Технологии очистки воздуха

Аспирационные системы и установки, промышленные фильтры для очистки воздуха

Аспирационные системы и установки для производств

Аспирационные системы являются неотъемлемой частью вентиляции производственных процессов. Технологические процессы неизбежно связаны с выбросом в атмосферу и воздушный бассейн Земли значительных количеств опасных веществ. Таких как пылевых, газовых, аэрозольных и коллоидных загрязнителей. Бороться с которыми призваны промышленные фильтры, аспирационные системы и установки очистки воздуха.

Впервые термин «aspirationem» встречается в латинских текстах 1530-го года в значении «дуть, вдыхать». Сегодня под аспирацией понимается захват, всасывание, забор, отсос, отвод воздуха, загрязненного нежелательными компонентами / средами (с их параллельной или последующей фильтрацией).

Вентиляция же, как таковая, не предполагает фильтрования или дезактивации компонентов газовоздушной среды. Она описывает процесс механического перемещения газовых или воздушных объемов. Впрочем, на практике различия между этими понятиями настолько условны, что зачастую оба термина рассматриваются как синонимы.

Необходимость вентиляции и аспирации на производствах

Критичность пыле и газоочистных процедур обуславливается множественными токсикологическими факторами выбросов.

Стоит заметить, что, вопреки расхожему мнению, профессиональное вентиляционное аспирационное оборудование включает в себя не только пылеуловители, но и химические аппараты для нейтрализации вредных и ядовитых газов и аэрозолей,(которые часто идут в тандеме с пылевой взвесью).

Жизненная функция / орган	Вещества, наносящие критический урон
Дыхательная система	металлическая, каменная, минеральная, полимерная, резиновая, цементная пыль и крошка, асбест, кетоны, углеводороды, спирты, кислоты, щелочи, эфиры, SOx, NOx
Нервная система	галогениды, ароматические углеводороды (бензол, ксилол, толуол), жирные многоатомные спирты, сероводород, сероуглерод, оксиды азота
Костная ткань, зубы	фтор, фтороводород, хлороводород и другие фториды и хлориды
Кровь	угарный газ, соединения галогенов, активные кислородосодержащие соединения и оксиды
Репродуктивная функция	бензпирен, растворители, азотистая кислота, нитраты, нитриты, бром
Кожа	кислоты и щелочи, глицерин, формальдегид, минеральные масла
Пищеварение	уайт-спирит, ацетон, фталат, SLS, пыли тяжелых металлов

Несмотря на широкое разнообразие пылевых и газовых загрязнителей, на сегодняшний день разработаны эффективные способы для улавливания, нейтрализации, а иногда и утилизации всех вышеперечисленных компонентов.

Аспирационные системы. Типы, классификации, назначения и принципы работы установок.

В зависимости от тонкостей производственного процесса, направления деятельности предприятия и других условий, могут использоваться различные классы и типы оборудования.

Мобильные модули и стационарные решения

Иногда возникает в потребность в быстрой организации воздухоочистки. Тогда рационально использование мобильных аспиративных пунктов. Например, таких, как передвижные рукавные фильтры для АБЗ в виде прицепов на колесах.

В случае с асфальтобетонными и битумными заводами, выбросы которых практически идентичны, такой подход имеет право на жизнь и активно практикуется.

В других случаях, когда точный компонентный состав выбросов неизвестен, мобильные и переносные устройства. Они демонстрируют слабую или вовсе нулевую эффективность. Максимальный КПД пылегазоочистки достигается только на стационарных комплексах. Через тщательный химический расчет, тонко учитывающий специфику индустриальной зоны.

Аспирационные системы. Классификация оборудования по циркуляционному контуру.

Аспирационные системы условно подразделяются на 3 типа, в зависимости от способности к обеспечению рециркуляции:

Прямоточные односторонние (сквозные) системы – загрязненная или запыленная газовая фаза проходит через установку напрямую. Направляется в другой аппарат или выбрасывается в атмосферу (пример – сухой инерционный циклон);
Парциальная рециркуляция – воздушная среда аспирируется, при этом часть объема эжектируется вовне. Другая часть возвращается в рабочую зону (пример – судовой скруббер с полуоткрытым контуром);
Рециркуляционные – газовоздушная среда не покидает участок, в полном объеме инжектируясь в него после газопылеулавливающих процедур (пример – многоступенчатая аспирация швейного цеха).

Bypass-фильтрация

Под английским термином «bypass» (рус. «байпас потока») подразумевается возможность аппарата пускать часть потока в обход, «мимо» фильтра.

Это делается тогда, когда часть среды должна быть направлена на другие технологические нужды. А также попросту для экономии энергии и пролонгации долговечности газоочистного аппарата в случае, когда очистка не требуется. Соответственно, устройства могут поддерживать или не поддерживать функцию «bypass».

Классификация устройств по давлению

Каждый фильтр имеет сопротивление, которое выражается в том, насколько «легко» пройти воздухопотоку сквозь фильтрационную схему. Проектируя оборудование, мы снижаем пневмогидравлическое сопротивление своих агрегатов. Это ведет к упрощению внедрения скрубберов, абсорберов и адсорберов в воздухоочистные тракты.

Согласно международной классификации агрегаты ранжируются следующим образом:

Эжекторные (низконапорные) – сопротивление до 1200 Паскалей;
Средненапорные – от 1200 до 3700 Паскалей;
Высоконапорные – свыше 3700 Паскалей.

Типы фильтров для аспирационных установок

С глобальной точки зрения, аспирационные системы представляет собой комплекс газо или воздухоочистных аппаратов. И сопутствующего, служебного оборудования (воздуховоды, вытяжные короба, насосы, запорная арматура, электрооснастка).

Ключевую роль, конечно же, играет центральный фильтр. Он, в зависимости от технологических условий, может быть сухим, мокрым. А также волоконным, каталитическим, электростатическим, газоразрядным, масляным, фотокаталитическим или даже биологическим.

Рассмотрим основные типы фильтрационных аппаратов, использующихся в промышленной аспирации.

Сухие циклоны / инерционные сепараторы / аэроциклоны

Принцип действия сухих циклонных пылеуловителей заключается в радиальном завихрении пылевого конденсата. Который после соударения с внутренними стенками колонны (и потери кинетической энергии) под силой гравитации опадает в пылесборник.

Циклоны просты и надежны, но используются они только для улавливания крупнодисперсной пыли, не обладающей слипающимися свойствами. Отсос древесной стружки и пыли, металлической, пластиковой стружки, нецементирующейся каменной взвеси, резиновой крошки.

Инерционные сепараторы используются абсолютно во всех отраслях промышленности. Как основные или вспомогательные фильтрационные агрегаты аспирационных систем. Особенно оправдано их использования в качестве первичных или базовых пылеулавливателей в деревообработке и мебельном производстве (фрезеры, кромкооблицовочные станки Flexa (и другие), сверлильные, шлифовальные, полировальные машины).

Мокрые орошаемые циклоны (гидроциклоны)

Мокрые полые пылеуловители представляют собой следующее поколение циклонов. Наряду с тангенциальным подводом потока в рабочую камеру, внутренняя полость устройства орошается форсуночным блоком.

Пыль оседает на непрерывно образующейся водяной пленке, покрывающей стенки корпуса, и опадает в шламоприемник под действием силы тяжести.

https://www.youtube.com/embed/BfzMAlrsv8E

^{Распылительного блока}

Эффективность таких аппаратов выше, чем у сухих аналогов. К тому же, мокрые инерционные сепараторы способны охлаждать воздушную среду. Например, дымовые, печные, доменные, топочные газы. Также имеется возможность загрузки различных реагентов, что позволяет гидроциклонам проявлять некоторые качества оборудования хим. очистки. Гидроциклоны могут работать как индивидуально, так и в составе многоступенчатых пыле газоочистных комплексов.

Аспирационные системы. Вентури.

Отдельно стоит упомянуть полый скруббер Вентури. Основная функциональная деталь – труба Вентури переменного диаметра – позволяет воздухопотоку разгоняться до сотен километров в час, что позволяет данным пылеосадителям эффективно обрабатывать липкие, цементирующиеся, вязкие и густые вещества, в том числе, горячие.

Разогнанный поток сталкивается с капельной преградой, разбивая ее в микротуман, на поверхности микро капель которого происходит активное осаждение поллютанта. В раструбе происходит снижение скорости среды и – как результат – конденсация тумана в жидкость, которая отводится из рабочей зоны. КПД Вентури в отношении частичек размером 0,2 – 2 микрона составляет 96-99%.

Читайте подробнее о скрубберах Вентури на нашем сайте.

Абсорберы и насадочные газопромыватели. Аспирационные системы.

К крупной группе устройств относятся мокрые насадочные скрубберы и абсорберы. Несмотря на серьезные различия в устройстве, глобальный принцип задержания нежелательных механических и газообразных загрязнителей основан на абсорбционном поглощении поллютанта в жидком реагенте (или технической воде).

Насадочные абсорберы

Абсорберы со стационарной насадкой в большей мере относятся к химическим нейтрализаторам, хотя и способны на улавливание микродисперсного механического партикулята.

Принцип действия таких агрегатов основан на использовании в рабочей камере т.н. насадки – массива регулярно или хаотично уложенных тел, поверх которых производится орошение технической водой или реагентным составом (щелочным, кислым, марганцевым, известковым, бромным и т.д.).

Насадочные тела имеют огромную удельную поверхность, покрываемую жидкостной микропленкой, где абсорбируются нежелательные компоненты.

Особенно эффективна работа этих модулей в тех отраслях промышленности, где требуется одновременная аспирация выбросов мелкодисперсных частиц и токсических веществ, например, на линиях сушки илового остатка после водоочистных сооружений, хлораторных, в покрасочных камерах, цехах и боксах, на химических и нефтехимических фабриках.

Пылегазоуловители с подвижной насадкой (кипящим слоем)

Пожалуй, наиболее продвинутыми и универсальными аспирационными агрегатами являются газопромыватели с подвижной насадкой. И на это есть серьезные причины.

Среди преимуществ мокрых скрубберных систем с псевдоожиженным слоем:

Эффективность комплексного одновременного удержания газопылевых конденсатов – до 99.99%, возможность обработки воздухопотоков сразу с нескольких источников с разным агрегатным состоянием (механическая пыль, газ, аэрозоль, гидрозоль, суспензии, эмульсии, в том числе липкие, густые и вязкие);
Низкое пневмогидравлическое сопротивление, стабильность работы и сохранение КПД в условиях перепадов и скачков давления;
Не требуется предварительное осушение инжектируемой струи;
Техническая неприхотливость, отсутствие зарастание фильтра, и, соответственно, исключение необходимости его чистки (подвижная шаровая насадка, хаотически движущаяся в слое воды или реагента, непрерывно очищает как сама себя, так и внутреннюю полость рабочей камеры – смотрите видео ниже);
Допустимый диапазон очищаемых сред – от 5 до 400 градусов Цельсия, (что особенно важно при утилизации горячих дымовых выбросов, к том числе, содержащих кислые газы и иные компоненты экстремальной химической реактивности);
Широкий выбор жидких абсорбентов для предприятий различной специфики (при правильном химическом расчете – возможность получения на выходе экономически ценного шламового остатка, который может быть выгодно утилизирован);
Любые размеры и ориентации, производительность по потоку от десятков кубометров до десятков тысяч кубометров в час;
Долговечность и безотказность, высокая экономическая рациональность внедрения скрубберных систем на производственных / обрабатывающих участках любой направленности и любого масштаба.

Сухие каталитические адсорберы

Для санитарной аспирации, (особенно, в рамках полной рециркуляции цехового воздуха), нередко применяются адсорбционные блоки, заполненные активированным углем, силикагелем, алюмосиликатами или металлизированными полимерами.

Адсорберы показывают высочайшую эффективность в захвате газов – оксидов серы, диоксида азота, паров ртути, сероводорода – и часто, (но необязательно), замыкают газоочистную цепь, выступая в роли санитарно-гигиенических аппаратов.

Ключевой особенностью адсорберов является возможность десорбции (извлечения) захваченного вещества из адсорбента. Читайте подробнее об индустриальных адсорберах.

Другие типы промышленных фильтров

Мы рассмотрели перечень фильтрующих модулей, широко использующихся в пылегазоулавливающих мероприятиях и способных на 100% подтвердить рациональность использования.

Впрочем, в некоторых случаях также используются электростатические преципитаторы, газоразрядники, масляные насадочные кассеты, волоконные, полиэфирные, мембранные и другие фильтры.

Все аспирационные системы очистки входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ (22 раздел) Очистка вредных выбросов).

ПОДОБРАТЬ АСПИРАЦИОННУЮ СИСТЕМУ