Скруббер GEA для очистки отработанных газов

Скруббер с кольцевым зазором

Общие сведенияСтремление к созданию универсальной установки, способной решать различные промышленные задачи по очистке газов, привело к разработке в 1950 году регулируемого скруббера с кольцевым зазором, который сегодня входит в число самых высокоэффективных скрубберов. Что касается размерности твердых и жидких частиц пыли и концентрации газообразных компонентов в газовой смеси, то для скруббера с кольцевым зазором практически нет минимальных ограничений в отношении сепарации. В принципе, во всех мокромеханических способах сепарации возможен захват крупнодисперсных и тонкодисперсных частиц пыли, когда силы инерции увеличиваются за счет соответственно более высоких скоростей газа. Это, однако, приводит к предотвращению высокого потребления энергии в газовой и водной среде. При разработке скруббера с кольцевым зазором учитывалось формирование локальных турбулентных потоков посредством множества малых турбулентных вихревых движений, которые благодаря их чрезвычайно интенсивному перемешиванию благоприятствовали процессу переноса. Каждая мокромеханическая очистка дисперсной системы требует соответствующего минимального потребления энергии, к которому можно приблизиться, если одновременно использовать действия сил инерции и процессов турбулентного переноса. Правильное согласование ширины зазора s (h) с длиной зазора 1 (h) имеет решающее значение. Основной особенностью скруббера с кольцевым зазором является его осе-симметричная конструкция. Только коаксиальные круглые поперечные сечения обеспечивают минимальные требования к площади помещения. Это единственная конструкция, которая обеспечивает равномерное распределение воды, которое покрывает всю площадь зазора, и может быть достигнуто с помощью больших, незабивающихся распылительных форсунок, выровненных симметрично с вертикальной осью.

Радиальный скруббер

Общие сведенияЦентробежные скрубберы представляют собой регулируемые высокоэффективные скрубберы. Неочищенный газ можно подавать сверху или снизу. Скрубберную жидкость вводят через центральную форсунку, расположенную перед зоной очистки. Зона очистки ограничена двумя установленными друг над другом кольцами. Газ и скрубберная жидкость поступают сверху и проходят через зазор между этими кольцами радиальным потоком от центра к внешнему корпусу скруббера. Относительная скорость газа и скрубберной жидкости, которая имеет решающее значение для эффективности очистки, имеет место в самом узком отрезке поперечного сечения зоны очистки. Поднимая или опуская одно кольцо, можно изменять поперечное сечение зоны очистки, что позволяет даже при изменении объема газа поддерживать постоянную скорость газа в зазоре между кольцами и сохранять постоянный перепад давления во всей зоне очистки. Таким образом может быть обеспечена определенная эффективность сбора. Перепад давления является контрольным параметром. Во многих областях применения радиальные скрубберы объединяются со ступенью Вентури на входе для насыщения неочищенного газа и предварительного удаления пыли. Часто каплеотделитель размещается в том же корпусе, что и зона очистки в целях предотвращения попадания капель в оборудование, расположенное ниже по технологической цепочке. Преимущества: - Регулируя зону очистки, объем газа может быть изменен в соотношении 1:10 при сохранении постоянного перепада давления. Эта функция позволяет оптимальным образом регулировать различные режимы работы. Она особенно подходит для периодических процессов в конвертерах. - Эффективность осаждения скруббера может быть определена в соответствии с требованием, независимо от изменяющихся нагрузок неочищенного газа. - Поскольку радиальные скрубберы можно регулировать согласно необходимости для соответствующей эффективности осаждения, скруббер можно использовать при оптимальном перепаде давления, что способствует экономии энергии. - Конструкция позволяет разместить несколько ступеней очистки в одном сосуде, т.е. сочетание центробежного скруббера и скруббера Вентури или насадочного башенного скруббера. - Вход потока газа может быть организован как сверху, так и снизу. Даже для таких критических веществ, как As, Se или Pb, достигается высокая эффективность сбора. - Допускаются высокие температуры на входе неочищенного газа до 800°C благодаря сочетанию соответствующих материалов с кирпичной облицовкой. - На сегодняшний день компания Lurgi произвела более 100 центробежных скрубберов, 40 из которых используются в цветной металлургии.

Безнасадочный башенный скруббер

Безнасадочный башенный скрубберБезнасадочные башенные скрубберы используются качестве первичной стадии мокрой газоочистки для особых сфер применения, например, для очистки горячих и коррозионноактивных газов с высоким содержанием пыли, мышьяка или селена, которые образуются в некоторых металлургических процессах. В скруббере данного типа газ резко охлаждается до температуры насыщения и одновременно с этим обеспыливается. Длительное время выдерживания в зоне очистки позволяет образовывать соединения мышьяка и селена и смачивать аэрозоли, таким образом эти небольшие конденсированные частицы могут быть легко отделены. Наносы, которые могут вызвать проблемы в других скрубберах в переходной зоне, где горячий газ контактирует со скрубберной жидкостью, не являются критическими в безнасадочных башенных скрубберах. Безнасадочные башенные скрубберы изготавливаются из углеродистой стали с облицовкой из антикоррозионного листового материала с защитой от воздействия высоких температур входного газа, обеспечиваемой кирпичной футеровкой. Данная облицовка может состоять из нескольких слоев различных материалов в зависимости от режима работы.

Поглотительный скруббер

Поглотительный скрубберТакие газообразные загрязняющие вещества, как HCl, HF и SO2, удаляются абсорбентами, например, с помощью раствора каустической соды (NaOH), известняка (CaCO3) и извести (Ca(OH)2). Скрубберы с каустической содой Когда в качестве абсорбента используется раствор каустической соды, лучшим выбором является вышеупомянутый центробежный скруббер или насадочный башенный скруббер, поскольку отсутствует опасность отложений, как в случае соединений твердого кальция. Тем не менее, каустическая сода должна использоваться только для низких нагрузок неочищенного газа при небольших или средних объемах газа, поскольку она примерно в 10 раз дороже, чем, например, известняк. Оболочка насадочного башенного скруббера изготавливается из армированного стекловолокном пластика с внутренней футеровкой из ПВХ или химическим барьером. Очистка газа происходит при его прохождении через одну или две ступени насадок. SO2 вступает в реакцию с каустической содой, в результате которой образуется сульфат натрия. Эффективность поглощения зависит от интенсивности контакта газа со скрубберной жидкостью, что обеспечивается структурированными или сложенными полипропиленовыми насадками. Известняковые скрубберы Для очистки больших объемов газа с высокой степенью загрязнения известняковые скрубберы оказались лучшим решением. Данный тип скруббера представляет собой башню с распылительным орошением без внутренних элементов, работающую в противотоке. Концентрация загрязняющих веществ в газе, подлежащего очистке, определяет количество уровней форсунок, размещаемых в скруббере. Известняковый скруббер производит гипс, который можно реализовывать без каких-либо дополнительных затрат промышленным предприятиям в качестве наполнителя, шлама с 50 - 60% сухого вещества или обезвоженного шлама с остаточной влажностью прибл. 10%. Абсорбционная технология все чаще применяется на цементных заводах, где сырьевая мука используется в качестве абсорбента. В настоящее время даже небольшие объемы отходящих газов с высокими концентрациями SO2, например, на металлургических комбинатах, очищаются в известняковых скрубберах, если на выходе нет сернокислотной установки. Известняковые скрубберы могут изготавливаться из нержавеющей стали, армированного стекловолокном пластика или углеродистой стали с резиновой футеровкой или специальным покрытием.

Скрубберы Вентури

Скрубберы с дополнительным преимуществомСкрубберы Вентури главным образом используются для охлаждения, насыщения и предварительной очистки газов, например, для последующей очистки в осадителях мокрого типа. Скрубберную жидкость вводят через центральную форсунку или в больших скрубберах через несколько форсунок во входном конусе перед соплом Вентури. Скруббер может быть установлен вертикально, наклонно или горизонтально. Для охлаждения, кондиционирования газа и предварительного удаления пыли скруббер работает с перепадом давления всего в несколько мбар. Небольшой перепад давления достигается приблизительным приведением скорости впрыскиваемой скрубберной жидкости в соответствие со скоростью газа в сопле Вентури. При замедлении в диффузоре относительно более высокая масса скрубберной жидкости приводит к дальнейшему повышению давления газа. В зависимости от объема впрыскиваемой жидкости, больший объем энергии может быть передан газу, при этом не только не происходит спад давления в скруббере, но давление газа даже повышается. И наоборот, когда данный тип скруббера работает с большим перепадом давления, смесь газа и пыли входит в зону очистки с более высокой скоростью, чем скрубберная жидкость. Таким образом, капли жидкости ускоряются за счет газового потока, что приводит к перепаду давления. По мере возрастания скорости в скруббере одновременно возникает нарастающая турбулентность; это приводит к интенсивному перемешиванию капель скрубберной жидкости и необработанного газа, что является обязательным условием для высокой эффективности сбора. Поэтому, чем выше скорость газа в сопле Вентури, тем больше спад давления.