Всё о Скруббере Вентури

Скруббер Вентури — это установка мокрой газоочистки, которая используется для удаления загрязнений из газовоздушных потоков, образующихся в ходе различных производственных процессов. Такое оборудование широко применяются в металлургии, химической и энергетической отраслях, а также на предприятиях по выпуску сыпучих строительных материалов и минеральных удобрений.

Благодаря высокой степени эффективности скрубберы Вентури позволяют существенно уменьшить объёмы вредных выбросов в атмосферу и привести показатели предельно допустимой концентрации (ПДК) и предельно допустимых выбросов (ПДВ) к нормативным значениям. В процессе работы оборудование удаляет из загрязнённого воздуха твёрдые частицы, снижает температуру и повышает влажность отходящих газов. При использовании специальных растворов в качестве орошающей жидкости оно дополнительно обеспечивает нейтрализацию опасных химических соединений.

Особенности конструкции

Конструкция скруббера Вентури включает в себя несколько основных узлов:

• конфузор — конический патрубок, обеспечивающий сужение потока от широкой части к узкой;
• диффузор — конический элемент с расширением канала от узкой зоны к широкой;
• соединительный патрубок;
• систему форсунок для подачи орошающей жидкости;
• выходной патрубок;
• шиберный (шлюзовой) затвор, предназначенный для удаления образующегося шлама;
• каплеуловитель.

Подобная конструктивная схема формирует различные скорости движения запылённого газового потока в отдельных зонах установки. Это в соответствии с технологией очистки позволяет создавать условия для интенсивной турбулентности и эффективного смачивания частиц загрязнений, что способствует их укрупнению, последующему осаждению и отводу в дренажную систему.

В зависимости от режима работы и особенностей технологического процесса конструкция скруббера Вентури может включать разное количество камер, отличающихся своими габаритами. Для повышения производительности и уменьшения занимаемой площади оборудование, как правило, размещают в вертикальном положении.

Принцип действия

Работа скруббера Вентури основана на законе Бернулли, который определяет зависимость скорости движения газового потока от площади поперечного сечения трубы, а также на процессе коагуляции твёрдых частиц при их взаимодействии с каплями жидкости.

Загрязнённый газ поступает внутрь корпуса через входной патрубок, к которому подсоединяются воздуховоды. Далее он направляется в первую камеру — конфузор. По мере продвижения газовоздушного потока проходное сечение патрубка уменьшается, после чего газ переходит в следующую зону — диффузор. Сужение канала вызывает увеличение скорости движения газа и формирование интенсивной турбулентности в области подачи орошающей жидкости.

Значительная кинетическая энергия газового потока препятствует налипанию цементирующих, смолистых и масляных загрязнений на внутренние поверхности корпуса. Это позволяет применять оборудование для очистки сред, содержащих склонные к слипанию и цементации включения.

Турбулентное движение и высокая скорость газа обеспечивают дробление капель влаги на мельчайшие фракции, благодаря чему возрастает площадь их контакта с твёрдыми частицами и увеличивается эффективность взаимодействия за короткий промежуток времени.

Преодолев узкое сечение трубы Вентури, очищаемый поток попадает в расширенную часть скруббера. При увеличении площади проходного канала скорость газа снижается, большое количество микрокапель жидкости осаждается на твёрдых загрязнениях, увеличивая их массу и размеры. В результате процесса коагуляции частицы отделяются в инерционном уловителе, после чего осадок поступает в систему накопления и транспортировки шлама, а очищенный воздух выводится в атмосферу. Особенность принципа работы скруббера Вентури заключается в двойном эффекте максимальной очистки: сначала за счёт роста скорости и турбулентности потока, затем — при его замедлении и обеспечении наибольшей площади контакта загрязнений с жидкостью.

Технические характеристики

Параметры скруббера Вентури для очистки промышленных газов определяются на стадии проектирования всего производственного объекта. Эффективность работы оборудования напрямую зависит от точного учёта условий эксплуатации, концентрации загрязняющих веществ, их химических и физических свойств, скорости, температуры и влажности отходящих газов, а также от общего объёма очищаемого потока.

Разработку газоочистных систем могут выполнять исключительно специализированные организации, обладающие соответствующим опытом и лицензией на проведение подобных работ.

Широкое распространение скрубберов Вентури в промышленности объясняется их высокими эксплуатационными показателями:

• степень очистки — до 99 %;
• предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ — до 100 мг/м³;
• размеры улавливаемых частиц — до 1 мкм;
• скорость движения газа в переходной зоне — до 200 м/с;
• расход жидкости — от 0,5 до 1,5 л/м³.

Для каждого конкретного промышленного предприятия оборудование подбирается в индивидуальном порядке с учётом всех технологических требований.

Преимущества и недостатки

Скруббер Вентури обладает рядом существенных преимуществ, обеспечивших его широкое использование в различных отраслях промышленности и производства:

• возможность нейтрализации вредных веществ и газов с применением химических растворов, используемых в качестве орошающей жидкости;
• отсутствие подвижных механизмов и узлов;
• способность очищать газы с высокой температурой и значительной концентрацией загрязняющих веществ;
• длительный эксплуатационный ресурс;
• сравнительно небольшое гидравлическое сопротивление (около 3000 Па);
• возможность изготовления установки компактных размеров;
• высокий уровень надёжности.

Основные недостатки оборудования обусловлены самой технологией работы скруббера Вентури:

• интенсивный износ внутренних поверхностей вследствие высокой скорости газового потока и присутствия в нём абразивных частиц;
• необходимость наличия приёмных ёмкостей и системы транспортировки шлама;
• наличие водной составляющей в образующемся шламе ограничивает эксплуатацию оборудования на открытых площадках в зимний период.

Для уменьшения износа материала труб внутренние поверхности камер скруббера Вентури подвергают футеровке, изготовленной из карбида кремния или других износостойких материалов. При этом защитные элементы изготавливают съёмными для удобства замены и обслуживания.