите профессиональную консультацию

Борьба с газовыми выбросами

Мировая Промышленная Революция, вспыхнувшая в середине 18 века, не угасает и сегодня. Но пламя ярких знамен важных открытий в физике, химии, металлургии, материаловедении, помимо прочего, скорбно тянет за собой едкий хвост отходящих газообразных выбросов, объем которых растет из года в год в прогрессирующей последовательности.

От прямых или косвенных причин, вызванных глобальным загрязнением атмосферы ежегодно в мире умирает до 3 миллионов человек. Из них около 2 миллионов – в высокоразвитых странах.

газовые выбросы завода

Высокая загазованность индустриального района, Омск, Россия

Неприятный вопрос очистки газов в разных странах рассматривается с двух противоположных точек зрения. Культурная и технически утонченная Европа видит выход в прогрессе технологий, которые бы изначально исключали или снижали до минимума выбросы нежелательных газокомпонентов; индустриальные же гиганты и поставщики ресурсов – США, Китай и Россия – делают упор на высокоэффективную «постфильтрацию» и обеззараживание огромных количеств опасных газовых спутников промышленности.

Газо- и воздухоочистка в англоязычной литературе

Интересна терминология англоязычных технических публикаций, где существуют разграничения, которые коррелируют с русскими определениями в следующем порядке:

  • Gas treatment – наиболее общее понятие, которое дословно означает «обработка газа». Под обработкой может пониматься как сепарация / нейтрализация определенных компонентов, так и химическое / физическое / температурное воздействие на газофазу, а также обеспыливание потока;
  • Gas Cleaning – непосредственно удаление каких-либо примесей из газопотока. Пылеочистка также может подразумеваться под этим термином;
  • Air purification, air pollution control – очистка воздуха, в том числе от химических составляющих, общий контроль уровня выбросов;
  • Dust catching, dust collection, dedusting – речь идет только об очистке воздушной или газовой среды от пылевых включений.

Типы газовоздушных фильтров, методы очистки газа и принципы работы

Так, под газоочисткой может пониматься как сепарация из потока определенных составляющих, (например, пурификация природного газа, очищение биометана от сероводорода и CO2), так и удаление нежелательных примесей из воздушной среды, (например, захват кислых компонентов, галогенидов или пылеочистка от механических взвесей различной фракции).

Степень загазованности атмосферы над городами в ≈ 100 раз превышает таковую над океанами. Над крупными индустриальными объектами – до 150 раз.

Категоризацию аппаратов, установок и систем воздухогазоочистки можно провести несколькими способами – в зависимости от фундаментального типа сорбции (нейтрализации), главного функтора агрегата, наличия наполнителя, типу и природе улавливаемых примесей и др. Для удобства прокатегорируем методы, пылегазоуловители и ГОУ в таблице.

Легенда таблицы: голубым цветом обозначены мокрые / жидкостные методы и установки, светло-серым – сухие.

Расшифровка сокращений: АБ – абсорбционные методы; АД – адсорбция; ГР – гравитационные, ротационные / вихревые и инерционные установки; Ф – физический принцип улавливания; Х (К) – химические (каталитические) фильтры; П – полые агрегаты; ВН – с наполнителем в рабочей камере; МД – микродисперсные механические включения; СКД – средняя и крупная дисперсность твердых частиц, ДВ – высокая эффективность в задержании комплексных дымовых выбросов; НГ – преимущественно используются в нефтегазовой отрасли, З – золоуловитель (возможность работы с экстремально горячими газопотоками), СМ – очистка свалочных и мусорных газов, СУД – рационален монтаж на морских судах. Каждый газоочиститель может иметь несколько обозначений.

Звездочками обозначен общий рейтинг устройств и приборов – так, как он видится с точки зрения газо- и воздухоочистных парадигм ООО «ПЗГО» в разрезе промышленного пылегазоулавливания.

Для получения более подробной информации по каждому типу узлов и аппаратов, пожалуйста, кликайте по соответствующим ссылкам в левой колонке таблицы.

Наименование узла / аппарата / установки Отраслевое назначение, особенности и комментарии
Угольные фильтры Все сферы промышленности. Высокая эффективность в задержании сернистых соединений, летучих углеводородов, растворителей, галогенов и их производных (хлористые соединения). Относятся к дочерней группе адсорбционных установок. В качестве сорбента может использоваться не только активированный уголь, но и цеолиты / алюмосиликаты, силикагель, металлизированные полимеры.
АД, Ф, Х (К), ВН, СМ
★★★★★
Волоконные / Рукавные / Мешочные пылеуловители Отрасли с обильными выбросами механической пыли средней и малой дисперсности – АБЗ, ЖБИ, мусоропереработка, зернопереработка, добыча, обработка и транспортировка минерального сырья. Наибольшую эффективность при сохранении ключевого принципа действия демонстрируют рукавные (мешочные) пылеосадители с импульсной продувкой. Использование пропиток и усиливающих составов позволяет обрабатывать абразивные взвеси.
Ф, П, МД
★★★★★
Масляные воздушные фильтры Используются не только в системах двигателей моторизированной техники, (особенно, карбюраторного типа), но и – ограниченно – в нефтегазопереработке – в качестве сорбционных фильтраторов пылегазовых примесей. Обычно представлены в виде картриджей (с масляной пропиткой) или насадочных модулей (пористая керамическая насадка орошается или окунается в дезодорированное и очищенное синтетическое масло).
НГ, АБ, МД, ВН
★★
Плазменные / Электрические / Электростатические фильтры Очистка газов фильтрами плазменного / электростатического действия относится к тонкой пурификации газопотоков. Несмотря на высочайший КПД в захвате ультрамикродисперсной пыли и опасных микрокомпонентов, электрофильтры отличаются высокой сложностью, дороговизной и требовательны к высоковольтному оборудованию. Не способны на обработку высокоскоростных и сильнозагрязненных сред. Использование установок запрещено для нейтрализации пожароопасных и взрывоопасных веществ.
Ф, Х (К), МД
★★★
Биологические и биохимические очистители Интересные и – в узком приложении – очень эффективные технологии не получают широкого внедрения в силу «капризности» микроорганизмов и бактерий, осуществляющих газоочистку. Требуется строгое поддержание условий для надлежащего функционирования микробов. Помимо прочего, подающийся на обработку поток должен быть обязательно увлажнен практически до 100%, что накладывает множество ограничений и предусматривает дополнительные системы последующего осушения.
Х (К), ВН, СМ
★★
Фотокатализ Фотокаталитические фильтры относятся к экзотической группе сложных приборов, которая не используется для очищения сколь бы то ни было серьезных объемов и концентраций загрязнителей. Но интересен сам принцип работы – органические поллютанты подвергаются фотокаталитическому окислению в ультрафиолете, что приводит к разложению даже самых токсичных соединений на углекислый газ и воду. Площадь рабочего слоя редко превышает 1 кв.м.
Х (К)
Мембраны и микрогофры Устройства для сверхтонкой санитарной / гигиенической воздухоочистки небольших объемов сред от микропримесей фракции > 0,003 µm. Применение – стерилизация воздуха / газов в медицине, микроэлектронные лаборатории, лазерные технологии. Мембраны обычно изготавливаются из металлов (нержавеющая сталь, серебро, платина, золото) по запатентованных технологиям.
АД, Ф, МД
★★
Мокрые циклоны, скрубберы и абсорберы Универсальные мокросорбционные аппараты широкого назначения, утилизирующие в качестве рабочего функтора воду или иной жидкий сорбент. Способны на одновременную очистку газов и воздуха от химических и физических микродисперсных взвешенных частиц, туманов, паров и аэрозолей, в том числе, в составе горячих потоков, дымовых, топочных, котельных выбросов (зола, пепел, сажа, кислые газы), любых иных отработанных сложнозагрязненных сред. Большой выбор абсорбентов, включая щелочные, кислые, марганцевые, бромистые, аминовые / моноэтаноламиновые и другие растворы.
АБ, СУД, Ф, Х (К), П, ВН, СМ, З, НГ
★★★★★
Сухие циклоны Аппараты грубой очистки газовоздушной смеси от крупных твердых частиц нецементирующейся природы. Имеющие простую и надежную конструкцию, циклонные пылеуловители часто служат первой ступенью очистительных комплексов и установок. В случае фильтрования абразивной пыли рабочая камера может быть зафутерована износостойким материалом или иметь крепления для сменных абразивостойких втулок.
СКД, ГР, П, З
★★★★

Актуальные нормативы промышленной воздухогазоочистки / вентиляции и аспирации описаны в ГОСТ Р ЕН 779–2014, ГОСТ Р ЕН 13779–2007 и ISO 3857-4:2012.

Методы и технологии газовой очистки

Классификацию технологий по фундаментальному принципу следует вынести в отдельный раздел – для уточнения некоторых тонкостей, представляющих системную важность.

Абсорбционная очистка газов или воздуха

Абсорбция – это процесс растворения загрязнителей во всем объеме сорбционной жидкости, например, растворение аммиака или бромистого водорода в воде или поглощение дымовых составляющих щелочным раствором в скруббере с подвижной насадкой, в рабочей камере насадочной колонны, в барботажном (пенном) фильтре, скруббере Вентури или инерционно-ротационном циклоне влажного действия.

схема очистки газа

Схема пылегазоочистной установки на базе запатентованного "ПЗГО" скруббера модельного ряда "ШВ"

Плюсами абсорбционного метода является «консервация» поллютантов в объеме сорбента, что исключает т.н. вторичное загрязнение. Широкий перечень доступных к загрузке в рабочий контур активных растворов делает возможным эффективную обработку множества токсичных и опасных, (в том числе, взрыво- и пожароопасных) газосмесей и пылевых композиций.

Примеры хемосорбционных реакций

Некоторые примеры щелочной очистки компонентов топочных выбросов на примере загруженного в скруббер / абсорбер раствора гидроксида натрия:

  • Нейтрализация диоксида азота: 2NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O (результанты – нитрид, нитрат натрия и вода);
  • Абсорбционный захват сероводорода: H2S + NaOH → NaHS + H2O (сульфид / гидросульфид натрия и вода);
  • Реакция с диоксидом серы: SO2 + NaOH → Na2SO3 + H2O (сульфит натрия и вода).

В некоторых случаях химические скрубберы генерируют активные кислые или щелочные шламы (пульпы), сливать которые напрямую в промышленную канализацию или во внешнюю среду недопустимо. Учитывая эту особенность, мы также опционально комплектуем мокросорбционное оборудование компактными и эффективными станциями нейтрализации стоков.

Сердце абсорбера – стационарная насадка, орошаемая форсуночным блоком

Пример хемосорбционного захвата формальдегида в водном растворе гидроксида кальция:

  • 6CH2O + H2O·Ca(OH)2 → C6H12O6 (декстроза / глюкоза – т. н. реакция Бутлерова).

Очистка от аммиака раствором лимонной кислоты:

  • 2NH3 + H2O·C6H8O7 → (NH4)2HC6H5O7 (продукт реакции – цитрат аммония, безопасное соединение).

Очевидным преимуществом физио- и хемосорбционной очистки сред является возможность последующей экстракции захваченных или полученных в результате химреакции соединений и их дальнейшее возвращение в рабочий цикл или экономически выгодная утилизация. Один из примеров – очистка дымовых газов каустическим раствором, что позволяет получать в качестве побочного продукта гипс высокой чистоты).

схема газоочистки дымы

Образование гипса в результате щелочной обработки дымокомпонентов в скруббере

Завод «ПЗГО» предлагает к производству, доставке и вводу в эксплуатацию надежные, неприхотливые и экономичные полые, пенные, стационарно- и подвижно-насадочные скрубберы и абсорберы для высокорезультативной очистки газовоздушных потоков от пылегазовых примесей в любых отраслях и направлениях профессиональной деятельности. КПД до 99.9%.

Адсорбционная очистка газовых выбросов

Важной ветвью газоочистных технологий является сухой адсорбционный метод. В отличие от абсорбирования, процесс адсорбции – это захват нежелательных соединений на поверхности микропористого носителя, например, актикарбона, цеолита, иных алюмосиликатов, сухих кремниевых гелей, полимеров с металлической матрицей.

Крупногабаритный обессеривающий адсорбер, этап отгрузки оборудования на предприятие

Основным «коньком» угольных и иных твердосорбционных фильтров является эффективный захват токсичных и высокоагрессивных, едких и дурнопахнущих соединений, что наделяет их исключительной рациональностью в процессах тонкой / санитарной очистки газов, а также промышленной, полу-промышленной дезодорации и финальной осушки газовых сред.

Максимальный КПД демонстрируют адсорбционные модули в задержании летучих / ароматических углеводородов – этим обусловлено широкое использование угольно-сорбционных блоков в системах аварийной нейтрализации бензиновых / топливных выбросов на участках хранения и пунктах перелива.

система подготовки биогаза

Монолитная двухадсорберная система подготовки биогаза (удаление H2O и H2S). Желтым цветом выделен контур осушения биометана

Особенностью, которую необходимо учитывать при использовании адсорберов, является постепенное насыщение сорбента уловленными соединениями:

  • скромная стоимость и долгий – в большинстве случаев – срок службы адсорбента обеспечивает экономичность работы и финансовую доступность регулярной замены / перезагрузки наполнителя;
  • при значительных объемах очищаемых сред можно рассматривать возможность периодической регенерации и десорбции захваченных веществ и элементов высокой чистоты, (например, ртути, серы, масел).

Перспективным адсорбентом являются белые кристаллы оксида олова SnO2, которые, помимо многих других соединений, позволяют захватывать оксиды углерода – углекислый и угарный газ. В природе встречается в виде минерала касситерита.

Специализированные адсорбционные установки, утилизирующие принцип изменения парциальных давлений компонентов, также позволяют проводить сепарацию компонентов воздуха – азота, кислорода, инертных и других газов.

Также стоит подчеркнуть результативность адсорбционных узлов в очистке мусорных газов, в том числе, после сжигания медицинских отходов и других высокотоксичных продуктов – именно эти аппараты способны на эффективный захват наиболее опасных соединений – ПАУ, бензапирена, фуранов и диоксинов.

система нейтрализации аварийных выбросов топливных паров

Аварийная система твердосорбционного типа для обезвреживания выбросов топливных паров, процесс монтажа

Мы предлагаем к разработке и производству эффективные, высокопроизводительные и компактные аппараты адсорбционной очистки газа от сернистых соединений, летучих углеводородов, хлора, галогенидов и промышленной фильтрации запахов. Внимательное и педантичное сопровождение каждого Заказа.

Химическая и каталитическая газоочистка

Собственный отдел статистики «ПЗГО» фиксирует интерес Пользователей к такому понятию как каталитическая очистка газов.

Говоря о каталитических газофильтрах, следует уточнить, что сам термин, использующийся для описания их работы, не вполне соответствует ультимативному энциклопедическому определению.

Технически правильно было бы именовать каталитическими те устройства и наполнители, где место катализатора известно и точно определено.

На практике же каталитическими часто именуют любые, (особенно, твердосорбционные) фильтры, где имеет место химически обратимое взаимодействие очищаемой и очищающей сред.

Рассмотрим магниевый или угольный адсорбент с алюминиевым катализатором. Несмотря на то, что и уголь, и магний активно взаимодействуют со множеством соединений, в данном разрезе они являются т.н. носителями или подложкой для катализатора (оксида или иного соединения алюминия).

каталитические сорбенты

Типы твердых сорбентов: слева направо – бурый железняк, магниевая матрица, гранулы цеолита

Путаницу в терминологию вносит и то, что нередко активные свойства проявляет как сам катализатор, так и его носитель. Так, в случае дехлорирования воздушного потока угольно-алюминиевым сорбентом, алюминий вступает с хлором в реакцию (2Al + 3Cl2 → 2AlCl3), а Carbo Activatus тандемно осуществляет задержание Cl2 на физическом принципе молекулярного сита.

Вдобавок, уголь не меняет своих свойств после реакции и, строго говоря, он выступает в роли автокатализатора, поэтому, угольные, цеолитовые или схожие фильтры часто называют каталитическими даже в том случае, если фильтросубстрат не содержит никаких усиливающих добавок.

Термическая газоочистка

Иногда нейтрализацию газовых, паровых / аэрозольных компонентов потока проводят термически – нагревая среду в окислительной или бескислородной среде. Искомые соединения либо диссоциируют на менее вредные, либо связываются с другими составляющими среды, образуя новые соединения.

Горение сероводорода, видео с Youtube-канала "Школа 2.0 - познавательный канал"

Впрочем, сжигание не всегда целесообразно. Так, термическое разложение ядовитого сероводорода в обычных атмосферных условиях приводит к образованию не менее ядовитого диоксида серы SO2, который в обязательном порядке нуждается в обезвреживании.

  • 2S + 3O2 → 2SO2 (диоксид серы) + 2H2O – с избытком кислорода;
  • 2H2S + O2 → 2S (элементарная сера) + 2H2O – в условиях принудительного охлаждения или недостатка O2.

Очистка дымовых, печных, топочных, доменных, пиролизных и коксовых газов

Основными поставщиками опасных выбросов являются теплоэнергетическая отрасль (ТЭЦ, ТЭС, котельные) и металлургия (пирометаллургия, сталеплавильная и чугунная промышленность).

Барботажный (пенный) дымозолоуловитель – быстрая презентация и обзор преимуществ аппарата

Дымовые газы, генерируемые этими индустриальными сферами, являются продуктами распада органической материи (каменного угля, кокса, мазута, торфа) и в значительной степени сходны по составу. Выхлопы содержат такие соединения как оксиды серы, окислы азота, хлороводород, сероводород, альдегиды, кетоны и некоторые второстепенные опасные компоненты.

Наиболее эффективными дымоочистителями являются мокрые скрубберы / абсорберы.

Скруббинг дымовых, топочных или пиролизных газов в мокрых пылегазоуловителях позволяет одновременно обеззараживать вышеперечисленные компоненты потока и осуществлять высокорезультативное улавливание золы, сажи, пепла и другой механики. Вдобавок, влажные (водные или абсорбентные) фильтры «по умолчанию» охлаждают горячие газопотоки, что как упрощает их последующую обработку, так допускает безопасное отведение в атмосферу или промышленную зону.

Процесс запуска горизонтального скруббера для обезвреживания пиролизных газов

Преимущества газоочистных установок «ПЗГО»

Все агрегаты, установки (и многоступенчатые комплексы), изготавливаемые на наших современных производственных линиях персоналом высшей квалификации, отличаются следующим набором преимуществ:

  • Степень очистки газов – до 99% при объемах обработки от нескольких десятков кубометров до сотен тысяч м3 / час;
  • Широкий выбор твердых и жидких сорбентов для сухих и мокрых аппаратов позволяет точно настроить оборудование для физического захвата или хемосорбции необходимых пылегазовых включений;
  • Возможность эффективного процессинга сред высокой температурной (до + 900 градусов Цельсия), химической и абразивной агрессивности;
  • Полная автоматизация систем на базе современных контроллеров и чувствительных датчиков;
  • Низкое сопротивление установок – практически отсутствующее влияние на давление в магистралях Заказчика;
  • Богатая комплектность поставки, включающая полный перечень вспомогательного оборудования: газоходы, вентиляторы, холодильники / теплообменники, насосы, клапана, буферные емкости, обслуживающие конструкции, электрокабельную продукцию, документацию;
  • Безотказность, компактность, универсальность, долговечность и высокая ценовая доступность даже для предприятий средней и малой руки.
Заказ, проектирование, изготовление, доставка и монтаж оборудования

По впопросам индивидуальной разработки, конструирования и приобретения установок очистки газа сухого или мокрого принципа действия, пожалуйста, не стесняйтесь контактировать с нами любым удобным способом или заполняйте Опросник Заказчика.

Быстро произведем и оперативно доставим оборудование до любого региона России, СНГ, Европы и Азии. По требованию проведем профессиональный монтаж аппаратов или комплексов. Обучим персонал. Гарантия производителя.

производство газоочистного оборудования

ООО «ПЗГО» – дышите легко!

Поделиться:

Оставьте заявку на подбор оборудования и расчет стоимости
Мы перезвоним вам в течение одного рабочего часа и проконсультируем
Узнать цену
Получить прайс лист