Что такое скруббер? Значение и общая характеристика

Скрубберы - неотъемлемая часть современных производственных процессов. Эти устройства помогают решить проблему загрязнения окружающей среды вредными выбросами. В данной статье мы разберемся, что представляют собой скрубберы, каковы их типы и области применения.

1. Что такое скруббер

Скруббер (от англ. scrubber - "скрести", "чистить") - устройство, используемое для очистки газовых или воздушных потоков от взвешенных частиц и вредных примесей.

Основное назначение скруббера - улавливание и сбор пыли, дыма, тумана, газообразных вредных веществ. Это достигается пропусканием загрязненного воздуха или газа через жидкость (воду или специальные химические растворы), которая связывает и удаляет нежелательные компоненты.

Скрубберы широко применяются:

• В промышленности - для очистки выбросов от пыли, дыма, химических соединений.
• На транспорте - для очистки выхлопных газов.
• В энергетике - для очистки дымовых газов от сажи и вредных оксидов.
• В коммунальном хозяйстве - для очистки газов мусоросжигательных заводов.

Преимущества скрубберов:

• Высокая степень очистки - до 99%.
• Широкий спектр улавливаемых частиц по размерам.
• Простота и надежность конструкции.

Недостатки:

• Образование жидких отходов, требующих утилизации.
• Высокие затраты на эксплуатацию.
• Необходимость подачи очищающей жидкости.

2. История возникновения скрубберов

Первые упоминания об использовании мокрой очистки газов относятся к 19 веку. Тогда стали применяться простейшие орошаемые камеры и циклоны, получившие название "скрубберы".

В 1830-1850 годах появились насадочные скрубберы, использовавшие различные насадки для увеличения поверхности контакта газа с жидкостью. Это повысило эффективность очистки.

Наибольшее развитие технология скрубберов получила в 20 веке в связи с развитием промышленности и ужесточением требований к охране окружающей среды. Были разработаны высокоэффективные конструкции, такие как скруббер Вентури, циклонные скрубберы, пенные абсорберы.

Современные скрубберы представляют собой высокотехнологичные агрегаты, позволяющие очищать большие объемы газов и достигать степени очистки до 99%. Автоматизация процессов позволяет снизить затраты на обслуживание и повысить надежность работы.

3. Классификация скрубберов

Существует несколько способов классификации скрубберов:

По назначению

• Газоочистные - для удаления вредных газообразных примесей.
• Пылеулавливающие - для улавливания твердых частиц.

По принципу работы

• Мокрые - используют жидкость для очистки.
• Сухие - используют только механическую фильтрацию.

По конструкции

• Барабанные.
• Трубчатые.
• Пенные.
• Циклонные.

По степени очистки

• Грубой очистки - степень очистки 60-70%.
• Тонкой очистки - степень очистки свыше 95%.

Такая классификация позволяет подобрать скруббер под конкретные задачи очистки на производстве.

4. Основные типы скрубберов

Скруббер Вентури

Принцип действия основан на эффекте Вентури - увеличении скорости потока газа при прохождении через сужающееся сечение трубы. Высокоскоростной поток интенсивно соударяется с распыленной жидкостью, осаждая частицы загрязнений.

Барботажный скруббер

Загрязненный газ пропускается через слой жидкости, при этом образуется пена, увеличивающая поверхность контакта фаз. Эффективно улавливает химически активные соединения.

Циклонный скруббер

Газ закручивается по спирали внутри цилиндра, частицы осаждаются на стенки под действием центробежной силы. Прост и надежен, но имеет невысокую степень очистки.

Насадочный скруббер

Содержит насадку из керамических или металлических элементов. Увеличивает поверхность контакта газ - жидкость. Обеспечивает глубокую очистку от любых примесей.

Подбор типа скруббера осуществляется исходя из требований технологического процесса и характеристик очищаемых выбросов.

5. Применение скрубберов в промышленности

Скрубберы широко используются в различных отраслях промышленности для очистки воздуха и газов от вредных примесей.

Металлургия

В металлургии скрубберы применяются для очистки коксового и доменного газа от смол, нафталина, аммиака, сероводорода. Также они используются в агломерационном производстве для улавливания пыли.

Химическая промышленность

В химической промышленности скрубберы необходимы для очистки газов от химически активных и токсичных веществ. Например, для удаления хлора, аммиака, сернистого газа.

Нефтегазовая отрасль

На нефтеперерабатывающих и газовых заводах скрубберы применяют для очистки попутного нефтяного газа от сероводорода, меркаптанов и других примесей перед подачей газа в магистральный газопровод.

Энергетика

В энергетике скрубберы используются для очистки дымовых газов котельных и ТЭЦ от золы, оксидов серы и азота. Это позволяет снизить вредное воздействие на окружающую среду.

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности применяются скрубберы для очистки воздуха от мучной пыли, жиров, запахов. Это обеспечивает чистоту производственных помещений.

6. Применение скрубберов на транспорте

Скрубберы также нашли широкое применение на различных видах транспорта.

Судоходство

На морских судах используются скрубберы для очистки выхлопных газов дизельных двигателей от оксидов серы. Это позволяет соблюдать нормы Международной морской организации по содержанию серы в отработанных газах.

Автомобильный транспорт

В выхлопных системах автомобилей применяются небольшие каталитические нейтрализаторы для удаления оксидов азота, углеводородов, оксида углерода.

Железнодорожный транспорт

На тепловозах используются скрубберы для очистки выхлопных газов дизельных двигателей от сажи и продуктов неполного сгорания топлива.

Авиация

В авиации на земле применяются скрубберы для очистки воздуха, подаваемого в кабину самолета при работе вспомогательной силовой установки. Это позволяет обеспечить чистоту воздуха для экипажа и пассажиров.

7. Применение скрубберов в коммунальном хозяйстве

Скрубберы также широко используются в системах коммунального хозяйства.

Очистка стоков

На очистных сооружениях скрубберы применяются для удаления неприятных запахов из газов, выделяющихся в процессе биологической очистки сточных вод.

Мусоросжигательные заводы

На мусоросжигательных заводах используются мощные скрубберные установки для очистки дымовых газов от вредных веществ, образующихся при сжигании отходов.

Котельные

В котельных скрубберы служат для удаления оксидов серы и азота, сажи из отходящих газов, образующихся при сжигании угля, мазута, газа.

8. Техническое обслуживание скрубберов

Для обеспечения эффективной работы скрубберов необходимо регулярное техническое обслуживание.

Основные мероприятия:

• Проверка и замена форсунок.
• Очистка и промывка оросительных трубопроводов.
• Удаление отложений с внутренних поверхностей.
• Проверка работы насосов и механизмов.
• Контроль уровня и пополнение промывочной жидкости.
• Очистка емкостей-отстойников.

Периодичность обслуживания зависит от интенсивности и условий работы, но как правило составляет 1-2 раза в месяц.

Своевременное техобслуживание обеспечивает надежную работу скрубберов на протяжении всего срока эксплуатации.

9. Проектирование и изготовление скрубберов

Проектирование и изготовление скрубберов осуществляется с учетом требований конкретного производства.

Выбор типа скруббера

Первым этапом является выбор типа скруббера исходя из характеристик очищаемых газов и требуемой степени очистки. Учитываются такие параметры, как температура, давление, влажность газа, дисперсность частиц.

Расчет параметров

На основе исходных данных инженеры производят необходимые расчеты: определяют объемы, скорости потоков, выбирают материалы для фильтрующих элементов, рассчитывают производительность насосов и вентиляторов.

Подбор материалов

Для изготовления скруббера подбираются оптимальные материалы с учетом химического состава очищаемой среды. Чаще всего используется нержавеющая сталь, также применяются различные полимеры и композиты.

Сборка и испытания

После изготовления отдельных узлов производится сборка скруббера. Затем проводятся испытания и отладка оборудования. При необходимости вносятся корректировки в конструкцию.

Такой подход позволяет создавать надежные скрубберы, оптимально соответствующие задачам очистки газов.

10. Эксплуатация скрубберных установок

Эксплуатация скрубберов включает следующие этапы:

Монтаж и наладка

Скруббер устанавливают в технологическую линию, выполняют необходимые коммуникации. Проводят наладку и тестовый запуск.

Текущее обслуживание

В процессе работы необходим контроль параметров, долив жидкостей, очистка фильтров, проверка состояния узлов.

Техническое обслуживание

Периодически проводится комплекс работ по обслуживанию скруббера: замена форсунок, клапанов, очистка емкостей, ревизия насосов.

Модернизация

При необходимости выполняется модернизация скруббера: замена узлов на более производительные, установка дополнительных ступеней очистки.

Правильная эксплуатация обеспечивает надежную работу скруббера и высокую эффективность очистки газов.

11. Безопасная эксплуатация скрубберов

При эксплуатации скрубберов необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

• Использовать рекомендованные производителем расходные материалы.
• Соблюдать правила при работе с химическими реагентами.
• Использовать СИЗ при обслуживании оборудования.
• Следить за герметичностью коммуникаций.
• Соблюдать периодичность техобслуживания.
• Контролировать концентрацию вредных веществ.

Грамотная эксплуатация скрубберных установок позволяет обеспечить не только высокую эффективность очистки газов, но и безопасные условия труда персонала.