Технологии очистки воздуха

Оборудование для очистки газов, промышленные воздухоочистители и пылеосадители для аспирации, фильтрации и обеззараживания на базе абсорберов, скрубберов, циклонов, рукавных фильтров и адсорберов

Оборудование для очистки газов и аспирации, фильтрации и обеззараживания примесей

Оборудование для очистки газов требуется для каждого производства. Современные технологии, несмотря на кажущуюся продуктивность, к сожалению, не становятся более чистыми. Немногие задумываются о том, что производство батарей для электромобиля приводит даже к большему загрязнению окружающей среды. Нежели количество вредных выбросов, которое легковая машина с ДВС выработает за весь цикл своей эксплуатации. Это начиная с добычи лития и кончая утилизацией АКБ.

Это касается как углекислого газа, так и химических (тяжелые металлы, токсичные газы, пары, аэрозоли) и механических (пыль, зола) поллютантов.

И если развитые страны уделяют критическое внимание внедрению высокоэффективных систем аспирации и установок очистки воздуха «УОВ» на предприятиях. То государства второго и третьего мира зачастую относятся к монтажу пылеулавливающего и газоочистного оборудования с запредельным безразличием.

^{Промышленный центр Лахор, Пакистан – один из грязнейших городов мира.}

Пылегазовые и дымовые выбросы наносят серьезные удары как по персоналу цехов, так и по окружающей производства биосфере. Кислые компоненты приводят к выпадению кислотных осадков. Пылевые механические выбросы вызывают пневмокониозы и астмы у рабочих. Дымы являются сильными одорантами и ирритантами. А химические вещества – такие как фураны, диоксины, кетоны, альдегиды, фенолы и прочие соединения – наносят комплексный ущерб всему живому.

Впрочем, существует большое разнообразие промышленных воздухоочистителей и установок очистки воздуха и газов. Вкупе с их надлежащим и своевременным внедрением – позволяет свести на нет любое негативное влияние. Которое оказывается производственной инфраструктурой, даже если последняя расположена в густонаселенном районе крупного мегаполиса.

Рассмотрим в подробностях типы и виды фильтров для очистки и обеззараживания индустриальных эмиссий.

Классификация воздухоочистных установок для фильтрации и обеззараживания выбросов

Фундаментально, промышленные очистители воздуха и газов от пылевых и химических включений можно категорировать по нескольким принципам.

Передвижное и стационарное оборудование для очистки газов

Передвижные фильтры, (обычно сухого типа действия), достаточно компактны и удобны в транспортировке. Мобильные установки легко смонтировать и быстро начать процесс фильтрации отходящих эмиссий.

Важнейшим недостатком передвижных фильтров – при достаточной вариативности применения – является умеренный КПД. Он не выдерживает конкуренции со стационарными исполнениями аппаратов.

^{Передвижной пылеуловитель на колесной базе}

Стационарные фильтр-агрегаты и комплексы обычно разрабатываются под конкретные газоочистные задачи. Они учитывают тонкости технологического процесса – температуру, влажность, концентрацию, абразивную, химическую агрессивность потока. Склонность выбросов к цементации, рациональный способ утилизации / рекуперации сухого фильтрата, пульпы или шлама. А также другие параметры очищаемой среды и условия участка.

Безупречное соблюдение всех требований позволяет создавать стационарные аппараты и системы. Степень воздухоочистки и обеззараживания в которых вплотную приближается к 100%. Это недостижимо для мобильных устройств – даже самых передовых.

Сухие и мокрые фильтры

Как понятно из названия, сухие фильтры не используют в своей работе жидкость в каком бы то ни было виде. За исключением мокрых электрофильтров, которые, относясь к устройствам сухого типа, осуществляют периодический смыв осадка с электродов водой.

Мокрые пылегазоуловители (скрубберы, абсорберы и орошаемые циклоны) непременно используют в своей работе жидкость. Это вода или активный абсорбент – которые могут быть представлены в виде жидкостной преграды различной дистрибуции.

В исключительно редких случаях (полусухой скруббинг газов) видимая жидкость в камере скруббера отсутствует. Она находится «выше» точки конденсации, но все равно играет ключевую роль в фильтрации примесей.

Бытовое и промышленное оборудование для очистки газов

Классифицировать УОВ можно и по аспекту промышленного или бытового применения. Принципы работы бытовых и промышленных воздухоочистителей фундаментально схожи. И разница, в большинстве случаев, заключается лишь в размере, производительности устройств и их внешнем виде.

^{Приточный очиститель Tion}

Так, например, бытовая установка очистки воздуха может представлять собой пылеуловитель и дополнительный мокрый фильтр-увлажнитель. Они объединенны в монолитном корпусе.

Точно так же может быть устроен и высокопроизводительный промышленный воздухоочистной двухступенчатый комплекс. Который состоит из циклонного пылеуловителя (в качестве первой ступени грубой очистки) и мокрого скруббера, (проводящего финальную тонкую фильтрацию, охлаждение и увлажнение потока).

^{Индустриальная система очистки газов}

Типы и виды установок очистки газов

Рассмотрим в подробностях все наиболее распространенные типы воздухоочистных аппаратов, осветим их особенности, достоинства и рациональные области применения.

Жалюзи

Жалюзийные фильтры являются самыми простыми конструкциями для отсечения от обрабатываемого потока твердых сухих частиц наиболее крупной дисперсности, песков.

Принцип работы жалюзи прост. Ламели (жалюзи-панели), повернуты относительно вектора течения воздушного потока (на угол около 45 (+/-) градусов). Они заставляют механические частицы, которые соударяются с наклонной плоскостью, менять направление движения.

^Жалюзи

Частицы отклоняются от первоначальной траектории и попадают в пылесборник, откуда периодически выгружаются.

Жалюзийные УОВ относятся к фильтрам наиболее грубой воздухоочистки. Они могут быть установлены как независимо в газоочистном тракте, так и быть составной частью, предфильтром пылеулавливающего агрегата.

Циклонные фильтры

Циклоны относятся к сухим центробежным (вихревым / ротационным) пылеуловителям. Принцип их работы заключается в радиальном закручивании среды (через т.н. улитку) внутри цилиндроконического (реже – цилиндрического или конического) корпуса. Это приводит к центробежному относу механических частиц на внутренние стенки рабочей камеры. Их торможению и опаданию осадка вниз, в пылесборный бункер.

Циклоны широко используются для улавливания / сепарации сухих нецементирующихся пылей крупной и средней дисперсности – древесной, металлической, полимерной и иной пыли и стружки.

Батарейные циклоны (т.н. мультициклоны) также используются в качестве золоуловителей. Для захвата твердых дымовых выбросов печей и плавильных агрегатов, котельных, ТЭЦ, ТЭС, (как правило, в качестве первого звена фильтрации – удаления пепла, золы, сажи и копоти).

Рукавные фильтры

Рукавные фильтры принадлежат к классу волоконных пылеосадителей. Основным функтором в таких устройствах являются т.н. рукава. Мешки из прочного, нетканого микропористого текстиля, (в количестве от нескольких штук до нескольких сотен штук), закрепленные на проволочных каркасах.

Принцип действия заключается в пропускании загрязненной среды через фильтр. Что ведет к задержанию пылевого осадка на внешней поверхности мешков. Которые расположены блоком на рукавной плите в рабочей камере пылеулавливателя. Воздух свободно проходит через микропоры и сначала попадает в т.н. чистую камеру. А затем отводится из нее во внешний воздушный бассейн или возвращается обратно в цех.

^{Фильтровальные рукава на каркасах}

По мере работы на рукавах образовывается т.н. пылевая шуба. Которая периодически стряхивается через механическую вибрацию или путем импульсной продувки мешков изнутри, (в направлении, обратном ходу среды).

Рукавные фильтры, так же, как и циклоны, предназначены для улавливания сухой неслипающейся пыли. Но драматически превосходят вихревые пылеуловители по эффективности захвата и размерности частиц.

Гофры, лабиринты, гармошки, картриджи и патроны

К волоконным фильтр-системам можно отнести и таковые, использующие в качестве рабочего функтора микропористые гофры, картриджи, патроны, лабиринты, мембраны.

Обычно такие установки выделяют в класс EPA / HEPA-фильтров (High Efficiency Particulate Arresters). Они используются для ультратонкой очистки и обеззараживания небольших объемов воздуха – в домах, квартирах, лабораториях, в больницах.

^{Одноразовые картонные лабиринтные гармошки широко применяются в покрасочных цехах для фильтрации окрасочного аэрозоля}

Для окрасочных цехов, камер и боксов предлагаем широкий спектр профессиональных промышленных систем аспирации краски и установок сухой и мокрой очистки воздуха. Пожалуйста, пройдите в каталог оборудования или обратитесь к нам удобным Вам способом.

Скрубберы и абсорберы

Абсорберы и их подтип – скрубберы – представляют обширную группу УОВ мокрого типа действия:

Абсорберы в большей степени относятся к аппаратам тонкой химической (хемосорбционной) очистки воздуха;
Скрубберы являются «пылеулавливающей» разновидностью абсорбционных фильтров. И показывают исключительно высокий КПД задержания тонкодисперсных механических частиц, в том числе, химически активных и / или в составе активных / токсичных сред.

Несмотря на то, что, с сугубо технической точки зрения, различия между этими типами аппаратов имеются. Ими почти всегда пренебрегают, именуя скрубберы абсорберами и наоборот.

^{Насадочный скруббер}

Такое пренебрежение – с «гражданской» точки зрения допустимо. Поскольку фундаментально и скрубберы, и абсорберы реализуют сорбционный или Хемосорбционный принцип задержания загрязнителей. То есть поглощают, растворяют (с превращением или без), нежелательные компоненты в объеме воды или активного раствора. Например, кальциевого, калиевого, марганцевого, бромистого или иного, на основе солей, кислот и т.д.

Внутривидовое различие абсорберов обусловлено способом представления жидкостной преграды в рабочей камеры. Отобразим тип дистрибуции абсорбента (воды) в таблице.

Тип мокрого фильтра	Тип жидкостной преграды
Полые скрубберы	Капельная завеса, падающая пленка
Скрубберы Вентури	Турбулентный микротуман
Пенные тарельчатые абсорберы	Слой метастабильной пены
Насадочные абсорберы	Микропленка на насадочных телах
Скрубберы с подвижным слоем	Кипящая насадка

Скрубберы и абсорберы используются там, где сухие установки фильтрации не показывают достаточную эффективность захвата. Либо очистка воздуха в безжидкостных аппаратах может быть сопряжена с опасными факторами.

Химически активные пыли и механические частицы, идущие в многокомпонентном потоке, содержащем токсичные / высокоактивные / коррозийные агенты;
Взрывоопасные, пожароопасные, электризующиеся компоненты;
Газопотоки экстремально высокой температуры, дымы, в том числе экстремальной токсичности;
Влажные, маслянистые, липкие, вязкие, клейкие частицы;
Газопылевые взвеси исключительно высоких концентраций.

Адсорбционные (каталитические) фильтры

Адсорбционные модули – это класс сухого оборудования, способного на проведение очистки газов или воздуха от частиц, чьи размеры сопоставимы с молекулярными.

Это делает адсорберы наиболее рациональным выбором для ультратонкой фильтрации. А также обеззараживания и эффективной дезодорации широкого спектра производственных выбросов, включая соединения экстремальной токсичности.

Эффективность адсорбции напрямую зависит от свойств наполнителя рабочей камеры. Обычно это нерегулярно (валом) уложенный массив тел в форм-факторе шариков, гранул, таблеток, гранул. А также крошки активированного угля, цеолитов, доломитов, силикагеля или полимерного микропористого вещества, обладающего очень высокой пористостью и удельной поверхностью, (т.е. площадью поверхности на единицу объема).

^{Типы твердых адсорбентов. Слева направо – цеолит, актикарбон, марганцевый адсорбент}

Так, к примеру, 1 грамм пористого активированного угля промышленной активации, (если его мысленно «развернуть, расправить» на плоскости), может иметь площадь поверхности до 2000 квадратных метров и более.

Принцип работы адсорбционных фильтров базируется на двух факторах, (которые, в зависимости от температуры и других условий, проявляются в разных соотношениях):

Фильтрация по принципу молекулярного сита – нежелательные компоненты физически застревают в микро-, мезо- или макропорах адсорбента, (подобно тому, как камушки застревают в строительной сетке при просеивании песка);
Каталитическая фильтрация – на границе фаз (твердое тело-воздух) идут стремительные каскады химических реакций, приводящие либо к захвату загрязнителя на поверхности адсорбента, либо к его химической трансформации / нейтрализации.

Адсорберы широко применяются и в промышленных, и в бытовых установках очистки воздуха от газообразных вредных и / или едких, дурнопахнущих соединений – фенолов, тиолов, меркаптанов, оксидов серы, азота, сероводорода, формальдегида, дымовых компонентов и других молекулярных включений.

Фотокаталитическое оборудование для очистки газов

Говоря о молекулярной фильтрации, вскользь стоит упомянуть и фотокаталитические фильтры. Главным элементом таких устройств является металлическая микропористая пластина, (как правило, на основе титана), которая облучается ультрафиолетом.

Органические загрязнители, адсорбируясь на пластине и параллельно облучаясь УФ-лучами, разлагаются до углекислого газа и воды. Главным минусом фотокаталитических УОВ является их чрезвычайно низкая производительность по среде. Такие фильтры ограниченно используются в бытовых воздухоочистителях, дезодораторах, обеззараживателях, в системах автомобильной вентиляции.

Электрофильтры

Электрофильтры представляют собой класс воздухоочистного оборудования, демонстрирующего высокий КПД захвата пылевых частиц ультрамалой дисперсности.

Принцип работы электростатических фильтров заключается в предварительной электризации пылевых частиц в коронном разряде, а затем их захват на осадительном электроде.

^{Электрофильтр индустриальный. Осаждающие электроды выполнены в виде трубок}

Несмотря на высочайшую эффективность очистки, электрофильтры не находят столь широкого применения в промышленности и быту, и на то есть несколько причин:

Высокая сложность конструкции, высокое энергопотребление, (в разрезе промышленного применения часто требуется модернизация или построение новой электросети);
Сильная электризация окружающей газовой среды, (в индустриальных приложениях это может спровоцировать подрыв пылевого потока и производственную трагедию);
Нетривиальные, капризные системы регенерации;
В рамках промышленного применения электрофильтры показывают целесообразность внедрения только при очистке больших и очень больших объемов запыленной среды;
Неспособность к обработке влажных, маслянистых, взрывопожароопасных, токсичных соединений.

С осторожностью следует использовать и бытовые УОВ, в которые интегрирован электрофильтр, – из-за сильной ионизирующей способности таких устройств, (что может привести, например, к отравлению озоном).

Экспериментальное оборудование для очистки газов

Среди экспериментальных технологий большой интерес представляет очистка воздуха с помощью бактерий, грибов, водорослей. Исследователи почвы и океанов находят все новые и новые живые культуры, которые показывают необычные результаты по переработке одних компонентов в другие, вплоть до трансмутации химических элементов.

Так, например, глубоководные сульфатредуцирующие микроорганизмы Desulfovibrio vulgaris способны на эффективную переработку серосодержащих веществ – диоксида серы и сероводорода.

сульфатредуцирующая бактерия Desulfovibrio vulgaris

^{Бактерия Desulfovibrio vulgaris под большим увеличением}

Впрочем, такие исследования уже долгие годы находятся в стадии лабораторных и в обозримом будущем вряд ли станут доступны рядовому потребителю.

Технические характеристики установок очистки газов

Аспирационное и пылегазоулавливающее оборудование нашего производства демонстрирует нижеследующий перечень характеристик и преимуществ:

Степень очистки воздуха от пыли, газов, дымов, паров и аэрозолей ≈ 99% (в том числе, для концентрированных, высокотемпературных, взрывопожароопасных, абразивных, слипающихся, химически активных (кислых), токсичных компонентов, сварочных дымов и газов);
Широкий выбор установок и их подтипов – скрубберы и абсорберы (Вентури, полые, барботажные, насадочные, с кипящей насадкой), рукавные фильтры, циклоны, адсорберы и комплексные комбинации агрегатов, системы нейтрализации стоков;
Производительность УОВ – от десятков единиц до десятков тысяч м³ / час;
Температурный режим – до + 900 Цельсия (для мокрых фильтров);
Низкое пневматическое / гидравлическое сопротивление, простота имплементации в инфраструктуру Заказчика (в рамках модернизации существующей или создания новой воздухоочистной магистрали);
Богатая комплектность поставки – полный перечень вспомогательного оборудования и обслуживающих конструкций для быстрого и беспроблемного ввода аппаратов в эксплуатацию;
Безотказность, долговечность, универсальность, экономичность работы, эстетичность и низкая цена, доступная даже для промышленников малой руки.

Все оборудование для очистки газов входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ (22 раздел) Очистка вредных выбросов).

ПОДОБРАТЬ ОБОРУДОВАНИЕ