Очистка газовых выбросов: методы и аппараты для химической и механической фильтрации примесей

Производитель промышленного пылеулавливающего газоочистного оборудования «ПЗГО» предлагает к детальному рассмотрению методы, способы и аппараты для такого технологического процесса как химическая (хемосорбционная, каталитическая) и / или механическая (сорбционная, инерционная, гравитационная, волоконная, адсорбционная) очистка газовых выбросов.

Более 30 лет мы – на профессиональном базисе, с огромной технической и исторической подоплекой – вовлечены в создание эффективных, безотказных, компактных и доступных пылеуловителей и газоочистителей, с достоинством служащих сегодня на более чем 200 индустриальных участках России и всей Евразии.

Задайте вопрос или запросите консультацию по газоочистке

Классификация методов и аппаратов очистки газовых выбросов

Современная промышленность выбрасывает – как в атмосферу цехов и производственных сооружений, так и во внешний воздушный бассейн – безграничный спектр веществ и соединений с различными свойствами. Это и пылевые частицы с широким разбросом дисперсности, и газы (различных уровней токсичности и химической активности), и аэрозоли (пары, туманы), и комплексные многокомпонентные дымы.

^{Драматическая загазованность в Индии}

Более того, эмиссии множества отраслей предполагают одновременное наличие в выбросах поллютантов различной природы, что делает наладку высокоэффективных систем газоочистки сложным, вызывающим, амбициозным и, во всех смыслах, творческим процессом, который учитывает и рационализирует все доступные методы фильтрации и тонкости принципов работы доступного к установке оборудования.

Рассмотрим подробнее ключевые методы и способы очистки газовых выбросов, укажем характерные особенности советующих пыле- и газоочистных установок и систем.

Механическая фильтрация примесей

Когда говорят о механической очистке воздушно-газовых выбросов, имеют в виду такой способ улавливания (преимущественно – сухого) примесей, при котором не происходит изменения химического состава фильтрата (улавливаемого вещества).

Механические методы условно разделяют на инерционный (ротационный / вихревой, инерционно-гравитационный), гравитационный и тканевый (волоконный), сорбционный (частично).

Инерционно-гравитационный принцип захвата

Типичными представителями когорты инерционно-гравитационных фильтров для очистки воздуха являются сухие ротационные циклоны и полые форсуночные скрубберы.

^{Полые форсуночные скрубберы}

^{Циклонные фильтры}

Улавливание загрязнителей происходит за счет инерционного относа частиц (из завихренного потока) на внутренние стенки рабочей камеры аппаратов, откуда они отводятся (силой гравитации и второстепенными потоками) в пыле- или шламосборник.

В мокрых полых скрубберах, оснащенных, помимо прочего, оросительным блоком, способным к утилизации активных абсорбентов, также возможно проведение очистки воздуха от дымов и аэрозолей умеренной активности.

Гравитационный способ

Устройства для гравитационного осаждения – жалюзи, решетки, отбойные пластины (грубая фильтрация потоков).

^{Жалюзийный фильтр грубой очистки}

Принцип захвата основывается на замедлении и / или отклонении механических частиц от первоначального вектора движения – с их последующим опаданием / перенаправлением в пылесборный бункер.

Волоконная / Тканевая очистка

Задержание твердого партикулята происходит на физическом базисе – в микропорах фильтрующих функторов, (например, на поверхности мешков в рукавных пылеуловителях или в волоконном материале кассет, картриджей, патронов).

^{Рукавные пылеуловители – принципы работы, назначения, особенности и технические характеристики}

Сорбционная фильтрация выбросов

В технической терминологии под сорбционным оборудованием, как правило, понимаются мокрые скрубберы и абсорберы, функционирующие в качестве пыле- и золоуловителей – изменения свойств улавливаемых загрязнителей не происходит.

Скрубберы и абсорберы, в зависимости от типа дистрибуции жидкостной преграды – микротумана, пены, жидкостной микропленки или кипящего слоя – могут работать как с уклоном в сорбционное пылеулавливание, так и в нейтрализацию особо активных газовых и аэрозольных выбросов или же в комплексное многокомпонентное пылегазоулавливание.

При этом, все типы скрубберов и абсорберов, при заправке в их циркуляционные контуры активных растворов, (например, щелочного, кислого, бромистого, марганцевого и др.), в большей или меньшей степени демонстрируют признаки истинного оборудования химической газоочистки, отчего мокрые газоочистные установки можно относить как к системам механической, так и хемосорбционной очистки газов.

^{Скрубберы – быстрое знакомство с мокрыми газопромывателями}

Химическая очистка газовых выбросов

Химическая фильтрация выбросов – это такой тип газоочистки, при котором имеет место изменение химического состава обрабатываемой фазы.

Главенствующим подходом в улавливании газовых и аэрозольно-дымовых поллютантов является т.н. хемосорбция – растворение (поглощение) загрязнителей в объеме абсорбента (абсорбционная очистка) или в поверхностном слое фильтроматериала (адсорбция) с разрывом существующих или формированием новых химических связей, приводящим к полному обеззараживанию или снижению активности / токсичности обрабатываемых включений.

Химические абсорберы (хемосорбция)

В мокрых абсорберах реагентная нейтрализация нежелательных – как правило, газовых, аэрозольных и дымовых – компонентов происходит на принципе химического взаимодействия, приводящего к химической декомпозиции или формированию безопасных (или значительно менее опасных) соединений.

Среди абсорберов тонкой фильтрации газодымовых и пароаэрозольных выбросов необходимо выделить насадочные колонны со стационарной насадкой и барботажные (пенные) фильтры:

• Рабочая камера насадочного скруббера заполнена т.н. насадкой – массивом тел, имеющих большую площадь поверхности на единицу объема. Фильтрация газовых и / или аэрозольных, а также ультрамикродисперсных механических включений происходит в развитой, (до 300 м² / м³ наполнителя), жидкостной пленке, образующейся на насадочном массиве в результате непрерывного орошения рабочей камеры абсорбентом;
• Пенные (барботажные) фильтры осуществляют нейтрализацию эмиссий в слоях метастабильной пены, образующихся на ярусно расположенных перфорированных тарелках (поддонах) в результате прохождения загрязненного потока через перфорацию, (с одновременной подачей на тарелки воды или активного абсорбента).

^{Насадочные колонны от «ПЗГО» – обзор принципов, назначений и характеристик}

^{Пенные фильтры от «ПЗГО» – принципы действия, области применения и особенности работы}

Каталитический и фотокаталитический способы

Каталитический метод газоочистки – это подтип поверхностной адсорбции вредных примесей, при которой к физическому захвату присовокупляются каскады каталитических взаимодействий.

Каталитические реакции почти всегда обратимы – поэтому уловленный фильтрат легко извлечь (десорбировать) из адсорбента и вернуть в рабочий цикл или отправить на дальнейшую переработку.

Следует отметить, что адсорбционные установки, в зависимости от степени активности очищаемой среды в отношении используемого адсорбента (твердого наполнителя), могут работать как молекулярные сита (микрофизический захват загрязнителей в порах), так и как химические фильтры, (например, при улавливании хлора и других галогенов и галогенидов в угольном адсорбенте).

^{Двухадсорберная система для обогащения биогаза, (компьютерный 3D-рендеринг установки "ПЗГО")}

^{Распространенные промышленные адсорбенты (слева направо – угольная крошка, шарики цеолита, гранулы силикагеля)}

При повышении температуры адсорбционная очистка всегда смещается в сторону химического взаимодействия.

В фотокаталитических фильтрах адсорбция идет в среде ультрафиолетового облучения.

Ионный обмен

Ионнообмен – подтип сорбционной очистки, в котором обезвреживание нежелательных компонентов, (проявляющих электролитическую активность – кислоты, щелочи, солевые растворы), происходит на базисе обмена очищаемой и очищающей сред т.н. противоионами.

^{Рамный ионообменный фильтр (РИФ)}

Ознакомьтесь подробнее с типичными представителями оборудования данного класса – фильтрами РИФ, ФК, РИФ-ФК

Термическая газоочистка / Сжигание / Дожигание

Под термической очисткой промышленных газовых выбросов понимается способ высокотемпературного воздействия на нежелательные газообразные (или иные) выбросы, приводящего к распаду или формированию безопасных компонентов (результантов).

Частный пример термической нейтрализации – факельное сжигание газа на участках нефтегазодобычи с его распадом на углекислый газ и водяной пар.

Пример: реакция термического окисления (горения) метана (без примесей) – CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

^{Факельная установка}

Оборудование для термоочистки газов – печи, камеры сгорания, камеры дожига, инсинераторы, установки пиролиза.

Электрофильтры

Электрофильтры (электростатические преципитаторы) – эффективные, но чрезвычайно сложные и технически капризные устройства газоочистки, работающие на принципе электромагнитного захвата примесей малой и ультрамалой дисперсности.

Принцип работы электрофильтра заключается в предварительном наделении очищаемых частиц ненулевым зарядом, (через коронный разряд) – с последующим электромагнитным захватом партикулята на трубчатых или пластинчатых электродах, заряженных противоположно по знаку.

^{Электрофильтр для дымовых газов}

Исключительно высокое энергопотребление (в разрезе систем генерации постоянного тока), недостаточно надежные системы регенерации электродов, неспособность к фильтрации аэрозольных, токсичных и пожароопасных сред, слабая экономическая рациональность, а также высокие профессиональные требования к обслуживающему персоналу делают электрофильтры ограниченно востребованными в некоторых отраслях промышленности, (к примеру, в крупной энергетике).

Биологические и иные экзотические методы фильтрации

Биологическая газоочистка – редкий и до сих пор находящийся в экспериментальной фазе метод обезвреживания примесей, подразумевающий взаимодействие поллютантов с живыми биосистемами, обычно – бактериальными или грибковыми культурами.

^{Бактерия Desulfobulbus propionicus под микроскопом}

Среди перспективных подходов в сероочистке можно отметить использование донных океанских бактерий Desulfobulbus propionicus, способных, в присутствии металлов и некоторых неметаллов, к формированию сульфидов и сульфатов.

Среди прочих, находящих исключительно ограниченное распространение методов воздействия на выбросы, можно отметить акустические (ультразвуковые) и радиочастотные.

Технические характеристики оборудования для очистки газов от «ПЗГО»

Оборудование для обезвреживания и очистки газовых выбросов от газообразных компонентов, пыли, аэрозолей и дымов, изготавливаемое в «ПЗГО», демонстрирует широкий перечень достоинств перед аналогичными системами и комплексами других производителей.

Параметр оборудования	Значение / Пояснение
Средняя степень фильтрации	≈ 96-99%
Огромная номенклатура сухих и мокрых аппаратов, систем, установок и комплексов для любых отраслей промышленности	Сухие и мокрые циклоны, скрубберы и абсорберы всех типов, рукавные пылеуловители, ионообменные фильтры, адсорберы, декарбонизаторы, гидроциклоны, станции нейтрализации стоков мокрых газоочистителей
Мощность агрегатов по потоку	от десятков единиц до сотен тысяч м3 / час
Максимальная температура обрабатываемой пылегазовой среды	900°C
Богатая комплектность поставки с множеством опциональных дополнений	насосы, вентиляторы, емкости, бункеры, системы автоматизации, мониторинга и управления, системы автовыгрузки пульп /шламов, газоходы, аспирационные зонты, электрокабельная продукция, датчики, вспомогательные и обслуживающие конструкции
Безупречное качество оборудования	предельная отказоустойчивость, долговечность, экономичность, компактность, эстетичность и стоимость от прямого изготовителя «ПЗГО»

Производство и локальное внедрение газоочистных аппаратов, установок, систем и комплексов

По любым вопросам, касающимся индивидуального проектирования и изготовления промышленных фильтров для очистки газовых выбросов, пожалуйста, обращайтесь к нам удобным способом или заполняйте Опросник Заказчика.

Оперативно поставим аппараты и комплексы на любой индустриальный участок в России, СНГ, Азии, Европе, монтаж, шефмонтаж, обучение персонала. Полная документация. Гарантия.

ООО «ПЗГО» – дышите легко!