В процессе работы оборудования на ряде промышленных объектов образуется большое количество продуктов горения. Особенно актуальна данная проблема для теплоэлектростанций, которые работают на твердом топливе, мусороперерабатывающих предприятий, металлургических производств и т. д. Природоохранное законодательство и санитарно-эпидемиологические нормативы требуют от владельцев таких промышленных объектов обеспечить дымоочистку. Для этих целей применяются различные фильтры-золоуловители, обзор которых приводится в данной статье.
Чем отличаются пепел, зола, копоть и сажа
Зола и пепел — синонимичные термины. Пепел, или зола, представляет собой остаточные продукты горения твердых веществ, состоящие из полностью окисленных компонентов, которые не могут больше гореть в условиях атмосферы. Фактура мягкая, неабразивная, цвет преимущественно серый.
Копоть и сажа — также синонимичные понятия. Остаточные, частично окислившиеся продукты горения. Имеют абразивную фактуру и глубоко черный цвет. Накапливаются на стенках дымоотводов. Предотвращение накопления и своевременное устранение копоти является важной задачей на предприятиях.
Дым содержит зольные включения во взвешенном состоянии, их называют золой уноса, или летучей золой. Частицы уноса в основном средней и крупной дисперсности. Они устраняются дымоуловителями, особенно эффективно — устройствами мокрого типа. Несколько процентов золы уноса составляют частицы малой дисперсности, которые крайне сложно устранить из выходящего дымового потока. Самые высокодисперсные частицы представляют собой шлак, остающийся в топочном отсеке и не поднимающийся в дымоотвод.
Оборудование для золоулавливания: принципы работы и особенности конструкции
Золоулавливающие устройства делятся на две группы: сухие и мокрые фильтры. На промышленных объектах, работа которых связана с выбросами дыма, обычно применяется несколько типов устройств, образующих единую систему воздухоочистки.
Сухое золоудаление наиболее крупных частиц проводится преимущественно на первой ступени. На второй ступени проводится очистка от мелкодисперсных загрязнений и химически активных включений. Рассмотрим основные типы и виды золоуловителей подробнее.
Сухие золоуловители
Сухие золоуловители механическим способом удерживают частицы пепла и пыли. Их использование более экономично по сравнению с применением устройств мокрого типа очистки, поэтому применение сухих фильтров предпочтительно. Однако такие фильтрующие устройства не могут воздействовать на химический состав газодымовой смеси, не увлажняют и не охлаждают ее, что делаету их применение невозможным или ограниченным при работе со взрывоопасными и пожароопасными составами, высокотемпературным газовоздушным потоком.
Жалюзийные фильтры
Самые простые сухие фильтры, которые удерживают частицы загрязнений по принципу дуршлага, — жалюзийные. Представляют собой створчатые металлические конструкции, которые обычно используют в качестве предварительной ступени в системе дымоочистки. Дефлекторы устройства (ламели) устанавливают под углом 45°к входящему газовоздушному потоку. Они помогают устранить только наиболее крупные частицы золы и пыли.
Циклоны
Циклоны представляют собой инерционные пылеуловители сухого типа. Частицы золы и других механических загрязнений поступают в камеру циклона вместе с газовоздушным потоком. Имея высокую скорость, они с силой сталкиваются друг с другом и стенками циклона вследствие чего падают вниз, а потом попадают в бункер накопитель. Очищенный поток воздуха выдувается из камеры.
Циклоны сухого типа имеют хорошую производительность, экономичны, износоустойчивы и могут применяться для очистки большого объема воздуха от крупнодисперсных и среднедисперсных частиц. Но при всей эффективности таких устройств их применение для устранения продуктов горения ограничено, так как сухие циклоны не могут устранить химически активные загрязнения, токсичные газы и аэрозольные загрязнения. Исходя из этого, циклоны золоуловители часто используют как одну из ступеней системы дымоочистки на производстве.
Электростатические золоуловители
Электрические фильтры высокоэффективны для очистки газовоздушного потока от ультрамалодисперсных примесей, которые не удается устранить с помощью других фильтрующих устройств. Электростатические золоуловители применяют на крупных промышленных объектах с объемами газоочистки свыше ста тысяч кубометров в час. Предварительно важно устранить частицы более высокой дисперсности.
В основе работы фильтра лежит использование свойств электромагнитного поля. Зольный фильтр этого типа работает по следующей схеме:
- в рабочей камере устройства находятся электроды, генерирующие коронный заряд,
- газовоздушный поток поступает в рабочую камеру, где частицы загрязнений приобретают электрический заряд,
- в следующем рабочем отсеке устройства расположены осадительные электроды,
- поток следует в данный рабочий отсек, и частицы загрязнений, несущие электростатический заряд, притягиваются к осадительным пластинам,
- отфильтрованный поток выводится из аппарата, а осадительные электроды по мере необходимости очищаются от загрязнений.
Электрофильтры — технически сложные устройства, которые требуют высокой квалификации от обслуживающего персонала. Для корректной работы электрофильтра критически важно выполнить строгие требования к высоковольтному источнику постоянного тока. Золоуловитель нельзя применять во взрывоопасными и пожароопасными условиях. Минусы: устройство не устраняет токсичные примеси, а КПД электрофильтра значительно снижается с увеличением влажности выбросов.
Следует упомянуть, что в промышленности также применяются мокрые электрофильтры, но они используются не для золоулавливания, а для улавливания микрокапель и туманов серной кислоты.
Мокрые золоуловители: принцип работы и эффективность
Устройства мокрого типа часто применяются как основная (или единственная) ступень очистки газовоздушного потока. Мокрый зольный фильтр очищает воздух от продуктов горения с эффективностью до 99%, может работать с высокотемпературным потоком (до 900 °С). Также такие устройства позволяют нейтрализовать оксид серы и углерода в газовоздушной смеси. Газодымовой поток не только очищается, но также происходит его увлажнение и охлаждение.
Мокрые золоуловители включают следующие группы фильтров:
-
Фильтры Вентури. Аппараты широкого спектра применения, в рабочую камеру которых газодымовой поток подается под высоким давлением и орошается жидкостью. Пыледымовые частицы устраняются с помощью воды, распыленной на микротуман.
-
Скрубберы с кипящим слоем. Устройства насадочного типа, в которых загрязнения адсорбируются кипящим мультифазным слоем жидкости. Используются для улавливания большого количества пыледымовых выбросов в газовой среде.
-
Фильтры прутковые. Скрубберы с дополнительной ступенью очистки — орошаемой водой решеткой, которая удерживает крупнодисперсные частицы пепла. Такие устройства устанавливают на крупных промышленных объектах с большим объемом подлежащих очистке выбросов. Аппараты имеют значительный размер и могут достигать 5 метров в диаметре.
-
Пенные (тарельчатые) абсорберы. Дымовой поток в них пропускается через тарельчатую перфорированную насадку, покрытую постоянно поддерживаемой пеной. Загрязняющие поток включения абсорбируются мокрым слоем метастабильной пены. Фильтры применяются в металлургии, энергетике, на мусоросжигающих заводах, нефтехимических производствах.
Применение аспирационного оборудования «Экофильтр» при улавливании дымовых и твердых зольных выбросов
Компания «Экофильтр» разработала и производит высокоэффективные установки серии СРФ® для очистки газодымовых выбросов от твердых частиц золы. Устройства СРФ® защищены патентом и представляют собой инновационную разработку компании.
Высокий КПД золошлакоудаления обеспечивается очисткой потока в рукавном фильтре. Выходящий поток соответствует действующим в России санитарно-эпидемиологическим и природоохранным стандартам.
Консультации по подбору, проектированию и поставке фильтров различного назначения от ООО «Экофильтр» можно получить в наших офисах:
- Главный офис в Санкт-Петербурге: +7 (812) 363-16-00;
- представительство в Москве: +7 (495) 544-51-40;
- по единому номеру горячей линии: 8 (800) 500-90-40.