Методи очищення стічних вод

Іоніт - це трьохмірна сітка нерозчинного полімеру, яка містить функціональні групи, здатні до електролітичної дисоціації у водних розчинах. Вони утворюють мікроділянки з визначеним зарядом.

Найбільш міцно утримуються в поглинутому стані багатовалентні іони, “спорідненість до іоніту” тим більша, чим вища валентність. З іонів з однаковою валентністю краще адсорбуються ті, які мають більший радіус.

Крім синтетичних іонітів існують й природні: глауконітовий пісок, глини, сульфоване вугілля.

Особливе місце займають електроіонообмінники та редокс-іоніти - полімери, придатні для здійснення не тільки іонообмінних, але й окислювально-відновних процесів, зв'язаних з віддачею або приєднанням електронів.

Іоніти в целюлозно-паперових виробництвах використовуються:

для очищення води, яка використовується на ТЕС та у виробництві;

у технології целюлозно-паперового виробництва;

для регенерації розчинних основ у сульфітцелюлозному виробництві;

у заводських аналітичних лабораторіях;

для очищення стічних вод.

Останнє пов'язане з тим, що у виробництві таких паперів як конденсаторного, кабельного, електроізоляційного, фільтрувального, а також у виробництві високосортної вибіленої целюлози до води висуваються жорсткі вимоги.

Використання іонітів для очищення стічних вод. Можливість та перспективність використання іонообмінного метода для очищення поганопахнучих стічних вод визначається наступними міркуваннями:

вони містять мало завислих та органічних речовин, які б негативно впливали на іонообмінні установки;

не містять значної кількості розчинених електролітів, які б конкурували з сіркувмісними речовинами;

об'єм цих вод незначний.

Для сірководню і деяких інших сполук, що містять сірку, і присутні в поганопахнучих водах, характерні властивості, які визначають можливість використання різних варіантів сорбційного методу знешкодження:

здатність до фізичної адсорбції;

здатність до електролітичної дисоціації (обмежена);

здатність до утворення малорозчинних сполук з катіонами важких металів.

Ці властивості сіркувмісних сполук дозволяють використовувати для їх знешкодження такі варіанти сорбційного методу: активоване вугілля; аніоніти (переважно сильноосновні); електронообмінники та електроіонообмінники з достатньо вираженими окислювальними властивостями; важкорозчинні сульфіди, утворені на поверхні сорбентів.

Очищення від розчинених речовин можна проводити й методом електролізу з використанням іонітових мембран.

Обладнання іонітових установок. Основними апаратами іонітного очищення води є іонітові фільтри. Вони можуть бути напірними (розраховані на подачу і відведення води під тиском і представляють собою сталеві циліндричні резервуари з напівсферичними днищами) і безнапірними (залізобетонні відкриті ємності, їхня конструкція може бути аналогічна конструкції контактних прояснювачів).

Нині все більше використовують іонітові установки безперервної дії.

Для процесу знесолення води катіоніт та аніоніт завантажують в окремі фільтри або в один апарат, який називається фільтром змішаної дії (рис.1.19). Вода в ньому проходить через змішаний шар катіоніту та аніоніту, що дозволяє досягти високого ефекту очищення (відбувається ніби багатоступінчате знесолення). Перемішування аніоніту та катіоніту здійснюється подачею повітря зверху вниз, а розділення завантаження для регенерації - висхідним потоком води. Необхідною умовою для розділення є різна гідравлічна крупність зерен катіоніту і аніоніту та їх сферична форма. Регенерацію завантаження проводять пошарово, при цьому використовується проміжна дренажна система або виносні регенератори.

Рис. 1.19 - Іонітовий фільтр змішаної дії (ФЗД):

а - поздовжній розріз; б - схема фронту; 1 - підведення води, що підлягає очищенню; 2 - підведення розчину лугу; 3 - відведення повітря;

4 - підведення розчину кислоти; 5 - підведення води для розділення іонітів; 6 - дренаж; 7 - підведення повітря; 8 - відведення очищеної води

Мембранні методи

До цих методів очищення природних та стічних вод належать електродіаліз, ультрафільтрація і зворотній осмос. Мембранні методи різні за механізмом відокремлення домішок від води, але мають такі спільні переваги:

як правило, вони не потребують хімічних реагентів, і, отже, немає необхідності у складному реагентному господарстві;

процеси очищення звичайно перебігають без зміни фазового стану води та домішок, тому енергетичні витрати значно менші, ніж в процесі дистиляції.

технологічне обладнання відрізняється простотою та компактністю.

Електродіаліз використовують для очищення природних та стічних вод від розчинних солей. Методи ультрафільтрації та зворотного осмосу більш універсальні і дозволяють не лише опріснювати воду та концентрувати розчини, але й очищувати воду від колоїдів та органічних речовин.

Сутність електродіалізу полягає у видаленні електролітів з води під дією постійного електричного струму при використанні електрохімічно активних іонітових мембран. Іонітові мембрани - це тонкі еластичні пластинки з катіонітових та аніонітових смол. Вони підрозділяються на гомогенні та гетерогенні.

Катіонітові і аніонітові мембрани практично пропускають іони лише одного знаку - катіони або аніони. Завдяки цьому усувається безкорисний зворотний перенос іонів і різко знижуються витрати електроенергії при очищенні води чи розчинів.

Ефективність очищення води електродіалізом і надійність роботи очисних установок значною мірою залежить від якості іонітових мембран, котрі повинні мати високі значення іоноселективності, електричної провідності, хімічної стійкості, механічної міцності при низькій осмотичній проникності.

Найбільший вихід за струмом досягається в багатокамерних електродіалізаторах. Промислові водоочисні установки складаються з багатокамерних ванн, в яких розміщені почергово катіонітові і аніонітові мембрани. Електроди, особливо аноди, виготовляють із стійких до окислення матеріалів - магнезиту та графіту.

Принцип видалення солей представлений на рис. 1.20. При роботі установки потік води безперервно проходить через всі знесолюючі, розсольні та електродні камери, які з'єднані спеціальними колекторами. Метод електродіалізу широко використовується для знесолення природніх вод, також він перспективний для очищення стічних вод від розчинених солей. Єдиний суттєвий недолік методу - необхідність попереднього очищення стічних вод від зважених та колоїдних частинок.

Рис. 1.20 - Схема установки електрохімічного знесолення води з іонітовими мембранами:

а - катіонітові мембрани; б - аніонітові мембрани; в - катод; г - анод; 1, 9 - електродні камери; 3, 5, 7 - камери розсолу; 2, 4, 6, 8 - знесолювальні камери; І - подача води на установку; ІІ - потік розсолу; ІІІ - потік знесоленої води

Електродіаліз, в порівнянні з іншими методами знесолення, найбільш економічний при початковому солевмісті води 1…10 г/дм3; при вмісті солей більше 10 г/дм3 більш економічним є випарювання, а менше 1 г/дм3 - іонний обмін.

Застосування електродіалізу дає змогу одержувати із солевмісних стічних вод розчини кислоти та лугу, які можуть бути використані для регенерації іонітових фільтрів за умови спільного використання електродіалізу та іонного обміну.

При використанні ультрафільтрації та зворотного осмосу (гіперфільтрації) вода очищується від домішок при проходженні під тиском через напівпроникну мембрану.

Мембранна технологія досить перспективна при створенні замкнутих безстічних виробництв.

Рушійна сила процесу мембранного розділення визначається як ?Р=Р- (для ідеальної мембрани), де Р - надлишковий тиск над вихідним розчином; - осмотичний тиск розчину.

При виготовленні мембран для зворотного осмосу і ультрафільтрації використовують найрізноманітніші матеріали: полімерні плівки, скло, металеву фольгу і інші. Між тим, більшість дослідників і практиків віддають перевагу ацетатцелюлозним мембранам.

За способом укладання мембран розрізняють такі типи апаратів для зворотнього осмосу та ультрафільтрації: з плоскими фільтруючими елементами (типу фільтр-прес); з трубчатими спіральними фільтруючими елементами; з рулонними або спіральними фільтруючими елементами; з мембранами у вигляді порожнистих волокон.

Влаштування апаратів трьох останніх типів схематично показане на рис.1.21.

Зворотний осмос і ультрафільтрацію з успіхом можна використовувати при очищенні стічних вод хімічних, целюлозно-паперових і інших виробництв для видалення з води солей та органічних домішок.

Вартість очищення води методами ультрафільтрації та зворотного осмосу зменшується по мірі збільшення виробничої потужності установки і збільшується при підвищенні ступеню видалення домішок. Між тим, незважаючи на високу вартість мембран, витрати на очищення води для крупних установок зазвичай не перевищує вартості її очищення іншими способами. В деяких випадках зворотний осмос і ультрафільтрація найбільш ефективні в поєднанні з іонним обміном.

Рис. 1.21 - Апарати для зворотного осмосу й ультрафільтрації:

а - схема трубчатого елемента апарата зворотного осмосу: 1 - мембрана; 2 - пориста труба; б - схема рулонного укладання напівпроникних мембран: 1 - мембрана; 2 - гнучка пориста пластина; 3 - гофрований сепаратор; 4 - труба-колектор; в - апарат з мембранами з порожнистих волокон: 1 - підкладка; 2 - шайба з волокном; 3 - корпус; 4 - трубка

1.3 Біологічні методи очищення

Біологічне очищення грунтується на здатності мікроорганізмів використовувати як джерело харчування забруднення стічних вод. Цей метод використовують переважно для видалення розчинених органічних речовин, але біоокисленню можуть піддаватися і різні неорганічні сполуки - аміак, нітрити, сірководень. Частково в системах біологічного очищення біоокислюються колоїдні та зважені речовини, але, в основному, вони видаляються внаслідок фізико-хімічних процесів (адсорбції на активному мулі або біоплівці, флокуляції під дією біополімерів). На біоматеріалі сорбуються також іони важких металів та деякі токсичні сполуки, зокрема бензопірен.

Усі методи біологічного очищення поділяються на очищення в природних та штучних умовах. Перша група методів (поля зрошення та поля фільтрації) в цнлюлозно-паперових виробництвах практично не використовуються.

Біологічне очищення в штучних умовах включає методи очищення з прикріпленою мікрофлорою (біофільтри, біодиски) та системи з активним мулом як аеробні, так і анаеробні (аеротенки, стави, що аеруються, анаеробні зброджувачі).

Мікроорганізми аеробних систем об'єднані в макроколонії (пластівці активного мулу, біоплівка), які утворюються в результаті біофлокуляції і складаються переважно з аеробних гетеротрофних бактерій. Крім бактерій, біоценоз очисних споруд включає найпростіших (одноклітинні тварини), які харчуються в основному бактеріями. В меншій кількості присутні коловертки, хробаки, личинки комах, а також гриби та водорості. Видовий склад біоценозу визначається складом стічних вод, технологією та режимом біологічного очищення.

1.3.1 Біологічні (очисні) стави

Біологічні стави (окислювальні лагуни) - це штучно створені водоймища глибиною до 5 м, призначені для очищення стічних вод з завислою мікрофлорою (активним мулом), які повільно протікають через них. Очищення в ставах ефективне лише в теплий час, коли інтенсивно перебігають процеси біологічного окислення.

Розрізняють такі види ставів: серійні стави, рибоводні і стави зі штучною аерацією.

Серійні стави складаються з 4...7 послідовно розташованих секцій. Вони розташовані на місцевості, що знаходиться на схилі. У перших секціях йде окислення стічних вод, в останніх вже можна розводити рибу.

Найбільша ефективність та швидкість процесу очищення стічних вод досягається в ставах зі штучною аерацією.

Стави зі штучною аерацією широко використовують в США для доочищення стоків целюлозно-паперових підприємств. Якщо в ставах з природною аерацією навантаження по БСК не перевищує 45...67 кг/га поверхні на добу, то використання штучної аерації збільшує цей показник до 670...1340 кг/га на добу. Необхідна площа для ставів з природною аерацією складає 4,3 га на 1000 м3 стічної води, а для ставів, що аеруються, 0,21 га на 1000 м3.

Біологічне очищення стічних вод в штучно створених умовах здійснюється на біофільтрах та в аеротенках. Принцип очищення той же, що і в природних умовах, але завдяки створенню сприятливих для мікроорганізмів умов: температури, реакції середовища, вмісту поживних солей процес біологічного окислення прискорюється.

В залежності від глибини окислення розрізняють повне і неповне очищення. Повністю очищена вода має БСК 20...25 мг/дм3, неповністю 60...80 мг/дм3.

1.3.2 Біофільтри

Біологічні фільтри - це споруди, в яких стічні води очищають фільтрацією через шар крупнозернистого завантаження з поверхнею, покритою біологічною плівкою, що утворена аеробними мікроорганізмами (рис.1.22а).

При фільтрації стічної води змулені, розчинені та колоїдні забруднення збираються біоплівкою та окислюються аеробними мікроорганізмами, що населяють її.

Частина речовин, що окислюються, використовується для життєдіяльності мікроорганізмів, а частина - як будівельний матеріал для створення нової клітинної речовини. На біофільтрі відбувається окислення (мінералізація) забруднень стічних вод, приріст нової біомаси та відмирання старої (рис.1.22б).

За видом завантажувального матеріалу біофільтри ділять на два типи:

з об'ємним завантаженням (щебінь, шлам, гравій);

з площинним (пластмасовим) завантаженням.

Біофільтри з об'ємним завантаженням поділяють на крапельні, високошвидкісні та баштові. Різновидом біофільтрів з площинним завантаженням є біодиски, які занурені майже наполовину у стічну воду і обертаються на горизонтальному валу.

Рис. 1.22 - Принципова схема біофільтру (а); схема процесу біологічного очищення в біофільтрі (б)

Для підтримування мікрофлори в стані аеробіозу в більшості випадків використовують природну аерацію (за рахунок різниці температури води та повітря). Для інтенсифікації процесу використовують примусову вентиляцію (подача повітря знизу); такі фільтри називають аерофільтрами.

Біофільтри з об'ємним (гравійним) завантаженням для очищення стоків целюлозно-паперових виробництв малопридатні, через замулювання завантаження, низьку продуктивність і невисоку ефективність (менше 80% по БСК). Нині такі біофільтри збереглись лише на старих гідролізних заводах та окремих картонно-паперових фабриках. При проектуванні нових підприємств вони не використовуються.

Найбільш продуктивними і такими, що менше піддаються замулюванню є біофільтри з пластмасовим завантаженням. Ці фільтри працюють при більших швидкостях потоку, забезпечуючи ефективність очищення по БСК5 до 79...90%.

Такі біофільтри вже експлуатуються на деяких целюлозно-паперових підприємствах за кордоном та показали свою перспективність.

1.3.3 Аеротенки

Це - проточні аеробні біохімічні реактори з поверненням біомаси, в яких мікроорганізми знаходяться у вигляді пластівців активного мулу (рис. 1. 23).

Реактор (аеротенк) - це ємність, яка аерується; тривалість перебування стічної води складає 1,5...10 годин (іноді до 20 годин). Для повернення біомаси (рециркуляції активного мулу) використовуються вторинні відстійники (в окремих випадках флотатори). Незалежно від продуктивності та конструкції споруд наявність цих двох технологічних ланок завжди обов'язкова.

Важливою умовою методу біологічного очищення в аеротенках є здатність мікроорганізмів виділяти біофлокулянти та з їх допомогою злипатися у великі частки (пластівці мулу), які осідають в гравітаційному полі. Завдяки цій властивості вдається простим і недорогим способом відокремлювати мікроорганізми від очищеної води. Рециркуляція згущеного у відстійнику активного мулу дозволяє підтримувати його концентрацію в аеротенку на рівні 1...6 кг/м3, що значно інтенсифікує процес біологічного очищення в порівнянні зі ставами аерації.

Перед подачею в аеротенк стічні води целюлозно-паперових виробництв проходять попереднє механічне очищення в первинних відстійниках, нейтралізуються до рН 6,5...7,5 та підживлюються біогенними солями (азот та фосфор).

Процес біологічного очищення в аеротенках включає дві стадії: адсорбцію забруднень на активному мулі та їх біоокислення. Виходячи з цього, в схему біологічного очищення вводять регенератор, який призначений для доокислення сорбованим мулом речовин та відновлення його сорбційної ємності. Таке технологічне рішення дозволяє зменшити об'єм очисних споруд на 10...20 % за рахунок більш високої концентрації мулу в регенераторі (рис.1.23).

Рис.1.23- Схема аеротенка з регенератором активного мулу:

а - аеротенк з окремим регенератором; б - аеротенк зі змінним об'ємом регенератора; 1 - аеротенк; 2 - вторинний відстійник; 3 - регенератор

Роль регенератора не зводиться лише до окислення сорбованих речовин. Він слугує для стабілізації процесу очищення, захисту активного мулу від отруєння токсичними речовинами при залпових скидах і регулювання навантаження на активний мул.

Оптимальним для щолоковмісних стоків є навантаження на активний мул по БСК 400...500 мг/дм3 влітку та 200...250 мг/дм3 взимку. Навантаження по волокну не повинне перевищувати 100 мг/дм3. Активність мулу також залежить від його віку (?x), який дорівнює середньому часу перебування мулу в системі аеротенк - відстійник:

(1.3)

де Va та Vв - відповідно об'єм аеротенка та вторинного відстійника (м3);

Ха та Хв - відповідно середня за об'ємом концентрація мулу в

аеротенку та відстійнику (кг/м3);

Q - витрата стічних вод, м3/год;

?Х - приріст активного мулу на 1 м3 стічної води, що надходить.

В залежності від навантаження на активний мул, аеротенки поділяють на низьконавантажувані (?x = 10...40 діб), середньонавантажувані (?x=4..7 діб) та високонавантажувані (?x = 1...2 доби).

Для оцінювання здатності мулу до осадження використовується такий показник як муловий індекс (і), який дорівнює об'єму в см3, що займає 1 г активного мулу (за сухою масою) після відстоювання мулової суміші в стандартному циліндрі ємністю 1дм3 протягом 30 хв. величина мулового індексу істотно залежить від концентрації мулу в пробі, взятій для аналізу. Тому мулову суміш з аеротенку перед визначенням мулового індексу необхідно розбавляти очищеною стічною водою до концентрації активного мулу 1 г/дм3.

Муловий індекс визначає концентрацію мулу, що рециркулює, яка в свою чергу впливає на концентрацію мулу в аеротенку:

Хр = 1000 / і (1.4)

Хр - концентрація активного мулу, що рециркулює, кг/м3.

Для низьконавантажуваних аеротенків і = 150...250 см3/г - помірна здатність до осадження мулу; Ва = 20...30 г/м3 - концентрація активного мулу в проясненій воді (виніс активного мулу з вторинного відстійника);

середньонавантажуваних (звичайна аерація) і = 100...150 см3/г - гарна здатність мулу до осадження, Ва = 15...25 г/м3;

високонавантажуваних (неповне біологічне очищення) і = 100...250 см3/год - погана здатність мулу до осадження, Ва > 30...50 г/м3 .

Найкращу здатність до осадження активний мул проявляє в діапазоні навантажень 250...300 г БСК/(кг добу).

Аерація стічних вод в аеротенках виконує три функції:

насичення стічної води киснем і забезпечення ним мікроорганізмів;

підтримування активного мулу у завислому стані;

перемішування рідини.

За способом введення кисню та енергії для перемішування системи аерації поділяються на три типи:

пневматичні (барботажні), які використовують енергію стиснутого повітря;

механічні, що грунтуються на механічному перемішуванні;

комбіновані (пневмомеханічні).

На целюлозно-паперових підприємствах переважають пневматичні системи аерації, виготовлені у вигляді перфорованих труб з отворами 8...10 мм, через які повітря нагнітається в рідину.

Для інтенсифікації процесу аерацію проводять не повітрям, а чистим киснем. Це дає дві основні переваги:

збільшення швидкості біологічного очищення;

зниження приросту активного мулу, а, отже, і витрат на його оброблення.

Однак витрати на аерацію зростають. Для їх зниження прагнуть до максимального використання кисню. Для цього застовують герметичні аеротенки (окситенки), які дозволяють використовувати кисень практично повністю. Крім цього, окситенки дозволяють виключити викиди поганопахнучих речовин в атмосферу. останнім часом з'явилася тенденція використання збагаченного киснем повітря, що за енергозатратами більш економічно, ніж технічний кисень.

1.3.4 Оброблення та утилізація надлишкового мулу

Надлишковий мул, який утворюється в системах аеробного біологічного очищення, відводиться з вторинних відстійників у вигляді мулової суміші з вмістом твердої фази 5...10 кг/м3 та направляється на оброблення та утилізацію.

Схема оброблення та утилізації надлишкового мулу, як правило, включає наступні етапи:

ущільнення (окремо або спільно зі скопом - осадом первинних відстійників);

механічне зневоднення спільно зі скопом;

вивіз у відвал або спалювання з метою утилізації тепла.

Ущільнення надлишкового мулу та його сумішей зі скопом здійснюється за допомогою гравітаційних ущільнювачів (мулоущільнювачів), які представляють собою радіальні або вертикальні відстійники. Тривалість ущільнення активного мулу складає 9...11 год, сумішей мулу зі скопом 6...9 год, вологість ущільненого осаду 97,5...98,0%. Надмулову рідину з мулоущільнювачів, яка містить близько 0,5 кг/м3 завислих речовин, повертають на вхід первинних відстійників.

Перед механічним зневодненням осади з активним мулом піддають кондиціюванню, яке спрямоване на поліпшення їх вологовіддачі і здатності до фільтрування. Основним методом кондиціювання є оброблення хімічними реагентами (хлорне залізо, вапно, органічні флокулянти), інші способи (теплове оброблення, заморожування, добавки інертних речовин) в целюлозно-паперових виробництвах практично не використовуються.

Для зневоднення використовують вакуум-фільтри з полотном, що сходить, центрифуги, фільтр-преси та гвинт-преси.

На більшості діючих підприємств зневоднений осад вивозиться у відвал. Але все ширше використовуються різні способи його утилізації:

спалювання осадів з метою утилізації тепла;

використання як добавок до кормів тварин та риб;

як добриво в сільському господарстві;

безпосередньо при варінні целюлози, виготовленні ДВП, тарного картону та мішкового паперу.

вода відстійник очищення фільтр озонування

2. Пилоуловлювання

Промислові викиди, які забруднюють атмосферу, можуть містити тверді та рідкі частини й шкідливі газоподібні компоненти.

Процеси очищення викидів від твердих або рідких частинок грунтуються на властивостях аерозолів (пил, дим, туман), закономірностях їх руху та осаджування.

2.1 Характеристика методів пилоуловлювання

2.1.1 Класифікація пилоуловлюючих апаратів

Вибір методу очищення від пилових частинок (тверді та рідкі частинки розміром від 0,1 до 100 мкм і більші) залежить від їхніх фізичних та хімічних властивостей, потрібної ефективності пилоуловлювання, особливостей основного технологічного процесу та інших чинників.

В техніці пилоуловлювання всі апарати поділяються на 4 види: сухі, фільтруючі, мокрі та електростатистичні. Вони відрізняються способом відділення (сепарації) частинок з запиленого газового потоку. Частинки можуть видалятися безпосередньо відокремленням (у пилових камерах) або внаслідок їхнього осадження на різних поверхнях (краплинах рідини, волокнах у фільтрах або на осаджувальних електродах в електрофільтрах).

Сухі пилоуловлюючі апарати розділяються на гравітаційні, інерційні та відцентрові. До гравітаційних належать вертикальні та горизонтальні пилові камери, в яких гравітаційний ефект досягається різким зниженням швидкості газового потоку. До інерційних належать різні циклони (інерційний ефект виникає внаслідок обертального руху запиленого газового потоку) і жалюзійні пилоуловлювачі (інерційний ефект проявляється при обтіканні запиленим газовим потоком різних перешкод).

Фільтруючі апарати в залежності від матеріалу поверхні осадження можна розділити на 3 типи: тканинні (використовують вовняні, бавовняні, синтетичні тканини), волокнисті (напівжорсткі пористі перегородки з різних волокнистих матеріалів) і зернисті фільтри (жорсткі пористі перегородки - з піску, пористої кераміки та пластмаси).

У фільтраційних апаратах, крім дії гравітаційних та інерційних сил, важливу роль відіграють ефекти дифузії та зачеплення.

Мокрі пилоуловлювачі класифікують в залежності від стану поверхні осадження на 3 типи:

насадкові скрубери, мокрі циклони, в яких поверхнею осадження слугує плівка рідини, яка спеціально створюється на їх внутрішніх стінках, насадці;

барботажні та пінні апарати, в яких осадження відбувається на поверхні бульбашок, утворених рухом газів через шар рідини;

порожнисті скрубери, скрубери Вентурі (турбулентні апарати Вентурі), струминні газопромивачі (ежекторні скрубери або струминні апарати) і т.д. В апаратах цього типу поверхнею осадження є краплини зрошувальної рідини, розпиленої в об'ємі апарату.

Виділення частинок з запиленого газового потоку під дією сил електричного поля відбувається в електростатичних апаратах (електрофільтрах).

2.1.2 Показники роботи пилоуловлюючих апаратів

Робота пилоуловлюючих апаратів характеризується технічними та економічними показниками.

До технічних показників належать:

ступінь очищення газів від пилу, який вимірюється у відносних одиницях або у відсотках, іноді як показник роботи апарату приймають абсолютну величину концентрації пилових частинок в очищених газах (г/м3 або мг/м3 сухого газу);

гідравлічний опір апарату (Н/м2, кгс/м2 або мм.рт.ст.);

витрата електроенергії на очищення 1000 м3 газів за год (Мдж, кВтгод);

До економічних показників належать:

вартість апарата в перерахунку на очищення 1000м3 газів за годину в гривнях;

вартість очищення 1000 м3 газів за 1 годину в копійках.

2.2 Апарати сухого очищення газів від пилових частинок

2.2.1 Пилові камери

Це - найпростіший тип пилоуловлюючого пристрою, робота якого грунтується на осадженні частинок з газового потоку під дією сил тяжіння. Призначення - очищення газів від великих частинок. Найбільш розповсюджені горизонтальні пилові камери: цегляні, бетонні або металеві. Швидкість газового потоку - 1...2 м/с, при цьому осаджуються пилові частинки розміром більше 30...40 мкм.

Ефективність пилоуловлювання визначається за формулою:

,% (2.1)

де ?D - швидкість осадження частинок, м/с;

L, в, Н - довжина, ширина та висота камери, м;

?г - обємна витрата газу, м3/с;

?г - швидкість газу в перетині камери, м/с.

Мінімальний розмір частинок залежить від поверхні дна, тому поверхню збільшують додаванням горизонтальних полиць.

Жалюзійний пилоуловлювач

Він складається з жалюзійної решітки та відсмоктуючого пилоуловлювача. Жалюзійна решітка - це набір зрізаних пірамід або конусів з перетином по ходу газів, що поступово збільшуюється.

Ефективність очищення запиленого газового потоку в жалюзійному апараті залежить від швидкості руху газового потоку при підході до пластин решітки, розміру та щільності пилових частинок, в'язкості та щільності газів, конструкції решітки.

Жалюзійні апарати використовують для очищення газів від пилових частинок розміром більше 20 мкм (для частинок розміром 40 мкм ефективність складає близько 85%, для частинок розміром 30 мкм - 75%). Швидкість газу на вході в апарат підтримується 12...15 м/с.

Циклони

Для очищення газових викидів від пилових частинок розміром більше 6 мкм широко застосовують циклони. Це пояснюється простотою апарату при досить великій ефективності та економічності. У конічній частині корпусу виникає обертально-поступальний та коливальний рух газового потоку, відцентрові сили відкидають частинки до стінок, вони втрачають свою швидкість та осідають в конічну частину циклону, звідки потрапляють в бункер для збору пилу. Очищений газовий потік, утворюючи внутрішній обертовий вихор, викидається в атмосферу через вихлопну трубу.

Ефективність пилоуловлювання в циклоні зростає зі збільшенням швидкості потоку газу у вхідному патрубку, розміру та щільності частинок, зменшенням діаметру циклону і зазору між стінкою циклону та вихлопною трубою. Найбільш ефективним є використання циклонів для уловлювання пилу з розмірами частинок dr20…50 мкм.

В целюлозно-паперових виробництвах найбільш розповсюджені такі типи циклонів: циклони НДІОГаз, Гіпродерев, Гіпродеревпром (тип Ц), ОЕКДМ (тип К), а також батарейні циклони. Загальні вигляди цих циклонів представлені на рис. 2.1.

Циклони НДІОГаз підрозділяються на високоефективні (висока ефективність, але мають значний гідравлічний опір) і високопродуктивні (менший гідравлічний опір, більша одинична продуктивність, але недостатньо ефективно уловлюють відносно дрібні частинки пилу з dr10 мкм). До високопродуктивних належать циліндричні циклони НДІОГаз таких типів: ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24 (рис. 9.1 а). Відмінною особливістю цих апаратів є подовжена циліндрична частина корпусу і однакове відношення діаметра вихлопної труби Дтр до діаметра циклону Дц , яке дорівнює 0,59.

До високоефективних належать конічні циклони НДІОГаз типів СК-ЦН-22, СДК-ЦН-33 і СК-ЦН-34 (рис. 9.1 б), які відрізняються довгою конічною частиною, спіральним вхідним патрубком і малим відношенням Дтр /Дц , яке відповідно дорівнює 0,22; 0,33 і 0,34.

Особливістю циклонів типу К і Ц, які використовуються лише в дерево-обробних виробництвах, є відведення потоку повітря з корпусу у вихлопну трубу, куди поступають два потоки повітря. Ці циклони, як правило, встановлюють з боку нагнітання вентилятора і вони працюють прямо на викид в атмосферу. Тому їх вихлопні труби обладнані пристроями, які захищають ці апарати від атмосферних опадів.

Розглянуті типи циклонів можна використовувати як одиночні, так і групові. (рис.2.1 д). Компоновка циклонів в групу дозволяє не лише очищувати необхідну кількість газів або повітря, але і не використовувати циклони великих розмірів.

Рис. 2.1- Основні типи одиночних і групових циклонів:

а - ЦН-11; б - СК-ЦН-34; в - Гіпродеревпром типу «Ц»; г - ОЕКДМ; д - група циклонів НДІОГаз; 1 - корпус циклону; 2 - вихлопна труба; 3 - вхідний патрубок

2.2.4 Батарейні циклони

Рис. 2.2 - Схема батарейного циклона

Ефективність уловлювання пилових частинок зростає при зменшенні діаметра корпусу циклону. Найбільш ефективний апарат, складений з великої кількості паралельно включених циклонних елементів, конструктивно об?єднаних в одному корпусі, що мають загальне підведення та відвід газів, а також загальний бункер для пилу. Цей апарат називають батарейним циклоном (рис.2.2).

У ньому в кожному елементі встановлюють направляючий апарат у вигляді гвинта або розетки. Ефективність уловлювання частинок пилу в батарейних циклонах на 20...25% нижче ефективності окремих установок.

Ці апарати використовують для уловлювання золи з димових газів котлів для спалювання твердого палива.

2.3 Тканинні та волокнисті фільтри (фільтруючі апарати)

Один з найбільш ефективних методів уловлювання частинок з газових викидів - фільтрація через тканинні (гнучкі) або волокнисті (напівжорсткі) пористі перегородки, яка дозволяє проводити більш тонке очищення, ніж за допомогою пилоуловлювачів та циклонів.

2.3.1 Тканинні фільтри

Використовуються для уловлювання сухого пилу. Їх перевагами є можливість очищення та повторного використання тканини, механічна міцність, хімічна та термічна стійкість

Ткані матеріали (крім синтетичних) начісують, щоб частинки пилу краще захоплювалися. Використовують бавовняні і вовняні тканини. Термін служби тканин досягає одного року, якщо температура середовища, яке фільтрується, не перевищує 70…900С. Зараз найбільшого розповсюдження набули тканини із синтетичних (лавсан, нітрон, оксалон) і змішаних волокон.Синтетичні тканинні матеріали мають високу механічну міцність і хімічну стійкість, більш термостійкі.

В початковий період фільтрації в залежності від розмірів частинки осаджуються внаслідок сили інерції, явища дифузії, ефекту зачеплення та електростатичної взаємодії. Проскакування пилу через чисту тканину може досягати 20...30%.

Після утворення первинного шару пилу на поверхні тканини, збільшується ефективність уловлювання частинок пилу з газового потоку. При збільшенні товщини шару на тканині збільшується гідравлічний опір та зменшується пропускна здатність фільтра, надалі відбувається його закупорювання.

Регенерацію фільтра здійснюють механічним струшуванням, зворотним продуванням тканини стиснутим повітрям або очищеним газом.

Ефективність очищення газів від пилу залежить від структури тканини, забрудненості потоку (чим вона більша, тим швидше утворюється первинний шар, і тим ефективніше йде затримування частинок), від швидкості фільтрації - зазвичай 0,2...1,2 м3 газу через 1 м2 фільтруючої поверхні за хвилину. Тканинні фільтри розрізняються за конструктивними ознаками:

за формою фільтрувального матеріалу (рукавні, плоскі, клинові) і наявністю опорних пристроїв (каркасні, рамні);

за способом регенерації тканини (струшуванням, зворотним та імпульсним продуванням);

за наявністю і формою корпуса фільтра (прямокутні, циліндричні, безкамерні);

за кількістю секцій в установці фільтрації (однокамерні, багато секційні).

У целюлозно-паперових виробництвах більш розповсюджені рукавні фільтри (рис.2.3), які використовуються для очищення повітря від пилу в системах пневмотранспорту сульфату натрію і т.д. і в яких процеси регенерації можуть бути повністю автоматизованими. Залишкова концентрація пилу після тканинних фільтрів складає 5…50 мг/дм3, якщо вхідна запиленість 5…15 г/м3.

Рис. 2.3 - Фільтр рукавний каркасний з імпульсним продуванням (ФРКІ):

1 - рукав; 2 - кришка; 3 - клапанна секція імпульсного продування; 4 - колектор; 5 - корпус; 6 - бункер; 7 - люк

2.3.2 Волокнисті фільтри

Волокнисті фільтри використовують для очищення газових викидів від твердих та рідких частинок. Вони поділяються на сухі та мокрі.

Сухі фільтри виготовляють з тонких волокон паперу, картону або синтетичних, які закріплюються між рамами або сітками. Уловлювання та накопичення частинок пилу відбувається по всій товщині шару волокна. Сухі волокнисті фільтри використовують для уловлювання частинок розміром від 5 до 0,1 мкм з ефективністю уловлювання до 99,99%.

Регенерація волокнистих фільтрів не проводиться, тому їх використовують для очищення малозапилених газів (0,5...10 мг/м3).

Мокрі волокнисті фільтри використовують для очищення викидів від рідких частинок (туманів). Для уловлювання рідких частинок розміром більше 5 мкм переважно використовують сітчасті бризкоуловлювачі, які складаються з пакетів в'язаних металевих сіток з дроту діаметром 0,3...0,25 мм.

Допустима швидкість газів 0,9...6 м/с.

2.4 Апарати для мокрого очищення газів від пилових частинок

2.4.1 Апарати для осадження частинок на плівці рідини

Насадковий скрубер - це башта, яка заповнена шарами насадки (керамічні кільця Рашига, кусковий кварц, кокс і т.д.). Частинки розміром 2...5 мкм в ньому уловлюються на 70%. Але використовувати насадкові скрубери для очищення від пилу газових викидів недоцільно, оскільки швидко відбувається забивання.

Мокрі циклони. Недоліком сухих циклонів є можливість зриву вже осівших на стінках циклону частинок (вторинний винос). При мокрому методі цього не відбувається.

Мокрі циклони використовують, в основному, для очищення димових газів від частинок золи, тому їх внутрішня частина для запобігання корозії футерована.

2.4.2 Пінні апарати

Принцип дії пінного апарату грунтується на взаємодії запиленого газового потоку із зрошувальною рідиною з утворенням високорозвиненої поверхні між рідиною та газом - пінного шару. Це дозволяє ефективно здійснювати як пилоуловлювання, так й хімічне очищення газів.

При різних навантаженнях пінного апарату по рідині та газу на його решітках можуть виникати різні гідродинамічні режими: барботажний, пінний та хвильовий.

Пінні апарати можуть бути з переливним пристроєм (можуть працювати при великих коливаннях по газу та рідині з малою питомою витратою води) або з повним провалом води (вони працюють при менших коливаннях витрати газу і з підвищеною питомою витратою води).

За конструкцією пінні апарати можуть бути прямокутними (забезпечують більш рівномірний розподіл рідини) та круглими (краще забезпечують рівномірний розподіл газу). Максимальна витрата газів - до 15 м3/с. при великих об'ємах газів, що надходять на очищення, паралельно встановлюють декілька апаратів.

Ступінь очищення газових викидів від пилових частинок, в основному, залежить від їх дисперсності, швидкості газів у вільному перетині апарату та висоти шару піни. Найбільш ефективні апарати з однією полицею.

2.4.3 Апарати з розпиленою поверхнею осадження

В апаратах цього типу (порожнистих скруберах, турбулентних апаратах Вентурі, струминних газопромивачах) пилові частинки осаджуються, в основному, під дією інерційних сил на краплинах зрошувальної рідини, розпиленої в об'ємі апарату. Порожнистий скрубер використовують для охолодження газів, іноді для уловлювання пилових частинок. В целюлозно-паперових виробництвах вони використовуються для охолодження газів після печей випалу колчедану та сірчаних печей.

Порожнистий скрубер - це вертикальний циліндр з конусним дном та конфузорним виходом газів у верхній частині апарату. Корпус виготовляється з листової сталі, при охолоджені газів, температура яких вище 500?С, його поверхня зсередини футерується. Рідина подається через форсунки та подрібнюється на краплини, газ подається знизу або зверху. Ефективність очищення 70% для частинок діаметром 5 мкм і до 90% для частинок діаметром 10 мкм. Схема порожнистого форсункового скрубера, який використовується для пилоуловлювання та адсорбції газів, приведена на рис. 2.4.

Рис.2.4 - Схема порожнистого форсункового скрубера:

1 - вхідний патрубок; 2 - корпус;

3 - система зрошення

Турбулентний апарат Вентурі (ТАВ). Спільне для апаратів типу труби Вентурі - наявність двох вузлів: труби Вентурі та циклона - краплеуловлювача. Труба Вентурі має три складові частини: конфузор або частина, що звужується, горловина та дифузор або частина, що розширюється. Для відокремлення крапель рідини від потоку газів після труби Вентурі встановлюється циклон - краплеуловлювач. Вода видаляється через нижній отвір, гази - через верхній отвір циклона.

В залежності від дисперсного складу частинок швидкість газів у горловині повинна складати 40...120 м/с, питома витрата рідини 0,25...1,5 дм3/м3, причому більшим значенням швидкості відповідають менші значення питомої витрати і навпаки.

Для регулювання подачі газів апарат Вентурі має затвори, які дозволяють регулювати перетин горловини. Одна з основних умов ефективного пилоуловлювання - рівномірне розподілення зрошувальної рідини по перетину труби Вентурі, для чого використовують різні форсунки. Модифікації скрубера Вентурі показані на рис. 2.5.

Високонапірні скрубери Вентурі (рис.2.5 а), які іноді називають ще «класичними» скруберами Вентурі, також використовують для очищення димових газів ВРП та СРК, але в останньому випадку для котлів невеликої одиничної продуктивності. Крім того, вони використовуються як другий ступінь очищення газів або вентиляційних викидів від установок термічного перероблення осадів стічних вод.

Ежекторні скрубери Вентурі (рис.2.5 б) використовуються в целюлозно-паперових виробництвах для очищення димових газів вапнорегенераційних печей (ВРП) і содорегенераційних котлоагрегатів (СРК), а також парогазової суміші розчинника плаву СРК.

Низьконапірні скрубери Вентурі (рис.2.5 в) використовуються для очищення димових газів котлів при спалюванні твердого палива та деревних відходів.

2.5 Апарати електростатичного очищення газів від пилових частинок

Такі апарати складаються з електрофільтра, в якому відбувається безпосередньо

очищення газів, і перетворюючої електричної підстанції, до якої входить регулятор

напруги, підвищуючий трансформатор, випрямник, які перетворюють змінний струм напругою 380 В у змінний струм високої напруги - до 100 кВ та випрямляють струм високої напруги.

Випрямлений струм по високовольтному кабелю або шинах підводиться до електродів електрофільтру: коронуючих і осаджуючих. Коронуючі електроди зєднуються з негативним полюсом випрямника, а осаджуючі - з позитивним.

При подачі струму високої напруги в просторі електрофільтру виникає електричне поле. Коли різниця потенціалів досягне певного значення, виникає коронний розряд, який викликає інтенсивний направлений рух електронів та іонів газу, тобто між електродами електрофільтра протікає стум корони.

Рис.2.5 - Основні модифікації скрубера Вентурі:

а- високонапірний; б- ежекторний (струминний газопромивач); в-низьконапірний: 1- система зрошення; 2 - труба Вентурі; 3 - краплеуловлювач

Пилові частинки, зважені у газі, який проходить через простір електрофільтра, набувають заряду в результаті осадження на них електронів або іонів. Заряджені пилові частинки під дією електричного поля рухаються до осаджуючих електродів і осідають на них, а очищені гази видаляються з електрофільтра.

Для очищення димових газів СРК використовують електрофільтри серії ЕГА, загальний вигляд якого приведено на рис.2.6.

Класифікація електрофільтрів

В залежності від місця розташування коронуючих та осаджуючих електродів електрофільтри поділяються на одно- та двозонні. В однозонних електроди знаходяться в одній камері, в двохзонних електрофільтрах електроди розміщені окремо: коронуючі - в одній камері (іонозаторі), осаджувальні - в другій (осаджувальній). Для очищення промислових газів використовують однозонні, для очищення вентиляційного повітря - двохзонні.

В залежності від форми осаджуючих електродів електрофільтри поділяються на трубчасті та пластинчасті. Окремо виділяються електрофільтри з шестигранними (стільниковими) електродами.

За напрямком руху газів електрофільтри бувають горизонтальні та вертикальні.

За кількістю послідовно розташованих електричних полів розрізняють одно- та багатопольні, а за кількістю секцій (камер), встановленних паралельно по ходу газу - одно- та багатосекційні електрофільтри.

В залежності від стану газів, що надходять на очищення, та системи видалення частинок з осаджувальних електродів електрофільтри бувають сухі та мокрі.

Крім того, електрофільтри поділяють на гарячі (гази надходять з температурою більше 250?) та теплі (менше 250?).

Рис. 2. 6 - Електрофільтр ЕГА:

1 - газорозподільні ґрати; 2 - осаджувальні електроди; 3 - коронуючі електроди; 4 - опорно-прохідні ізолятори; 5 - механізми струшування електродів; 6 - корпус; 7 - газовідсікаючі листи; 8 - бункери

Розміри частинок та швидкість їх руху впливають на роботу електрофільтра. Заряд більших частинок та швидкість їх руху до осаджувальних електродів більші, ніж дрібних, тому вони краще уловлюються в електрофільтрі. За величиною питомого електричного опору частинки поділяються на 3 групи: менші 102 Омм; 102...108 Омм та більші 108 Омм. перша група відрізняється високою провідністю, частинки погано уловлюються. Найкраще осаджуються частинки з питомим опором 102...108 Омм. Частинки, що мають опір більший 108 Омм, мають низьку провідність і повільно рухаються до осаджувального електрода. Вони можуть викликати переразрядження корони, а це погіршить якість очищення.

Забруднення електродів погіршує процес уловлювання пилу, тому електроди час від часу струшують. Час перебування частинки в електричному полі електрофільтра повинен бути не менше 1с, щоб частинка набула негативного заряду та підійшла до осаджувального електроду.

2.6 Очищення промислових газових викидів від шкідливих

газоподібних компонентів

Для очищення промислових газових викидів від шкідливих газоподібних компонентів можна використовувати різні процеси: абсорбцію, адсорбцію, хімічні перетворення шкідливих компонентів у нешкідливі сполуки.

Абсорбція - це процес поглинання пари або газу рідким поглиначем. Абсорбція належить до масообмінних процесів: маса передається від газу до рідкого поглинача. При очищенні промислових викидів підбирають поглинач, який абсорбує один або кілька небажаних компонентів газу.

Адсорбція - процес поглинання газу поверхнею твердої пористої речовини. Цей процес також належить до масообмінних.

Хімічні перетворення шкідливих компонентів у нешкідливі сполуки проводиться відновленням або, частіше, окисленням. Окисником переважно є кисень повітря, іноді хлор та інші речовини.

2.6.1 Апарати для абсорбції газових компонентів

У целюлозно-паперовому виробництві для поглинання газоподібних домішок застосовують розчини хімікатів, що використовуються у виробництві, інколи воду та інші поглиначі.

При виборі поглинача враховують умови рівноваги компонента над поглиначем, можливість рекуперації даного компонента та регенерації поглинача. Процеси абсорбції газів розчинами хімікатів перебігають у вигляді хімічних реакцій. Їх також необхідно враховувати при розрахунку рівноваги.

Оскільки масообмін в абсорбційних апаратах відбувається на межі розділення фаз, то класифікація абсорбційних систем відбувається за характером поверхні розділення.

Поверхнева (плівкова) абсорбція. Поверхнею розділення фаз є або дзеркало рідини, або поверхня плівки рідини, що тече. Ця плівка утворюється на різного роду насадках (трубках, пластинках, кільцях, сідлоподібних тілах, на механічних лопатях, що рухаються, та ін.).

Барботажна абсорбція. Поверхня розділення фаз утворюється під час руху газу крізь рідину. Газ продувається через прошарок рідини за допомогою різних пристроїв. Промислові барботажні абсорбери оснащуються перфорованими трубами для подачі газів, перфорованими днищами (тарілками), під які подається газ.

Краплинна абсорбція. Поверхня розділення фаз утворюється розпиленням рідини в газі, що рухається, на дрібні краплі.

Поверхневі (плівкові) абсорбери. До цього класу належать абсорбери поверхневі, плівкові та насадкові. Прикладом колосального поверхневого абсорбера можуть бути водні басейни, які поглинають газові компоненти повітря. Але інтенсивність масопередачі мала і апарати, які грунтуються на поверхневій абсорбції, використовуються мало.

Плівкова абсорбція перебігає в тонкій плівці рідини, що рухається по твердій інертній поверхні.

Відомі три типи плівкових абсорберів: трубчасті (рідина у вигляді плівки стікає по внутрішній поверхні труб); з листовою плоскопаралельною насадкою; з висхідним рухом плівки.

Трубчасті плівкові абсорбери - це кожухотрубні теплообмінники. По внутрішній поверхні труб зверху стікає поглинач, газ подається знизу. В міжтрубний простір подається агент, який нагріває або охолоджує суміш до необхідної температури при абсорбції.

Абсорбери з листовою насадкою - це колона, в якій вертикально закріплена листова насадка зі сталі, азбоцементних плит, дерева, пластмас, тканини. Листи можуть бути гладенькими або перфорованими вздовж і впоперек. Прикладом служить в ЦПП прямоточна окислювальна башта. Абсорбери трубчасті та з листовою насадкою можуть працювати як прямотечійні, а також на протитоці. Швидкість газів підтримується в межах 2…3 м/с.

Абсорбери з висхідним рухом рідини також мають вигляд кожухотрубних теплообмінників. Газ, який рухається знизу вгору з високою швидкістю, піднімає рідину, яка утворює плівку на внутрішній поверхні труб.

Насадкові абсорбери - це колони, заповнені насадкою з тіл різної форми. Рідина у вигляді плівки стікає під дією сили тяжіння по поверхні насадки та стикається з газом, який рухається знизу вгору (протитоком) або рідше зверху вниз (прямотоком). Основна відмінність насадкових абсорберів від розглянутих раніше плівкових полягає в тому, що при перетіканні рідини з одного елемента насадки на інший плівка рідини порушується і на елементі, що лежить нижче, утворюється нова плівка. В плівкових абсорберах, як правило, плівка постійна по всій висоті апарату. Зрошуюча рідина подається на насадку за допомогою зрошувального пристрою, над шаром насадки встановлюється бризкоуловлювач типу сепаратора. Як насадки використовується хордова (з дерев'яних дошок, поставлених на ребро з зазорами) або кільця Рашинга

(50мм), іноді використовують насадки з металевих сіток, стружки, спіралей, за кордоном - керамічна сідлоподібна насадка.

На целюлозно-паперових підприємствах використовують кускову насадку (куски вапняку, які зрошуються водою). При цьому матеріал насадки реагує з сірчистим ангідридом (SО2), адсорбується водою (Н2SО3) з утворенням бісульфіту кальція.

Барботажні абсорбери підрозділяються на три основні групи: з суцільним барботажним шаром; зі ступінчатим контактом тарільчатого типу; з механічним перемішуванням рідини.

В апаратах із суцільним барботажним шаром спостерігається премішування рідини по висоті і рушійна сила по висоті апарату практично однакова.

Абсорбери зі ступінчатим контактом мають в одному корпусі декілька тарілок, розташованих одна над одною. На кожній тарілці утворюється барботажний шар і, таким чином, забезпечується ступінчатий контакт. Тарілки бувають перехресного та провального типу.

В абсорберах зі спрямованим рухом газу та рідини (прямотечійні) тарілки мають спеціальні отвори, які надають газу спрямованого руху.

До барботажних абсорберів умовно відносять також абсорбер з рухливою насадкою. Ці абсорбери належать до високо інтенсивних і перспективних апаратів.

Рис. 2.7 -Абсорбер з рухливою насадкою:

1 - зрошувач; 2 -обмежувальні ґрати; 3 - опорні ґрати;

4 - кульові насадки

Абсорбер з рухливою насадкою (рис.2.7) - це колона, яка розділена по висоті низкою опорних гратів, на які насипано шар насадки. В якості такого шару зазвичай використовують порожнисті або суцільні кулі з поліетилену, поліпропілену та інших пластичних мас.

Газовий потік, який проходить через отвори в гратах, діє на насадку, яка зрошується поглинальним розчином, і підтримує її у зваженому стані. Можливе переміщення насадки по висоті апарату визначається відстанню між опорними та обмежувальними гратами.

Ці абсорбери використовують, якщо одна або обидві фази забруднені твердими нерозчинними речовинами. Завдяки інтенсивному руху насадки вона, як і отвори в гратах, не забивається цими речовинами. Абсорбери відрізняються стабільною роботою в широкому діапазоні зміни навантажень по газу і рідині.

Недоліком абсорберів є порівняно високий гідравлічний опір, краплевиніс і зношування насадки в процесі роботи.

У розпилюючих абсорберах масопередача відбувається при русі крапель в потоці газу. Розпилюючі абсорбери можна підрозділити на порожнисті, швидкісні, прямотечійні та механічні.

Порожнисті - це пустотілі колони, в яких рухається газ, а рідина розпилюється у верхній частині колони. У них низька швидкість масопередачі. Цей тип абсорберів широко використовується в ЦПП для очищення димових газів содорегенераційних котлів від сіркувмісних домішок, зрошення здійснюється циркулюючим слабким білим щолоком.

В швидкістних прямотечійних розпилюючих абсорберах збільшення швидкості газів призводить до виносу крапель поглинача. Вони працюють при швидкостях 20 м/с та вище, тому вся рідина виноситься з газами і відокремлюється в сепараторі. Основний аппарат цієї групи - абсорбер Вентурі та його модифікації.