для «мокрой» очистки уходящих газов промышленных предприятий от пыли и вредных газов.
Основные области применения ЦБА:
· абсорбционная очистка вентиляционных выбросов от вредных газов (SO2, CO2, NO2, HCl, H2S и др.);
· технологические процессы взаимодействия газа и жидкости;
· мокрое улавливание тонкодисперсного аэрозоля и пыли;
· охлаждение (нагрев), увлажнение (осушка) газа жидкостью.
От аппаратов аналогичного назначения (скруббер Вентури, пенные, барботажные аппараты) ЦБА отличаются более высокой эффективностью, меньшими габаритами, а также устойчивой работой при изменении расходов жидкости и газа. Силы, удерживающие жидкость в барботажном слое ЦБА, на порядок выше гравитационных. По скорости газа он превосходит обычные насадочные аппараты в 10 раз, а по поверхности контакта – в 100 раз. Габариты и металлоемкость ЦБА в сотни раз меньше, чем в насадочных аппаратах при сохранении заданной эффективности очистки.
Конструкция аппарата:
На рис. 1 показана принципиальная схема установки, а на рис. 2 - разрез ценробежно-барботажного аппарата. Вентиляционные газы поступают в барботажный аппарат 1 за счет давления, создаваемого вентилятором 2, очищаются и выбрасываются в вентсистему или атмосферу. Загрязненная жидкость через патрубок сливается в бак 4, отстаивается, проходя через объемы создаваемые перегородками и и насосом 3 снова подаются в аппарат 1.
Рисунок 1
Рисунок 2
Аппарат работает следующим образом. Загрязненный воздух через патрубок 5, раствор жидкости через патрубок 6 натекают на диск 7, равномерно растекаются по нему к тангенциальным щелям 8, равномерно расположенным по боковой поверхности завихрителя, поступают во внутреннее кольцо слоя 9 и начинают вращаться.
Под действием центробежных сил жидкость прижимается к боковой поверхности и начинает вращаться вместе с газом, двигаясь от периферии к центральному отверстию 10 по спиральной траектории.
Так как газ движется значительно быстрее жидкости, последняя дробится на очень мелкие пузырьки, размеры которых обратно пропорциональны центробежным ускорениям с развитой поверхности контакта газа с жидкостью, в которой протекает химическая реакция нейтрализации и физическая абсорбция пыли на поверхности раздела газ-жидкость силами поверхностного натяжения.
Для увеличения времени пребывания газа в слое, может быть установлена вторая ступень, которая работает аналогично первой, увеличивая время контакта газа с раствором, а значит, увеличивая эффективность очистки газа от вредных примесей. Затем газожидкостная смесь натекает на конус 12, подкручивается в щелях 13 и по касательной траектории натекает на стенку корпуса 14, при этом жидкость стекает по стенке вниз в поддон 15 и далее в бак для отстоя, а очищенный воздух через патрубок 16 вентилятором 2 выбрасывается в атмосферу.
Работа установки:
Газы отсасываются вентилятором и подаются в ЦБА, сюда же насосом подается жидкость. Для увеличения времени пребывания газа в барботажном слое, можно последовательно поставить несколько барботажных ступеней (завихрителей), которые работают аналогично первой.
После выхода их барботажных ступеней газожидкостная смесь поступает на отсекатель, где жидкость отбрасывается центробежными силами в кольцевой объем и, через патрубок, стекает обратно в бак. Таким образом жидкость рециркулирует по замкнутому кругу, а очищенный газ выбрасывается в атмосферу или снова возвращается в помещение.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Таблица 1
Производительность по газу
м3/час
100 - 100 000
Расход циркулируемой жидкости
м3/час
0,05 - 500
Гидравлическое сопротивление 1 ступени
кПа
1,5
Удельная поверхность контакта
м2/ м3
3000 – 6000
Эффективность очистки
%
99 – 99,9
Типоразмерный ряд двухступенчатых аппаратов:
Таблица 2
Типоразмер
Расход газа, м3
Диаметр аппарата, мм
Высота аппарата, мм
Диаметр входа, мм
Вес, кг
ЦБА-0,5Т-2
ЦБА-1Т-2
ЦБА-2Т-2
ЦБА-3Т-2
ЦБА-4Т-2
ЦБА-5Т-2
ЦБА-6Т-2
ЦБА-7Т-2
ЦБА-8Т-2
ЦБА-9Т-2
ЦБА-10Т-2
ЦБА-12,5Т-2
ЦБА-15Т-2
ЦБА-17,5Т-2
ЦБА-20Т-2
ЦБА-22,5Т-2
ЦБА-25Т-2
ЦБА-27,5Т-2
ЦБА-30Т-2
ЦБА-35Т-2
ЦБА-40Т-2
ЦБА-45Т-2
ЦБА-50Т-2
ЦБА-55Т-2
ЭФФЕКТИВНОСТЬ УЛАВЛИВАНИЯ ПЫЛИ В «МОКРЫХ» АППАРАТАХ:
1 - ЦБА
2 - Скруббер Вентури
ДАННЫЕ О ВНЕДРЕННЫХ ЦБУ:
Таблица 3
Год
Место
Кол-во, шт.
Расход газа, т.м3/ч
Диаметр, м
Высота, м
Процесс
Эффективность, (%)
1991 г.
ПО «Органика», г. Новокузнецк
5,0
0,6
1,5
Изопроп. спирт
80-85
1991 г.
ПО «Оргсинтез», г. Новомосковск
0,6
1,7
Аммиак
99,9
1991 г.
Аффинажный завод, г. Екатеринбург
0,3
1,4
HCl
99,9
1991 г.
З-д Цветных Металлов, г. Новосибирск
0,6
1,7
HCl
99,9
1,2
2,5
NOx
90-92
1991 г.
ПО «ОКСИД», г. Новосибирск
0,6
1,8
HCl
99,8
1993 г.
З-д «Атолл», г. Новосибирск
0,8
2,0
NOx
1994 г.
З-д Цветных Металлов, г. Екатеринбург
0,8
2,0
NOx
1994 г.
ПО «Каустик», г. Стерлитамак
0,8
3,5
Получение HCl
90-95
1995-1996 гг.
ЗСМК г. Новокузнецк
0,2
0,15
0,35
Аммиак
99,9
2,5
0,5
1,8
пыль
5,0
0,6
1,5
25,0
1,2
2,2
1997 г.
ЗАО «Редмет», г. Новосибирск
0,5
1,7
HCl
99,5
2000 г.
ООО «Акор», г. Новосибирск
0,8
1,6
Охлаждение воздуха
-
0,6
1,5
Конденсация отработ. пара
-
2000 г.
Типография «ВОЯЖ», г. Новосибирск
0,5
0,35
0,6
Дымовые газы
2000 г.
Аффинажный завод, г. Новосибирск
0,5
1,5
HCl
2001 г.
ЗАО «ЭЛ-КО», г. Новосибирск
0,6
0,4
1,1
Дымовые газы
2001 г.
З-д «Атолл», г. Новосибирск
0,7
1,8
Охлаждение воздуха
-
2002 г.
ООО НПО «Вторметаллы», г. Новосибирск
0,5
1,5
Пыль
99,5
2003 г.
ОАО «Аурат», г. Москва
0,6
1,5
Азотная кислота
0,7
1,8
2003г.
«Бурят золото», г. Улан-Удэ
0,7
1,8
Циан. Водород
99,9
1,2
2,2
Один из способов применения ЦБА – осушка дымовых газов с целью уменьшения конденсации водяных паров в дымовой трубе. При эксплуатации котельных установок работающих на газе температура уходящих дымовых газов достигает 120-130°С. Такая высокая температура газов объясняется высоким содержанием паров воды. Чем выше содержание паров воды в дымовых газах, тем выше температура конденсации паров воды на стенках каналов, в частности, в дымовой трубе. Конденсация водяных паров на стенках дымовой трубы постепенно ведет к ее разрушению. Если в трубе имеются сквозные отверстия, то на наружной стороне трубы в зимнее время образуются наледи, создавая угрозу нижележащему оборудованию и газоходам. Радикальным средством от конденсации паров является их осушка в ЦБА, через которые пропускают дымовые газы. В аппаратах газы охлаждаются и происходит конденсация паров из дымовых газов в охлаждающую воду. Для газовых котельных влагосодержание дымовых газов равно 150 г/кг. А температура конденсации равна 60°С. После осушки влагосодержание дымовых газов может быть уменьшено до 50 грамм на килограмм дымового газа, а температура конденсации может понизиться до 40°С. Пониженное влагосодержание облегчает эксплуатацию дымовой трубы и увеличивает срок ее службы. Одновременно с осушкой происходит также утилизация тепла дымовых газов.
Существует множество вариантов модернизации разработки под конкретные задачи. Так, одной из разновидностей описанной разработки является модернизированный циклон (МЦК), который очищают воздух от пыли с эффективностью 85-90%, если дисперсный состав пыли не менее 1 микрона и пыль имеет свойство укрупняться под действием электростатических сил. В этих аппаратах формируется вращающееся пылевое кольцо за счет тангенциального (по касательной) ввода воздуха. Двигаясь через это кольцо по спиральной траектории от периферии к центральному выходу, частички пыли слипаются в более крупные конгломераты, которые затем отделяются от воздуха под действием центробежных сил, как в обычных циклонах, но эффективность очистки получается выше за счет укрупнения пылинок и за счет использования повышенных центробежных сил.
