Технологии очистки воздуха

Аспирационные системы и установки, промышленные фильтры для очистки воздуха

Аспирационные системы

Аспирационные системы и установки для производств

Аспирационные системы являются неотъемлемой частью вентиляции производственных процессов. Технологические процессы неизбежно связаны с выбросом в производственную атмосферу и воздушный бассейн Земли значительных количеств опасных 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 и 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.

пневмокониоз

Слева направо – нормальная легочная ткань, пыльный пневмокониоз, осложненный прогрессирующий фиброз

Стоит заметить, что, вопреки расхожему мнению, профессиональное вентиляционно-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 Поллютанты, 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, фталаты, 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.

Аспирационные системы

Передвижной очистной модуль-прицеп

В других же случаях, особенно, когда точный компонентный состав выбросов неизвестен, мобильные и переносные устройства демонстрируют слабую или вовсе нулевую эффективность. Максимальный КПД пылегазоочистки достигается только на стационарных комплексах, через тщательный физико-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:

  1. Прямоточные односторонние (сквозные) системы – загрязненная или запыленная газовая фаза проходит через установку напрямую и направляется в другой аппарат или выбрасывается в атмосферу (пример – сухой инерционный циклон);
  2. Парциальная рециркуляция – воздушная среда аспирируется, при этом часть объема эжектируется вовне, а часть возвращается в рабочую зону (пример – судовой скруббер с полуоткрытым контуром);
  3. 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. «байпасирование потока») подразумевается возможность аппарата пускать часть потока в обход, «мимо» фильтра.

Это делается тогда, когда часть среды должна быть направлена на другие технологические нужды или 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 вентфильтр имеет определенное сопротивление, которое выражается в том, насколько «легко» пройти воздухопотоку сквозь фильтрационную схему. Проектируя оборудование, мы снижаем пневмогидравлическое сопротивление своих агрегатов, что 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, который, в зависимости от технологических условий может быть сухим, мокрым, 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.

Аспирационные системы

Аэроциклоны

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 химочистки.Гидроциклоны – в разрезе аспирирования – могут работать как индивидуально, так и в составе многоступенчатых пылегазоочистных 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 микрокапель которого происходит активное осаждение поллютанта. В конфузоре (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.).

кольца палля

Насадка – пластиковые кольца Палля

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.

типы адсорбентов для адсорберов

Типы адсорбентов (слева направо – шарики силикагеля, пеллеты активированного угля, гранулы цеолита )

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).

ПОДОБРАТЬ АСПИРАЦИОННУЮ СИСТЕМУ

whatsapp Очистка воздуха