Płuczka firmy GEA do oczyszczania spalin

Płuczka otworu pierścieniowego

PrzeglądDzięki staraniom, aby dostarczyć elastyczne urządzenie, zdolne do rozwiązywania licznych problemów z gazami odlotowymi w przemyśle, w 1950 roku zaprojektowano regulowaną płuczkę otworu pierścieniowego, która obecnie jest jedną z najbardziej efektywnych płuczek. Jeśli chodzi o wielkość stałych i płynnych cząstek pyłu oraz stężenie składników gazowych w mieszaninie gazowej, praktycznie nie ma dolnego limitu w przypadku oddzielania za pomocą płuczki otworu pierścieniowego. Co do zasady w przypadku wszystkich metod oddzielania mechanicznego na mokro możliwe jest wychwytywanie gruboziarnistych i drobnoziarnistych pyłów, gdy siły bezwładności zwiększane są przez odpowiednio większe prędkości gazu. To jednak skutkuje wysokim zapotrzebowaniem na energię dla medium gazowego i wodnego, czego można uniknąć. Przy opracowaniu płuczki otworu pierścieniowego wzięto pod uwagę tworzenie się lokalnych turbulentnych przepływów na stykach w wyniku działania wielu wirów, które dzięki swojej wysokiej sile mieszania sprzyjają procesowi transferu. Każde mechaniczne przetwarzanie na morko w układzie dyspersyjnym wymaga odpowiednio minimalnego zapotrzebowania na energię, co można osiągnąć jedynie, jeżeli efekty siły bezwładności oraz ruchów turbulentnych wykorzystywane są równocześnie. Niezwykle istotny jest odpowiedni stosunek szerokości otworu s (h) do długości otworu 1 (h). Główną cechą płuczki otworu pierścieniowego jest jej osiowosymetryczna konstrukcja. Jedynie współosiowe okrągłe przekroje pozwalają na ograniczenie potrzebnej przestrzeni do minimum. Wyłącznie taka konstrukcja zapewnia równomierną dystrybucję wody, która obejmuje całą powierzchnię otworu dzięki działaniu dużych niezatykających się dysz natryskowych umieszczonych symetrycznie wobec pionowej osi.

Płuczka promieniowa

PrzeglądPłuczki promieniowe to wysoce skuteczne płuczki z możliwością regulacji. Nieoczyszczony gaz można dostarczać z góry lub z dołu. Płyn płuczący wtryskuje się przez dyszę centralną umieszczoną nad strefą płukania. Strefa płukania otoczona jest dwoma pierścieniami — jeden nad drugim. Gaz i płyn płuczący wpływają z góry i przechodzą przez otwór między tymi pierścieniami w sposób promieniowy, ze środka do zewnętrznej obudowy płuczki. Prędkość względna między gazem a płynem płuczącym, od której zależy skuteczność płukania, występuje w najwęższym przekroju strefy płukania. Poprzez podnoszenie lub obniżanie jednego z pierścieni można zmieniać przekrój strefy płukania, co pozwala, nawet przy zmiennych objętościach gazu, utrzymać stały poziom prędkości gazu między pierścieniami i stały poziom spadku ciśnienia w całej strefie płukania. W ten sposób można osiągnąć pożądaną skuteczność zbierania. Ciśnienie różnicowe stanowi parametr kontrolny. W wielu zastosowaniach płuczki promieniowe połączone są z efektem Venturiego na etapie wyższego szczebla, aby umożliwić saturację nieoczyszczonego gazu i wstępne odpylanie. Często separator kropli znajduje się w tej samej obudowie co strefa płukania, aby zapobiegać przedostawaniu się jakichkolwiek kropli do urządzeń umieszczonych niżej. Zalety: — Dzięki regulacji strefy płukania objętość gazu może się zmieniać w proporcji 1:10, przy jednoczesnym utrzymaniu stałego spadku ciśnienia. Ta funkcja pozwala na optymalne dostosowanie urządzenia do różnych trybów pracy. Szczególnie sprawdza się to w procesach okresowych w konwerterach. — Skuteczność zbierania płuczki można dostosować do wymogów, niezależnie od wahających się ilości nieoczyszczonego gazu. — Ponieważ płuczki promieniowe można regulować w zależności od pożądanej skuteczności zbierania, płuczka może pracować przy optymalnym ciśnieniu różnicowym, co pomaga oszczędzać energię. — Konstrukcja pozwala na umieszczenie kilku etapów płukania w jednym zbiorniku, tj. połączenie płuczki promieniowej i płuczki Venturiego lub płuczki z wypełnieniem w kolumnie. — Przepływ gazu można skonfigurować dla wejścia górnego lub dolnego. Wysoka skuteczność zbierania osiągana jest nawet w przypadku krytycznych substancji, takich jak As, Se lub Pb. — Wysokie temperatury nieoczyszczonego gazu na wejściu do 800°C nie stanowią problemu dzięki połączeniu odpowiednich materiałów i obmurowania. — Firma Lurgi wybudowała dotychczas ponad 100 płuczek promieniowych, z których 40 wykorzystywanych jest w nieżelaznym przemyśle metalurgicznym.

Płuczka z kolumną bez wypełnienia

Płuczka z kolumną bez wypełnieniaPłuczki z kolumną bez wypełnienia używane są jako pierwszy etap mokrego oczyszczania gazu w specjalnych zastosowaniach, np. w przypadku gorących i korozyjnych gazów z dużą ilością pyłów, arsenu lub selenu, które występują w niektórych procesach metalurgicznych. W tym rodzaju płuczki gaz jest wygaszany do temperatury nasycenia i odpylany w tym samym czasie. Długi czas przebywania w strefie płukania pozwala na utworzenie się związków arsenu i selenu oraz zwilżenie aerozoli, tak aby można było łatwo oddzielić te małe skroplone cząstki. Osady, które mogą powodować problemy w innych płuczkach w strefie przejściowej, gdzie gorący gaz wchodzi w kontakt z płynem płuczącym, nie są aż tak istotne w płuczkach z kolumną bez wypełnienia. Płuczki z kolumną bez wypełnienia wykonane są ze stali węglowej powlekanej antykorozyjną powłoką, chronionej przed wysokimi temperaturami gazu na wejściu dzięki murowanej osłonie. Osłona ta może składać się z kilku warstw różnych materiałów, w zależności od przeznaczenia.

Płuczka absorpcyjna

Płuczka absorpcyjnaZanieczyszczenia gazowe, takie jak HCl, HF i SO2 usuwane są przez absorbenty, np. roztwór sody kaustycznej (NaOH), wapień (CaCO3) i wapno (Ca(OH)2). Płuczki wykorzystujące sodę kaustyczną. Gdy jako absorbent wykorzystywana jest soda kaustyczna, najlepszym wyborem będzie wyżej wspomniana płuczka promieniowa lub płuczka z wypełnieniem w kolumnie, ponieważ nie zachodzi tu odkładanie się substancji, tak jak miałoby to miejsce w przypadku stałych związków wapnia. Soda kaustyczna powinna być jednak używana do niewielkich ilości nieoczyszczonego gazu oraz małych i średnich objętości gazu, ponieważ jest ona około 10 razy droższa niż np. wapień. Płaszcz płuczki z wypełnieniem w kolumnie wykonany jest z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym z wewnętrzną warstwą PVC lub barierą chemiczną. Gaz jest oczyszczany i przechodzi przez jeden lub dwa etapy wypełnienia. SO2 wchodzi w reakcję z sodą kaustyczną w celu wytworzenia siarczanu sodu. Skuteczność absorpcji zależy od intensywności kontaktu między gazem a płynem płuczącym, który zapewnia wypełnienie strukturalne lub usypane polipropylenem. Płuczki wykorzystujące wapień. Płuczki wykorzystujące wapień dowiodły, że są najlepszym rozwiązaniem w oczyszczaniu dużych objętości gazów z wysoką zawartością zanieczyszczeń. Taka płuczka to rodzaj wieży rozpyłowej bez części wewnętrznych, która działa na zasadzie przeciwprądu. Stężenie zanieczyszczeń w gazie, który ma zostać oczyszczony, determinuje liczbę poziomów dysz umieszczonych w płuczce. Płuczki wykorzystujące wapień produkują gips, który można sprzedać bez dodatkowych kosztów zakładom przemysłowym jako materiał do wypełnień, jako osad z zawartością 50 – 60% substancji suchej lub odwodniony osad z pozostałością wilgoci ok. 10%. Technologia absorpcji coraz częściej stosowana jest w cementowniach, gdzie jako absorbent stosowana jest mączka surowcowa. Obecnie nawet niewielkie objętości gazu odlotowego z dużą zawartością SO2, takie jak w hutach żelaza, oczyszczane są w płuczkach wykorzystujących wapień w przypadku braku umieszczonej niżej instalacji do wytwarzania kwasu siarkowego. Płuczki wykorzystujące wapień mogą być wykonane ze stali szlachetnej, FRP, powlekanej stali węglowej lub stali węglowej wykończonej wykładziną gumową.

Płuczki Venturiego

Płuczki z dodatkowymi korzyściamiPłuczki Venturiego używane są głównie do chłodzenia, nasycania i wstępnego oczyszczania gazów, np. przed oczyszczaniem w filtrach mokrych. Płyn płuczący wtryskuje się przez dyszę centralną lub w dużych płuczkach przez kilka dysz w stożku wejściowym umieszczonym przed zwężką Venturiego. Płuczkę można zamontować w pozycji pionowej, nachylonej lub poziomej. W celu chłodzenia, kondycjonowania gazu i wstępnego odpylania płuczka pracuje przy spadku ciśnienia wynoszącym zaledwie kilka milibarów. Niewielki spadek ciśnienia uzyskuje się poprzez dostosowanie prędkości wtryskiwanego płynu płuczącego do prędkości gazu w zwężce Venturiego. Podczas spowalniania w dyfuzorze stosunkowo duża masa płynu płuczącego powoduje dalszy wzrost ciśnienia gazu. Od objętości wtryśniętego płynu zależy, ile energii może być przekazane do gazu, gdy nie tylko nie ma spadku ciśnienia w płuczce, ale też ciśnienie gazu jest zwiększone. W przeciwieństwie do tego podczas pracy tego rodzaju płuczki przy dużym spadku ciśnienia mieszanka gazu i pyłu wpływa do strefy płukania z wyższą szybkością niż płyn płuczący. Dlatego kropelki płynu zwiększają szybkość pod wpływem strumienia gazu, powodując spadek ciśnienia. Gdy szybkość rośnie, jednocześnie wzrastają turbulencje w płuczce, co powoduje intensywne mieszanie kropel płynu płuczącego i nieoczyszczonego gazu, a to jest warunkiem wysokiej skuteczności zbierania. Tym samym im wyższa prędkość gazu w zwężce Venturiego, tym większy spadek ciśnienia.