Гидрофильтр для систем вентиляции и очистки воздуха.

Гидрофильтр – аппарат для мокрой очистки газов и воздуха от пылевых и дымовых компонентов.

Гидрофильтр (лат. Hydro – «вода, водный, водяной» Filtrum – «ткань, фильтр») воздухо или пылеочистной агрегат. Процесс гидрофильтрации среды происходит с применением воды. Такие агрегаты мокрой очистки применяется в химическом производстве, нефтегазовой сфере, производстве сыпучих стройматериалов, пищевом производстве. Также в хлебозаводах, фабриках и в других отраслях промышленности. В бытовой сфере и сфере услуг при использовании твердого топлива (угольные и дровяные мангалы, тандыры, барбекю и т. д.)

По принципу работы гидрофильтры подразделяются на аппараты для мокрого пылеулавливания с водяным фильтром. Гидродинамические пылеуловители пенно-барботажного типа. Устройства типа скруббер Вентури, промышленные Циклоны с водяным фильтром. Насадочные гидрофильтры (с применением металлических, сплавных или неметаллических насадочных элементов типа кольца Рашига, кольца Паля, сетчатые трубки, хорды, полухорды). Гидрофильтры для дыма на базе скруббера с кипящей шаровой насадкой.

Определение понятия ГИДРОФИЛЬТР и этимология термина

Гидрофильтр – это аппарат для мокрой очистки воздуха или газов. В котором улавливание нежелательных газообразных и / или механических примесей происходит путем их сорбции в жидкостной преграде. В турбулентном аэрозольном тумане, водяной завесе, микропленке, пенном или кипящем слое.

Эффективность мокрой газоочистки и пылеулавливания обусловлена дипольной структурой H₂O. При общей нейтральности каждой молекулы воды, на ее концах сохраняются заряды. К ним – на электромагнитном базисе – и «цепляются» фильтруемые соединения, а также микродисперсная пыль.

Следуя этой логике, гидрофильтром может именоваться любой воздухо и пылеочистной агрегат, где очистка среды происходит за счет воды.

Конечно же, первые методы фильтрования предполагали использование доступных во все времена матерчатых полотен, тканей. Через которые просеивали песок, муку и другие немногочисленные сыпучие смеси, использовавшиеся в быту и архаичном строительстве.

Открытие же принципа жидкостной сорбции в начале-середине 18 века ознаменовало эру новых устройств. А также физико-химических подходов к задержанию вредных и нежелательных веществ и пылевых включений. Воздушные фильтры с водяной завесой пришлись очень кстати в разгар энергетической революции. Они положили начало развитию более продуктивных методов пылегазоочистки.

Типы гидрофильтров и их названия и назначения

Если нет определяющего уточнения, то под термин «гидрофильтр» подпадает широкая номенклатура. Это мокрые промышленные и полупромышленные фильтры с различными принципами действия, конструкциями и назначениями. Рассмотрим их детальнее в таблице ниже.

Тип воздухоочистного агрегата	Назначение и особенности
Гидрофильтр для мангала	Водяные фильтры для мангалов – компактные навесные устройства, (иногда совмещенные с заборными зонтами ). Для искрогашения и очистки воздуха от дымовых выбросов после печей, мангалов, барбекю, жаровен и других небольших источников огня, дыма, золы и искр. ГДМ отличаются относительной простотой конструкции, небольшим размером и скромной производительностью и, как следствие, малым потреблением воды.
Гидрофильтр для ресторана и заведений общепита	Под группой мокрых фильтров для ресторанов и крупных комплексов питания и отдыха подразумеваются более производительные водяные воздухоочистители. Они, помимо очистки воздуха от искр и дымовых газов, осуществляют эффективное улавливание жиров, механических выбросов (копоти, золы, сажи). Также удаление характерных для кухонь пищевых и дымовых запахов. Назначение – рестораны, кафе, гриль-бары, базы отдыха, санатории, профилактории, заготовочные объекты общественного питания.
Гидрофильтры для покрасочных камер	Промышленные устройства, генерирующие в рабочей камере водную завесу. Для очистки воздуха от сухого порошкового или жидкостного аэрозоля краски тонкой дисперсности (а также паров растворителей и других – часто очень токсичных – включений).
Абсорберы и скрубберы	Высокоэффективные и высокопроизводительные аппараты для широкого перечня технологических задач в области жидкостной фильтрации газовых, пылевых, дымовых и пахучих загрязнителей на предприятиях современной промышленности. Подробнее ниже на странице.

Гидрофильтр. Области применения.

Гидрофильтр имеет широкий спектр применения как в промышленном производстве, сфере обслуживания, так и в быту. Основными функциями гидрофильтров являются:

• пылеулавливание;
• защита системы вентиляции от попадания искр;
• очистка дымовых газов;
• очистка воздуха от масляного тумана, органических примесей, пыли металлов и других взвешенных частиц;
• очистка воздуха от газов высокой реактивности;
• очистка воздуха от паров кислот и щелочей, растворителей, альдегидов, спиртов, галогенов;
• очистка выбросов от гальванических ванн;
• поглощение азотнокислых паров;

Таблица рациональной применимости гидрофильтров

Тип агрегата	Применение
Водяной циклон	Улавливание средне- и мелкодисперсной пыли (нецементирующейся)
Гидродинамический пенный пылегазоуловитель тарельчатого типа	Захват пыли, золы, сажи, копоти, охлаждение потока, химическая очистка воздуха от дымовых компонентов, поллютантов паровой и аэрозольной природы
Вентури	Захват липких, цементирующихся и вязких пылей, клеев, мастик, сиропов, эмульсий, суспензий, ЛКМ, обработка дымов, паров, туманов и аэрозолей
Насадочный гидрофильтр	Очистка воздуха от газов высокой реактивности, паров кислот и щелочей, растворителей, альдегидов, спиртов, галогенов, промышленная дезодорация (сероводород, аммиак, ЛОС)
Скруббер с подвижной шаровой насадкой	Обработка сложносоставных выбросов высоких концентраций, комплексная газопылевая нейтрализация высокотемпературных потоков

Принцип работы гидрофильтра для очистки воздуха

Принцип действия гидрофильтра заключается в пропускании загрязненной механическими, газовыми или аэрозольными поллютантами среды через мокрую – водяную преграду. Она может быть представлена в нижеописанных состояниях:

1. Аэрозоль / Микротуман – распыляемая форсунками жидкость представлена в виде мокрой завесы. Нерегулярно завихряется входящим потоком, создавая насыщенную аэрозольную турбулентную среду, в которой происходит захват нежелательных примесей;
2. Жидкостная пленка – осаждение загрязнителей происходит в жидкостной пленке. По стекающей по внутренним стенкам колонны и / или покрывающей насадочные тела в рабочей камере гидрофильтра;
3. Пена – слой самоподдерживающейся метастабильной пены, которая образуется за счет прохождения газового потока через перфорацию. При одновременной подаче воды или абсорбента на ярусно расположенные перфорированные поддоны в рабочей камере;
4. Кипящий слой – комплексная среда, образующаяся в результате балансировки давлений входящего потока и сопротивления воздухоочистителя. Это приводит к обработке содержимого рабочей камеры.

Во многих реальных случаях жидкость в аппарате может быть представлена сразу в нескольких состояниях. Технически запланировано или в рамках сопутствующего эффекта. Так, например, в полых вихревых мокрых циклонах вода или абсорбент присутствует и в виде распыляемого форсунками аэрозоля. А также в виде падающей пленки, стекающей по стенкам рабочей камеры в шламосборную емкость.

Гидрофильтр. Виды и принципы действия.

Циклон с водяным фильтром промышленный

Пожалуй, наиболее простым, но достаточно эффективным аппаратом для мокрого пылеулавливания является циклон с водяным фильтром. А также его разновидность – промыватель СИОТ.

Принцип действия прямо соотносится с таковым у сухого вихревого циклона, с той разницей, что ЦВФ имеет внутри капельную завесу, создаваемую форсуночным блоком.

Запыленная среда тангенциально подводится в рабочую камеру полого гидрофильтра. Там, соприкасаясь с жидкостной микропленкой, покрывающей внутренние стенки конусообразной колонны, «слипается» с водой и, утяжеляясь, опадает в приемный бункер. Часть пыли задерживается в микро тумане, в полости аппарата.

Водные циклоны, в силу особенностей функционирования, изготавливаются в вертикальном исполнении.

Гидродинамический пылеуловитель пенно-барботажного типа

Наверное, первым гидродинамическим пылеуловителем, можно считать скруббер Дойля, который сегодня практически не используется.

Принцип гидрофильтрации через скруббер заключается в нагнетании среды в частично заполненную водой камеру. Выходной патрубок которой находится ниже уровня жидкости. Для того чтобы выйти из скруббера, запыленный поток вынужден проходить сквозь воду. Затем, через изогнутый штуцер подниматься вверх и выбрасываться в атмосферу. Разумеется, необходимо контролировать брызгоунос посредством туманоуловителя.

Современные модели гидродинамических пылеуловителей барботажного тарельчатого типа выгодно отличаются от предшественников более высокой компактностью. А также возможностью улавливания не только пыли, но и газов, а также низким гидравлическим сопротивлением.

Скруббер Вентури

Другим типом высокорезультативных гидрофильтраторов являются скрубберы Вентури. Главной особенностью аппаратов является использование в качестве ключевого элемента конструкции т.н. сопла Вентури. Внутри которого газовоздушная среда может разгоняться до десятков и сотен метров в секунду.

В точке максимальной скорости среды – на стыке конфузора (сужающейся части) и диффузора (расширяющейся) – установлен форсуночный блок. Он генерирует капельную гидрозавесу. Разогнанный загрязненный поток разбивает завесу в микротуман, на поверхности капелек которого происходит эффективная сорбционная гидрофильтрация вещества. Особые требования по качеству воды для номинальной работы гидрофильтров не применяются. Достаточно соблюдение ГОСТ 3351-74, регламентирующего концентрацию механических примесей (мутность).

 

По мере продвижения потока по диффузорной части происходит снижение скорости струи и конденсация микротумана в более крупные капли жидкости. Они агломерируют и опадают в бункер (или отводятся на следующий цикл очистки).

Гидрофильтр насадочный

Особое место в пантеоне индустриальных гидрофильтрационных устройств занимают абсорберы со стационарной насадкой. Их основное предназначение – нейтрализация химически реактивных газов, аэрозолей, туманов и паров.

Принцип действия аппаратов основывается на использовании в рабочей камере хаотично или регулярно уложенной насадки. Комплекта тел определенной формы, имеющих большую поверхность при малом объеме.

Загрязненный поток подается в рабочую камеру с насадкой, на поверхности тел которой форсуночный блок создает тонкую жидкостную микропленку. Газ, вынужденный многократно контактировать с микропленкой. С каждым соприкосновением сорбируется в водном, известковом, марганцевом или ином слабокислом или слабощелочном абсорбенте.

Среди наиболее часто используемых насадочных элементов – кольца Рашига, кольца Паля, хорды, полухорды, сетчатые трубки. Насадка может быть как чисто металлической, так и сплавной, и неметаллической.

Насадочные фильтры могут использоваться как на химических и нефтехимических производствах, так и в качестве вентиляционных устройств. Они показывают ≈ 100% КПД в очистке воздуха от химических, технических или пищевых запахов.

Гидрофильтр для дыма на базе скруббера с псевдоожиженным слоем

Водяные фильтры для дыма в форм-факторе скрубберов с кипящей шаровой насадкой демонстрируют наиболее впечатляющие результаты.

Принцип действия таких агрегатов основан на ожижении массива полых пропиленовых шариков, «кипящих» в слое воды или активного раствора.

Такой метод, сочетающий в себе черты пенного барботажа и насадочной фильтрации, и обеспечивает максимальный контакт сред. Это выливается в ≈ 100% КПД очистки воздуха от широчайшего спектра опасных газовых и механических включений.

Гидрофильтр системы вентиляции

Производственники и представители около промышленных индустрий нередко формируют свои запросы в отношении данного типа оборудования. Гидрофильтры для вентиляции или аспирации, и это логично.

Фактически, все сферы использования водяных воздухоочистителей так или иначе связаны с забором, перемещением и параллельной фильтрацией газовоздушных сред. Это и лежит в основе процессов аспирации и вентиляции.

Гидрофильтрационные аппараты являются ключевыми узлами вентиляционных систем во многих сферах промышленности. В металло, полимер, стекло и деревообработке, металлургии, химии, нефтехимии, текстильной, швейной, добывающей, перерабатывающей промышленности, в порошковой и аэрозольной покраске и многих других направлениях.

Гидрофильтр — искрогаситель

Когда говорят об эффективном искра гашении, особенно, вкупе с захватом золы, копоти, пепла и других органических и неорганических поллютантов, практически всегда подразумевают мокрые воздушные или газовые фильтры.

Сам факт присутствия воды или абсорбента в рабочей камере гидрофильтра обеспечивает – помимо очистки – драматическое охлаждение и существенное увлажнение потока, что во многих производственных приложениях выступает критическим фактором при выборе пылегазоочистного аппарата.

Жидкостные фильтры – это единственный тип установок, позволяющих результативно и безопасно обрабатывать не только горячие среды, (в том числе, с искрами), но и пыле газовоздушные смеси, склонные к само детонации или само воспламенению.

Гидрофильтр. Виды исполнения оборудования.

Жидкостные пылегазоуловители представлены на рынке в широком разнообразии форм и размеров. Это могут быть как компактные горизонтальные, продольно-ориентированные модули, (например, горизонтальные насадочные скрубберы), так и вертикальные абсорбционные колонны высотой свыше 10 метров.

Ориентация гидрофильтра может быть как горизонтальной, так и вертикальной, наклонной или нестандартной. Главное условие – обеспечение надлежащего контакта очищающей и очищаемой сред, высокая эффективность, производительность, надежность и компактность.

Шламы гидрофильтров, образование и утилизация

В канве магистральной темы данной страницы нельзя не упомянуть о таком продукте как шлам гидрофильтра, а также о его свойствах и пригодности к дальнейшей переработке.

В результате работы мокрых фильтров – в том или ином объеме – образуется жидкость, содержащая уловленные загрязнители химической (пульпа) или механической (шлам) природы.

Люди без должного технического опыта нередко воспринимают генерацию шламов в качестве негативного аспекта работы водяных пылегазоочистителей. И не беря в расчет тот факт, что вода или абсорбент наиболее надежным образом запечатывает уловленные вещества в своем объеме, полностью исключая т.н. вторичное загрязнение.

Более того, именно благодаря полному захвату примесей в шламе, последний зачастую представляет собой экономически ценный продукт. Из которого можно эффективно извлечь уловленные или новые, полученные в результате очистки, соединения.

Так, например, гидрофильтр для покрасочных камер генерирует шламовые смеси. Они содержат значительные количества механической или растворенной краски. После обезвоживания шлама может успешно использоваться для нанесения на не столь ответственные конструкции. Для предварительной грунтовки или в качестве первых слоев красящего покрытия. Нередко идут «отходы» мокрых фильтров покрасочных боксов и камер и на производство шпаклевок, мастик и других ценных строительных смесей.

Другим примером рационального использования мокрых фильтров является, к примеру, очистка дымовых газов от диоксида серы. В скрубберах с использованием кальциево-щелочного абсорбента. Такой подход позволяет сорбировать сернистые выбросы с образованием искусственного гипса высокой степени чистоты. Который также может быть экономически выгодно сбыт для последующего производства гипсокартона, гипс волокна, штукатурных смесей и т.д.

Технические характеристики гидрофильтр

Водяные и абсорбционные фильтры демонстрируют следующие характеристики:

• КПД дезодорации, улавливания газовых и механических примесей ≈ 99%;
• Широкий перечень поллютантов – дымовые выбросы (SO_X, NO_X, HCl, H₂S, Hg, Cd), пары кислот и щелочей, спирты, эфиры, тиолы, углеводороды, взрывоопасные, пожароопасные, токсичные пыли, дурнопахнущие соединения;
• Производительность по потоку – от небольших компактных исполнений до крупногабаритных аппаратов и многоступенчатых комплексов с пропускной способностью до 100 000 м³ / час;
• Температурный режим – до +900 по Цельсию;
• Низкое сопротивление систем и установок, простая интеграция в любую воздухоочистную инфраструктуру;
• Широкая комплектность поставки, включающая полный спектр вспомогательного оборудования и обслуживающих конструкций – зонты, воздуховоды, напорные вентиляторы, каплеуловители, шламовые, циркуляционные, буферные емкости, системы автоматизации, контроля и управления, электрокабельная продукция, инструкции, паспорта, сертификаты;
• Цена доступна даже для средних и малых предприятий, высокая экономичность работы, быстрая окупаемость.

Гидрофильтр для систем вентиляции входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ (22 раздел) Очистка вредных выбросов).

ПОДОБРАТЬ ГИДРОФИЛЬТР