Скрубберами называют тип аппаратов для очистки газовоздушной среды от взвешенных загрязняющих веществ, таких как пыль, сажа или аэрозоли. Их применяются в составе промышленных систем аспирации для сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу.
В переводе с английского это слово может означать – газопромыватель. И в действительности скрубберные установки часто выполняют в виде газопромывных колонн. В них загрязненный поток очищается за счет взаимодействия с химическими реагентами.
Принцип действия
Принцип действия скрубберных установок основан на контакте газа с жидкостью или химическими реагентами (обычно с водой или специальными растворами). В результате чего загрязняющие вещества вымываются из газового потока и удаляются вместе с отработанной жидкостью.
Скрубберы имеют достаточно сложную конструкцию, включают несколько разновидностей. Они подразделяются на вертикальные и горизонтальные, на орошаемые, пенные, форсуночные, установки с трубой Вентури. Есть полые, насадочные и центробежные конструкции с использованием этой технологии.
Как правило, загрязненный газовоздушный поток поступает под давлением в нижнюю часть колонны. Перемещаясь вверх к вытяжному патрубку, он подвергается орошению жидкой средой, которая подается через специальные форсунки. В барботажных аппаратах загрязненный воздух проходит вверх через слой жидкости. В других конструкциях он пропускается через смачиваемые жидкостью насадки.
В мокрых скрубберах частицы пыли, загрязнений, капли аэрозолей растворяются в жидкости или удерживаются на поверхности капель.
Очищенный газовоздушный поток вытягивается вентилятором во внешнюю среду, подается в технологическую установку или на следующую ступень повышенной очистки. Загрязненный поток сливается на дно камеры и удаляется оттуда через специальный вентиль или клапан в систему очистки или утилизации в случае наличия вредных отходов производства.
Типы и разновидности скрубберов
Два типа очистки (мокрая и сухая) и множество разновидностей конструкции упрощают подбор скруббера, как газоочистной установки для любого технологического процесса.
В форсуночных скрубберах используют впрыск разделяющейся на мелкие капли жидкости, которая орошает нагнетаемую из нижней части камеры загрязненную газовую среду. После этого увлажненный поток проходит через решетки каплеотбойника. Задержанные капли жидкости с частицами загрязнений стекают в нижнюю часть камеры, а очищенный воздух выводится наружу.
Форсуночный принцип очистки применяется в наиболее простых полых и насадочных конструкциях. Насадки, размещаемые в верхней части колонны, поверх форсунок, изготавливают из разных материалов, разной конструкции, чтобы оптимизировать процесс отмывания и поглощения различных загрязнений.
Центробежные скрубберы используют завихряемый по принципу циклона поток загрязненного воздуха. Навстречу ему по стенкам камеры подается жидкость, которая вымывает загрязнения, стекая вниз.
Скрубберы Вентури включают две усеченные конусообразные секции, соединенные узкой горловиной. Подаваемый под давлением загрязненный поток смешивается с жидкостью, которая ускоряется и распыляется на мелкие частицы в горловине трубы Вентури. Далее капли воды стекают в нижний бункер для утилизации, а чистый воздух поднимается вверх через сепаратор и выходную горловину.
Тарельчатые скрубберы делятся на пенные и барботажные. Внутри корпуса размещаются на нескольких уровнях тарельчатые диски с отверстиями для воздуха. На них поступает очищающая жидкость. Подаваемый снизу воздушный поток проходит через слои жидкости, которая «вымывает» загрязнения.
При небольшом давлении поток воздуха проходит в виде пузырьков. Такие скрубберы называют барботажными. При повышенном давлении на поверхности образуется пена. Скрубберы называют пенными. Они более эффективны, в сравнении с барботажными.
Преимущества и недостатки
Обеспечивая эффективное удаление загрязняющих веществ из газовоздушной среды, скрубберы имеют ряд преимуществ и недостатков. Это необходимо учитывать при выборе в сравнении с другими системами аспирации.
Преимущества
- Высокая эффективность очистки от широкого спектра взвешенных, аэрозольных и газообразных загрязняющих веществ.
- Компактная и надежная конструкция.
- Наличие разнообразных вариантов технологии очистки позволяет подобрать наиболее оптимальную систему очистки.
- При очистке горячих газов, мокрые скрубберы могут использоваться для рекуперации (повторного использования тепла).
- Гибкая настройка для различных типов загрязнений.
Недостатки
- Образование требующих утилизации жидких отходов.
- Повышенные эксплуатационные затраты (особенно для мокрых установок).
- Сложная конструкция требует регулярного обслуживания.
Альтернативные технологии – рукавные фильтры и картриджи
Во многих случаях, с учетом исходных задач по очистке воздушной среды, скрубберы могут быть заменены системами аспирации на базе рукавных фильтров или картриджей. Которые обеспечивают сравнимую степень очистки для пылевых фракций. Но при этом они имеют намного более простую и дешевую конструкцию, не требующую особых затрат процедуры очистки и замены фильтров. При этом отпадает необходимость в удалении жидких отходов.
Возможности рукавных фильтров:
- Высокая фильтрующая способность позволяет задерживать частицы размером от 0,1 микрометра.
- Длительный срок эксплуатации обеспечивают прочные материалы.
- Экономичность в процессе эксплуатации благодаря минимальным требованиям по обслуживанию.
- Универсальное назначение. Фильтры подходят для различных отраслей, включая металлургию, цементную и химическую промышленность.
- Применимость в разных условиях. Одинаково эффективная фильтрация как при предельно низкой температуре воздуха, так и в условиях отапливаемого помещения.
Заключение
Различные варианты скрубберов широко применяются в системах промышленной аспирации. Они обеспечивают эффективную очистку газовоздушной среды от расширенного спектра пылевых и других взвешенных частиц, от аэрозольных капель, а также позволяют нейтрализовать вредные испарения и газы в воздушной среде предприятий.
Более эффективной альтернативой скрубберам во многих случаях являются картриджные и рукавные фильтры. Они обеспечивают аналогичные практические результаты по очистке, выгоднее экономически и более удобны в эксплуатации.
