Продукция
 
Опросный лист
 
Контакты
  • Адрес: Волгоградская обл., р.п. Новониколаевский, ул. Усадьба СХТ 2а
  • Тел: +7 (84444) 69004;
  • Тел: +7 (903) 114 8297;
  • Тел: +7 (927) 531 3331;
 
 
 

Оптимальная модель газоочистного оборудования

Повышение экологичности производства сегодня становится все более важной задачей во многих отраслях. И зачастую это не просто добрая воля их хозяев, а законодательно регламентированная процедура. Превышение допустимых норм загрязнения окружающей среды грозит санкциями со стороны контролирующих органов, вплоть до закрытия производства. Здесь мы остановимся на проблеме очистки газов, которые образуются в процессе переработки различного сырья, в первую очередь – его сжигания.

Контроль за загрязнением атмосферы в СССР начал осуществляться еще в 1920-х гг.. силами всесоюзной организации по газоочистке и пылеулавливанию, а со временем, по мере роста промышленности, только ужесточался. В настоящее время очистка газов – это отдельное направление научно-технических исследований и разработок, актуальность которых с каждым годом только возрастает. На сегодняшний день важно иметь такие способы газоочистки, которые соединяли бы в себе экономичность и высокую эффективность. Кроме того, для различных производств требуются различные способы улавливания вредных химических соединений и пыли, т. к. их состав в разных случаях отличается.

Нас же в первую очередь интересуют возможности сделать более экологичной работу устройств по термической утилизации бытовых и промышленных отходов. Одним из распространенных сегодня способов преобразования утиля является использование инсинераторов – устройств для его пиролизного сжигания. Горение происходит с дефицитом кислорода при высокой температуре. Инсинераторы, кроме основной камеры горения, имеют также камеру дожигания газов.

В результате многоэтапной термической обработки сложные химические соединения распадаются на простые составляющие, которые уже не представляют особой опасности для окружающей среды. Средний современный инсинератор выбрасывает в атмосферу в четыре раза меньше углеродов, чем средний автомобиль. Дополнительную очистку газов перед их выходом в атмосферу обеспечивают устройства газоочистки, которые «отбирают» все лишнее, чтобы затем в твердом или жидком виде отправить его к месту захоронения.

Что содержится в дыме, который образуется в результате сгорания твердых бытовых и промышленных отходов? Это ароматические углеводороды, фенолы и их соединения с хлором, серная и соляная кислоты, а также группа веществ, называемых диоксинами. В дыме могут присутствовать также металлы, в т.ч. ядовитые (такие как ртуть). Эти отходы в различной степени вредны для организма. И все это должно улавливаться газовыми фильтрами.

Рассмотрим несколько основных способов очистки газов.

Механическая («сухая») очистка

Механическая очистка подразумевает улавливание из дыма твердых частиц (пыли) в результате их прохождения через фильтр, на материале которого они и оседают. Такие уловители могут быть выполнены из волокнистого материала, как натурального (хлопок, шерсть), так и синтетического (стекловолокно и пр.), пористого материала (например, специальные перегородки пластмассы) либо зернистой субстанции, состоящей из микрогранул различной формы (керамика, металлокерамика и пр.). Такого типа фильтры достаточно эффективны, если основную проблему составляют частицы достаточно крупного размера (около 0,1 мкм и выше). Использование современных пористых материалов позволяет развивать эту технологию. Основным же недостатком механической очистки является необходимость периодически заменять фильтры. И все же в ряде случаев эта технология полностью оправдывает себя – например, в автомобильной или авиационной промышленности, где фильтры выполняются в виде специальных рукавов.

Тканевые фильтры хороши там, где температура газов относительно не высока – на уровне 60-65°С. Чтобы продлить фильтру жизнь, его продувают воздушным потоком, который создается специальными соплами очистных устройств. Пыль собирается в специальные емкости и затем утилизируется. А вот там, где приходится иметь дело с сильно нагретыми газами, лучше использовать фильтры из стекловолокна – они не боятся нагрева до 275°С.

С инсинераторами устройства механической очистки используются как самостоятельно, так и первая ступень в составе комплексной системы очистки газов. Достаточно ее или нет, зависит от состава утилизируемого сырья.

«Мокрая» очистка

Еще одним видом очистки газов является применение так называемой «мокрой» технологии, т. е. с использованием в качестве очищающей среды жидкости (воды). Рассмотрим несколько вариантов таких устройств.

Скруббер Вентури. Его корпус имеет форму, представляющую собой два составленных вершина к вершине конуса. Первый конус – это конфузорная часть, в которую поступает газ. Его поток сужается, достигая высокой скорости движения (до 200 м/с) чтобы попасть под струи воды, бьющие из форсунок. Эта вода увлажняет пыль. Во втором конусе поток газа тормозится и отправляется в циклон-каплеуловитель, где в жидком виде примеси собираются и утилизируются.

Второй вариант «мокрой» очистки – барботажно-пенный. Это закрытая емкость, в которую сверху подается вода, а снизу под давлением – газ. Посреди очистителя расположена решетка, которая и определяет место встречи двух потоков. Здесь происходит активное пенообразование, в результате чего все примеси переходят из газа в воду.

Третье приспособление, используемое для очистки газов водой, – это промывочная башня, аналогичная предыдущей, однако здесь вместо решетки используется специальный наполнитель (стекловолокно, керамические кольца и пр.). В порах этой среды и происходит смешивание воды и газа, которое, благодаря большой общей площади взаимодействия, дает эффективную очистку.

Наконец, в центробежных очистителях газ с водой смешивается без посредников, однако они подвергаются центробежному вращению и за счет него тонкой пленкой «размазываются» по стенкам емкости.

«Мокрая» очистка бывает весьма эффективной, однако требует дополнительных энергозатрат на приведение в движение воды и газа, а также регулярной замены фильтрующих наполнителей и/или чистки стенок емкости, решеток и других деталей, на которых оседает грязь.

«Мокрая» очистка, наряду с «сухой», часто используется с инсинераторами.

Химическая очистка

Химическая, она же термокаталитическая очистка использует для улавливания из газов тех или иных примесей их способность образовывать соединения с другими веществами. Она происходит в специальных устройствах, выполненных в виде емкостей, в которых газ контактирует с катализатором, имеющим вид гранул, сот или другой, обеспечивающий хороший контакт веществ. Катализатором могут выступать различные минералы, металлы и сложные соединения. Для прохождения химической реакции окисления примесей газ подогревается с помощью блока горелок или электрических нагревателей, а его поток завихряется для равномерности прогрева. В результате контакта газа с катализатором примеси распадаются на углекислый газ и воду, которые затем утилизируются. Очищенный газ без цвета и запаха выбрасывается в атмосферу, не нанося ущерба окружающей среде.

Вариантом организации химической очистки является так называемый реверс-процесс, когда направление движение газов меняется с помощью системы клапанов. Этот метод помогает передавать температуру от катализатора газу и обратно много раз, экономя на энергозатратах.

Устройства химической очистки используются в различных отраслях, в т.ч. с инсинераторами. В качестве нейтрализующих веществ могут применяться щелочные соединения (например, гидратная известь) для нейтрализации кислот, а также активированный уголь для абсорбции диоксидов и фуранов. Отдельным методом считается озонный, подразумевающий введение озона в дымовую смесь. В результате происходит химическая реакция, которая позволяет нейтрализовать соединения NO и SO2, преобразуя их, соответственно, в NO2 и SO3.

Таким образом, данный вид очистки хорош только для нейтрализации определенных веществ, тогда как с другими не справляется. Его второй минус – в том, что он связан с высокими энергозатратами на подогрев газа или катализатора.

Прогрессивным вариантом реализации такого подхода могут служить МОГ – установки микроволновой очистки газов. Нагрев здесь производится не с помощью горелок, а в микроволновой камере, после чего смешивается с впрыскиваемым катализатором, который нейтрализует вредные вещества вроде фтора или хлора. Примером инсинератора с таким устройством может служить модель ГР 200 М-СОЗ.

Электрическая очистка

Еще дин способ использования физических закономерностей в целях улучшения экологии предлагает электрическая очистка. В электрических очистных устройствах газ направляется в специальные емкости, где имеется зона, в которой создается коронный разряд. Это вид разряда, возникающего в газовой среде высокого давления в непосредственной близости от электрода. Пыль отделяется от газа и откладывается на осадительных электродах, расположенных особым образом – на плоскостях своего рода гармоники, которая периодически растягивается и сжимается: в растянутом виде она накапливает загрязнение, в сжатом уплотняет его слой.

К осадительным электродам пыль притягивается за счет того, что получает электрическую заряженность. Отсюда собранные примеси удаляются для утилизации. Этот способ очистки обеспечивает высокий процент улавливания пыли. Впрочем, и здесь имеются свои недостатки. Сред них – высокая стоимость оборудования, его громоздкость и необходимость в специальном персонале для его обслуживания. К тому же не все вещества хорошо электрически заряжаются. А если пыль взрывоопасная, ей контактировать с электродами совсем ни к чему. С инсинераторами электрическая очистка практически не используется, а распространение получила в таких отраслях, как обогатительные и брикетные производства.

Использование электричества позволяет не только избавляться от пыли, но и преобразовывать вредные химические соединения в полезные. Прогрессивными направлениями в газоочистке является уничтожение вредных соединений при помощи плазмы. Различают плазмохимический и плазмокаталитический методы. К устройствам первого типа относят озонаторы, в которых первом газовая смесь подвергается воздействию электронов и ионов, что позволяет преобразовывать SO2, NO и «органику» в порошкообразные образования (NH4)2SO4 и NH4NH3, которые могут служить удобрениями.

Правда, такой метод имеет недостатки: он недостаточно полно преобразует вещества, подлежащие нейтрализации, к тому же дает на выходе избыточный озон, который также подлежит переработке. Эти недостатки устранены в другом варианте использования очищающего потенциала плазмы – плазмокаталитической технологии. По сути, она основана на дополнении плазмохимической очистки каталитической, т.е. очистка происходит в два этапа. Катализация помогает расщеплять озон до кислорода и окислять остатки вредных примесей.

Оптимальная модель

Выбор оптимальной модели газоочистного оборудования зависит от специфики газов, которые подлежат очистке. Как мы уже поняли, разные производства отдают предпочтение разным типам оборудования. Если говорить об инсинераторах, то здесь могут использоваться различные виды очистки, часто одновременно несколько, что позволяет создать качественную многоступенчатую технологию очистки.

Конечно, мощность газоочистной техники должна соответствовать мощности инсинератора – для небольшого аппарата ГР 50 М используется установка микроволнового окисления газов МОГ 3/1/20, а для мощного ГР 3000 – МОГ 3000. Важно не правильно подобрать двигатель по мощности, но и обратить внимание на скорость движения газового потока – она должна быть достаточной.

Для поддержания высокой работоспособности газоочистного оборудования необходимо вовремя проводить мероприятия по их очистке, замене фильтров и изношенных узлов и деталей.

 
 
 
 
 
© 2019 NPO-ATOM