Technologia kontroli emisji firmy GEA GEA Scrubber for Exhaust Cleaning

Odkryj świat płuczek do oczyszczania spalin w przemyśle firmy GEA.

Płuczki stosuje się do usuwania pyłu w gazach odlotowych nasyconych. GEA zaprojektowała specjalne płuczki przystosowane do różnych zastosowań: Płuczki promieniowe to wysoko-wydajne płuczki z możliwością dostosowania, które zostały opracowane przez GEA specjalnie z myślą o przemyśle nieżelaznym. Sprzęt ten pozwala utrzymać niezbędny spadek ciśnienia i w konsekwencji stałą wydajność płukania nawet w przypadku zmiennej ilości gazu. W przemyśle stalowym tę samą funkcję pełni płuczka otworu pierścieniowego.

Zasada zbierania

Przyspieszanie i spowalnianie strumienia gazu i rozpylonego płynu płuczącego tworzy duże turbulencje między gazem, pyłem i kroplami płynu. Cząstki pyłu bardzo szybko zostają zwilżone, a reakcje chemiczne zachodzą szybciej. Umieszczony dalej zbieracz ekstrahuje krople cieczy i zwilżony pył ze strumienia gazu.

Zbieracze to zwykle wirówki odśrodkowe lub elektrofiltry mokre. Skuteczność zbierania i zużycie energii zależą od spadku ciśnienia wewnątrz płuczki, które może wahać się od 2 mbar do 200 mbar lub więcej. To jest z kolei związane z szybkościami osiąganymi w strefie płukania, które wynoszą od 20 do znacznie ponad 100 m na sekundę.

Płuczki z małym spadkiem ciśnienia używane są do chłodzenia gazów, wstępnego odpylania i absorpcji zanieczyszczeń gazowych.

 

Kontakt

Jak możemy pomóc?

Przegląd

Dzięki staraniom, aby dostarczyć elastyczne urządzenie, zdolne do rozwiązywania licznych problemów z gazami odlotowymi w przemyśle, w 1950 roku zaprojektowano 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.

Regulacja płuczki otworu pierścieniowego

Modyfikacja szczeliny pierścieniowej poprzez przesuwanie osiowe stożka zapewnia dokładne dostosowanie płuczki do różnych warunków operacyjnych występujących w procesach przemysłowych.

Różnica ciśnień statycznych na górze i na dole płuczki otworu pierścieniowego stanowi dokładne, powtarzalne i bezpieczne kryterium skuteczności oddzielania.

W przypadku procesów, w których występują stałe przepływy gazów, które jednak mogą wahać się okresowo, płuczki otworu pierścieniowego wyposażone są w regulowane elektryczno-mechaniczne siłowniki.

W przypadku instalacji oczyszczających gazy o zmiennych przepływach ciśnienie różnicowe wymagane do osiągnięcia pożądanego stopnia oddzielenia dostarczane jest do pętli sterowania płuczki otworu pierścieniowego w celu zapewniania wcześniej określonej wartości punktu kontrolnego. Wysokie wymogi dokładności i natychmiastowej kontroli doskonale spełniają automatyczne elektro-hydrauliczne siłowniki.

W przypadku większości zastosowań płuczka otworu pierścieniowego wykorzystywana jest jako urządzenie do oczyszczania gazu a jednocześnie jako urządzenie sterujące dla zapewnienia kompletnego procesu. Jako przykład można podać piece koksownicze, konwertery tlenowe (BOF) i spalarnie odpadów.

 

 

Kontakt

Jak możemy pomóc?

Przegląd

Płuczki 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 płuczka 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.

Funkcje płuczki promieniowej

płuczka-głowica Venturiego

Wersja z głowicą Venturiego (Quench):

  • Specjalne obmurowanie na styku strefy mokrej i suchej
  • System wodny na wypadek awarii

Ogólne:

  • Automatyczna kontrola spadku ciśnienia gazu
  • Stały poziom skuteczności płukania przy zmiennych szybkościach przepływu (np. konwertery Copper)
  • Oszczędzanie energii poprzez wybór spadku ciśnienia zgodnie z warunkami procesu
  • System wodny na wypadek awarii
  • Niewielkie przenoszenie kropli
 

Kontakt

Jak możemy pomóc?

Płuczka z kolumną bez wypełnienia

Płuczki 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.

 

Kontakt

Jak możemy pomóc?

Płuczka absorpcyjna

Zanieczyszczenia 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 dużą 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 wykładziną gumową.

 

Kontakt

Jak możemy pomóc?

Płuczki z dodatkowymi korzyściami

Płuczki 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.

 

Kontakt

Jak możemy pomóc?

Płuczka cyklonowa

Płuczka cyklonowa składa się ze strefy wstępnego mycia o kwadratowym lub okrągłym przekroju, za którą umieszczona jest strefa przyspieszenia oraz cyklon gazu położony niżej. Ta konstrukcja została opracowana przez Norddeutsche Affinierie i ma wiele zastosowań. W 1997 roku firma Lurgi nabyła licencję na płuczkę i wszystkie związane z nią patenty. Płuczki cyklonowe zaprojektowane są do pracy z gazami o objętości około 5000 m3/godz. W przypadku większych objętości gazów kilka płuczek ustawia się równolegle. Zalety  Zbieranie pyłu i chłodzenie gazów w jednym zbiorniku. Dłuższy czas przebywania płynu płuczącego w gazie (przez kilka etapów płukania) zapewnia intensywne chłodzenie gazów i dobry transfer masy i ciepła.  Biorąc pod uwagę dużą skuteczność zbierania, szczególnie arsenu i rtęci, możliwe jest w określonych warunkach zrezygnowanie z pierwszego etapu filtrowania na mokro. Cały zbiornik wykonany jest z polipropylenu. Jest to materiał antykorozyjny, który hamuje przywieranie nawet lepkich pyłów.

 

Kontakt

Jak możemy pomóc?