что такое скруббер на судне
Скрубберы или топливо с низким содержанием серы?
Известно, что Комитет по Защите Окружающей Среде (MEPC) к 1 январю 2020 года подтвердил, что содержание серы в судовом топливе – не меньше 0.5%. У судовладельцев два варианта к 2020 году – установить на судно газоочистители или использовать топливо с низким содержанием серы.
Новые поправки в MARPOL Annex VI о запрете использования топлива с количеством серы больше чем 0.5% подтверждены IMO. Эти требования будут в силе с 1 марта 2020 года. Напоминаю, пока что на судах используется HSO c 3.5% содержанием серы.
Что лучше Скрубберы или LS (0.5% серы) топливо
У судовладельцев сложный выбор. Нужно учесть несколько факторов:
· Расходы топлива
· Возраст судна
· Сколько времени судно находится в море
· Район плавания судна
· Сколько свободного места есть на судне
· Сколько свободной энергии для дополнительного оборудования есть на судне
· Какой тип соглашения используется с чартером
Расход топлива
В первую очередь нужно учитывать это. Судовладелец большого судна с большим расходом топлива имеет пищу для размышления. Ведь ему надо рассчитать, сколько судно использует HS топлива в год, сколько это в деньгах, какое количество LS топлива понадобится в год и рассчитать разницу в деньгах. А потом уже думать выгодней ли будет поставить скруббер или лучше использовать LS топливо.
Возраст судна
Тоже не маловажный фактор. Смысл ставить дорогую систему, если в скором времени судно пойдет на гвозди? А сколько интересно судов в 2020 году пойдут на металлолом, потому что куда выгодней построить новое судно с уже установленной системой очистки выхлопных газов, чем содержать старое корыто по новым требованиям.
Район плавания
Выхлопные газы будут контролироваться только в портах и специальных районах ECA (Emission Control Areas). Значит большое судно, которое большую часть перехода находится вне этих районах, может использовать HS топливо, а значит, выгодней поставить скруббер или использовать гибридную систему.
Куда устанавливать газоочиститель
Каждое судно уникально. Пассажирские суда устанавливают в выхлопную трубу со всеми своими нюансами. Большие балкера и танкера могут без проблем установить как в выхлопную трубу, так и сделать пристройку к ней. На танкерах устанавливают большую часть оборудования на палубе, вместо машинного отделения.
Откуда взять мощность?
Новая система требует больше судовой энергии. С учетом того, что так же появились требования к балластной системе, то большинству судам не хватит мощности, из-за чего ставят дополнительный генератор. Дополнительный генератор – больший расход топлива, больше снабжения, больше обслуживания и больше обязанностей для экипажа. Везде свои прелести жизни.
А как же Чартер?
Для установки скруббера требуется время, около месяца. Месяц в доке это жирный минус судовладельцу и лишняя головная боль для чартера.
А если выбрать LS топливо
Для начала топливные танки, оборудования для обработки топлива и трубы должны быть осушены и очищены от HS топлива, чтобы оно не перемешалось. Представить сложно, сколько на это потребуется времени и сколько только по этой причине судно простоит у причала.
Изнашивание материалов
Сжигание дистиллятного топлива может привести к проблемам с топливными насосами из-за низкой вязкости дизеля, что приведет к чрезмерному изнашиванию и образованию царапин. Решение данной проблемы – новый тип смазочного масла. Интернет пишет, что двухтактный двигатель на LS мазуте должен быть смазан маслом с пониженным BN (15-40). Четырехтактный двигатель тоже должен использовать определенное смазочное масло. В любом случае надо связываться с производителем главного двигателя за рекомендациями о типе смазочного масла. Никакой интернет здесь вам не поможет. Могу лишь добавить еще, что многие производители двигателей предлагают заменить какие-то части топливной системы для предотвращения повышенного износа, но все это дополнительные деньги.
Старые двигателя
Из-за пониженной вязкости дистиллированного топлива с такими двигателями могут быть проблемы. Основная проблема – запуск двигателя. Конечно же решение данной проблемы – повышение вязкости морского дизеля установкой дополнительных охлаждающих устройств. Замена компонентов обойдется куда дешевле, чем установка целой системы по очистки выхлопных газов.
Доступность
Из-за повышенного спроса на LS топливо цена его возрастет. В этом плане, финансово, будут выигрывать суда со скрубберами.
А если выбрать Скрубберы
Разновидности
Рынок предлагает огромное количество газоочистителей мокрого действия, т.е. они используют забортную воду для очищения выхлопных газов (показано на картинке). Такие скрубберы разделяются по внешнему виду: с открытым и замкнутым циклом, гибридные, встроенные, пристроенного типа (U-type).
Скрубберы с открытым циклом
Подходят судам, оперирующим в открытых морях. Система берет воду с кингстонного ящика и качает ее через скруббер, очищая большую часть серы с выхлопных газов, а затем выливает воду за борт (в основном без загрязнения для окружающей среды).
Скрубберы с замкнутым циклом
Подходит судам, плавающим в районах ECA или часто заходящим в порты. Работа этой системы похожа, как и с открытым циклом, только вода не уходит за борт, а остается на судне. Позже в подходящем порту получаемый сладж сдается.
Гибридная система
Система подороже, которая совмещает в себе открытый и закрытый цикл, что удобнее и экономичнее, если смотреть в перспективное будущее.
Встроенные
Устанавливается в главный двигатель вместе с трубой выхлопных газов. Часто используется на пассажирских судах и контейнеровозах.
U-type
Газоочистители данного типа стали популярны, так как могут быть пристроены к выхлопной трубе и не требует ее перепланирования. Этот тип устанавливается быстрее, чем встроенный, так как установка спроектирована и создана заранее.
Установка
Судовладельцу придется пройти много этапов, перед тем как система скруббера будет установлена. Выбрать тип скруббера, производителя, что напрямую влияет на цену, доставку и время установки.
Полная установка скруббера открытого цикла на VLCC варьируется между 2.8-6 млн. долларов. А доставка всего оборудования занимает от 7 месяцев до 2х лет. Цена и время доставки возрастает из-за огромного количества заказов.
Сборка
Следующая проблема это найти судостроительный завод в нужном районе, с возможностями принять судно и собрать данную систему по выгодной цене и в кратчайшие сроки. Кратчайшие сроки для сборки этой системы 35-40 дней.
Подготовка
Сначала делают 3Д сканирование машинного отделения и трубы, потом с этими чертежами думают, где можно поставить систему в машинном отделении, какие трубы нужны, хватит ли места в кингстоном ящике (seachest) или нужно его увеличивать.
Доступность
Доступность судостроительных заводов из-за наплыва желающих установить газоочистители уже проблема. Не забываем, что еще IMO требует установить очистители балластных танков. Известно, что несколько Китайских заводов сообщили, что их график на 2019 год заполнен.
Эксплуатация
После установки система должна пройти ряд проверок и получить сертификат. Экипаж должен пройти дополнительные курсы. И кстати, не забываем, что у судомехаников появится больше работы, которую дополнительно никто не будет оплачивать.
Установили ли у вас скруббер? Поделитесь, как вам с ним работается. Какие проблемы вы уже обнаружили?
Средняя оценка 4.6 / 5. Количество оценок 24
Правовые аспекты установки скрубберов для целей соблюдения новых требований Приложения VI МАРПОЛ
Правовые аспекты установки скрубберов для целей соблюдения новых требований Приложения VI МАРПОЛИсполнение новых требований потребует от судовладельцев использования отдельных видов низкосернистого топлива, либо перехода на альтернативное топливо, либо установки на судах фильтрационного оборудования.
Многие суда после 01.01.2020 года будут эксплуатироваться по чартерам, то есть ответственность за соблюдение положений МАРПОЛ будет ложиться на фактического эксплуатанта. Основываясь на вышеизложенном, нововведения в МАРПОЛ способны привести к возникновению дополнительной договорной ответственности по чартерам.
По общему правилу, судовладельцы не имею строгой обязанности по установке скрубберов. Однако имеется ряд исключений, в рамках которых такая установка становится обязательной.
Договор чартера может предусматривать такую обязанность в качестве существенного условия: таким образом стороны могут обезопасить флот от задержаний и нарушений конвенции, возникших не по их вине. В этом случае наличие скруббера или иного фильтрационного оборудования становится частью технического состояния судна, определенного в предмете договора. Отсутствие оборудования при передаче судна можно являться нарушением договора, выразившемся в несоответствии технического состояния судна положениями договора.
Второе основание для установки скруббера в обязательном порядке возникает, если судно технически не имеет возможности работать с использованием новых видом топлива, включая сорта с низким содержанием серы. Таких судов становится все меньше, однако вопрос остается актуальным при фрахтовании судов более давних годов постройки, не прошедших модернизацию.
Третье основание использовать скруббер возникает, если поставка низкосернистого топлива не является контрактным обязательством сторон. По чартеру стороны распределяют обязанность по оплате и организации бункеровки судна, устанавливая допустимые виды топлива. Отказ от использования низкосернистого топлива не освобождает стороны от исполнения положений МАРПОЛ, в связи с чем скруббер будет являться обязательным.
Одновременно с этим, часть государств рассматривает возможность запрета на использование скрубберов определенного типа в их территориальных водах и в акватории портов. Запреты введены в отдельных портах в Сингапуре, Китае, Ирландии, Индии, Абу Даби, Бельгии, Германии, Литвы, Латвии, Норвегии, а также в США (Коннектикут, Калифорния).
Такие запреты затрудняют работу судов в указанных районах, требуя либо установки скрубберов незапрещенного типа (либо гибридные скрубберы), либо наличие совместно со скруббером на борту низкосернистого топлива в количестве, достаточном на период нахождения во внутренних водах в страны. Таким образом, расходы судовладельца возрастают в части необходимости установки иного скруббера, а расходы фрахтователя увеличиваются из-за необходимости закупать топливо даже при наличии скруббера на судне.
Новые обязанности судовладельцев, которые возникнут с 01.01.2020 года, должны быть отражены во всех чартерах, включая те, которые на момент вступления в силу изменений в Приложение VI МАРПОЛ, уже заключены и исполняются. Фрахтователи по чартерам судов, на которых скрубберы установлены, выиграют, сэкономив средства на поставках более дорогих видов «чистого» топлива. Судовладельцы за работу и содержание скрубберов могут получить фрахт по повышенным ставкам.
Суда, снабженные скрубберами, автоматически становятся исключением к запрету судам перевозить для целей сжигания «грязное» топливо: к судам со скрубберами запрет не предъявляется. Таким образом, такие суда будут более востребованы для аренды фрахтователями.
Основываясь на вышеизложенном, при заключении новых договоров чартера, либо при внесении изменений в действующие договоры, судовладельцу и фрахтователю рекомендуется обратить внимание на следующие существенные правовые аспекты:
Исходя из вышеизложенного, участникам индустрии морского транспорта рекомендуется уже сейчас начать подготовку к внесению изменений и дополнений в действующие чартеры по вопросам топлива и скрубберов. Новые чартеры, которые будут действовать в 2020 году, так же должны содержать указанные условия.
Что такое скрубберы
Тяжелое судовое топливо, мазуты, содержат большое количество серы. Сгорая, сера загрязняет окружающую среду, образуя диоксид серы SO2. С 1 января 2020 года начали действовать нормы Международной Морской Организации (IMO), направленные на уменьшение вредных выбросов с судов за счет сокращения содержания серы в судовом топливе до 0,5%. Чтобы не попасть под санкции, судовладельцам пришлось выбирать – перейти на более дорогое низкосернистое топливо (которое в итоге оказалось пока что не насколько уж и дорогим), переоборудовать двигательные установки под использование сжиженного природного газа или очищать выхлопные газы судов, продолжая использовать высокосернистое топливо.
Последний способ до недавнего времени представлялся наиболее рентабельным. Для очистки выхлопных газов на судах применяют специальные устройства – скрубберы.
Рынок предлагает большое количество газоочистителей мокрого действия (они используют забортную воду для очищения выхлопных газов). Такие скрубберы различаются по строению: они могут быть с открытым и замкнутым циклом, гибридные, встроенные, пристроенного типа (U-type).
Скрубберы с открытым циклом
Подходят для судов, работающих в открытых морях. Система берет воду с кингстонного ящика и качает ее через скруббер, очищая бОльшую часть серы из выхлопных газов, а затем выливает воду за борт (в основном без загрязнения для окружающей среды).
Скрубберы закрытого цикла
Подходят для судов, которые заняты в районах контроля выбросов с судов или часто заходят в порты. Работа этой системы похожа на работу скруббера открытого цикла, только вода не уходит за борт, а остается на судне. Позже в подходящем порту получаемый сладж (примесь, которая остается после очистки топлива) сдается.
Гибридная система
Система подороже, она совмещает в себе открытый и закрытый цикл, что в перспективе удобнее и экономичнее.
Встроенные
Устанавливается в главный двигатель вместе с трубой выхлопных газов. Часто используется на пассажирских судах и контейнеровозах.
U-type
Газоочистители этого типа стали популярны, так как могут быть пристроены к выхлопной трубе и не требуют ее перепланирования. Этот тип устанавливается быстрее, чем встроенный, так как установка спроектирована и построена заранее.
Скруббер – что это? Все об устройстве для мокрой очистки воздушной смеси
Часто на предприятиях очистка воздуха очень необходима. Для этого служит скруббер — изобретение, через которое проходят загрязненные газы. При помощи воды данное устройство захватывает из них частицы пыли. Сегодня скрубберы показали высокую эффективность и являются достаточно распространенными системами очищения воздушных потоков.
Предназначение
Промышленность, загрязняющая атмосферу выбросами, не должна обходиться без скрубберов для очистки газов. Данные агрегаты нужно обязательно располагать возле воздуховодов предприятий таких отраслей:
Еще используется этот газоочиститель на морских судах, химических комбинатах и котельных установках.
Типы скубберов и принцип работы каждого из них
В зависимости от особенностей и отличий скрубберов, их разделили на 4 вида. В процессе эксплуатации установок всех типов происходит фильтрация газов.
Скрубберы очень сокращают выбросы в атмосферу загрязняющих ее веществ.
Разница между ними состоит в способе пылеулавливания. Существует сухая и мокрая очистка воздушных потоков.
Насадочный
Данный агрегат представлен в виде цилиндра. В его комплектации присутствуют различные насадки и приспособления. Их форма бывает как простой, так и замысловатой, но все они повышают уровень эффективности устройства.
Изобретение содержит оросительную систему, которая расположена внутри. Так как его напор при распылении жидкости невелик, то чтобы была достаточная производительность, насадочный скруббер имеет впечатлительные габариты.
Оправдана эксплуатация этого устройства в химической промышленности для очистки воздуха от туманов кислотного и щелочного происхождения и мелких пылевых частиц.
Форсуночный (центробежный)
Отличительная особенность устройства в том, что поток газа при контакте с водой вращается очень быстро (орошаемый циклон). И под воздействием центробежной силы жидкость очищает воздух от твердых частиц. Вода создает капельную завесу. После смачивания и обволакивания поверхности пыли, частицы прилипают к внутренним стенкам конструкции, и стекают вниз.
Данный скруббер цилиндрической формы, его корпус расположен вертикально. Загрязненный воздух попадает в его нижнюю часть, и, поднимаясь вверх по спирали, проходит область, где расположены распыляющие воду форсунки.
Затем газ после очищения легко покидает конструкцию, так как верхняя часть цилиндра открыта.
Центробежный скруббер приспособлен для больших объемов газообразных выбросов.
Пенный
Скрубберы этого типа работают с помощью абсорбционного метода очистки воздуха. При их эксплуатации применяется вещество полидисперсного состава.
Используют пенные устройства для улавливания как твердых, так и газообразных веществ, которые присутствуют в отработанной воздушной массе и ее загрязняют.
Если твердые частицы превышают 5 мкм, то КПД устройства будет до 99%, а при наличии мелкой пыли — до 80%.
Фильтрация газов пенным скруббером осуществляется с помощью бутары с мелкими (до 5 мм) отверстиями. Над ней находится очиститель, растворяющий твердые частицы и дезактивирующий газообразные примеси, когда скорость движения воздуха не превышает 2 м/с.
Скруббер Вентури
Это изобретение укомплектовано трубой Вентури — деталью, состоящей из 2 конусообразных труб, соединенных сужениями по центру. Поэтому форма устройства похожа на песочные часы.
Активное дробление воды газообразной смесью происходит из-за быстрого его перемещения. В горловине скорость газов достигает до 170 м/с.
Данная система очистки от пыли снабжена сепаратором, а внутри форсуночные механизмы подают распыленную жидкость.
Соответственно законам аэродинамики, газовый поток, попадая в конфузор, набирает скорость (уравнение Бернулли). Чем большая разница в диаметре между расширенной и узкой частями этой детали, тем быстрее будет двигаться запыленный воздух. Образовываются завихрения (турбулентность), которые способствуют более интенсивному перемешиванию воды и газообразных выбросов.
Когда он достигает суженного места конфузора, то его орошают струи воды. Затем смесь воздуха и жидкости опускается вниз, к диффузору, и вещества вновь разделяются: вода, обволакивая поверхность пылинок, способствует их слипанию между собой. Таким образом, происходит сепарация капель жидкости, а очищенный воздух уходит в воздухоотвод.
Максимальное улавливание пыли происходит 2 раза за время прохождения воздуха по скрубберу Вентури. Это случается сразу при попадании воды в газообразный поток, потому что капли жидкости имеют меньшую скорость движения и таким образом они собирают пыль. Второй раз качественная очистка воздуха происходит во время снижения скорости воздуха. Капли воды двигаются быстрее его, и жидкость догоняет пылинки, заставляя их прилипать.
Преимущества и недостатки скрубберов Вентури
Самое главное преимущество этого устройства, это неравномерный диаметр трубы— он, то сужается, то расширяется. Еще повышает его надежность отсутствие подвижных механизмов. Система из-за этого приобретает компактность.
Недостатком в газоочистителе Вентури специалисты считают сочетание большой скорости движения потоков воздуха и наличие в нем абразивных примесей. Когда скруббер многократно эксплуатируется в таком нещадном режиме, то внутренняя поверхность устройства быстро изнашивается.
Для того чтобы укрепить конструкцию, изготовитель внутреннюю ее часть футерует карборундом (карбидом кремния). Это создает дополнительный защитный слой и продлевает время эксплуатации скруббера Вентори.
Также производитель выполнил все элементы защиты в съемном виде. Их решение повышает стоимость агрегата, но позволяет его ремонтировать.
Сегодня аппараты для физико-химической очистки газов, именуемые скрубберами, эксплуатируются повсеместно на производствах. Таким образом с помощью данных устройств экологическая ситуация в области размещения завода с выбросами не усугубляется.
Что такое скруббер, типы скрубберов, очистка от газов и загрязнений атмосферы
Скрубберы Вентури
Скрубберы Вентури являются эффективными аппаратами мокрого пылеулавливания. Общей конструктивной особенностью этих аппаратов является наличие трубы- распылителя, в которой происходит процесс дробления движущимся со скоростью до 150 м/с пылегазовым потоком орошающей жидкости, и установленного за ней каплеуловителя. Разработан большой ряд конструкций скрубберов Вентури (рис. 5.25).
Скрубберы Вентури с центральным (форсуночным) орошением (см. рис. 5.25, а). В скрубберах подобного типа подача орошающей жидкости осуществляется форсунками, установленными перед конфузором или непосредственно в нем. Давление перед форсунками обычно составляет от 0,2 до 0,3 МПа. В основном применяются центробежные (механические эвольвентные, цельнофакельные и др.) форсунки.
При угле αф максимально возможное расстояние от форсунки до верхней кромки конфузора составляет: d1/2 /2 ctg αф
Рис. 5.24. Номограмма для определения скорости воздуха и гидравлического сопротивления скоростных промывателей СИОТа.
Решающей жидкости используется при орошении через конфузор или горловину. Скрубберы Вентури с пленочным орошением (см. рис. 5.25, в). Для предотвращения образования отложений на стенках конфузора и диффузора при орошении трубы сильно загрязненной оборотной жидкостью предложена пленочная подача жидкости. Такая подача может применяться как совместно с подачей через форсунки или периферийной, так и самостоятельно, главным образом в щелевых трубах-распылителях.
Для обеспечения лучшего контакта газов с жидкостью по периметру горловины трубы с пленочным орошением рекомендуется предусматривать уступ. Для труб-распылителей с пленочным орошением большое значение имеет диаметр или ширина горловины. Размер максимально возможного диаметра или ширины горловины зависит от скорости газов, однако не рекомендуется принимать его больше 100 мм.
Скрубберы Вентури с подводом жидкости за счет энергии газового потока (см рис. 5.25, г) еще называют бесфорсуночными скрубберами Вентури. Они применяются в качестве абсорберов, но могут использоваться и для пылеулавливания, особенно при орошении оборотной жидкостью с большим количеством взвеси.
Рис. 5.25. Конструкция труб — распылителей.
а) центральный (форсуночный) подвод орошения; б) периферийное орошение; в) пленочное орошение; г) бесфорсуночное орошение.
Газы, подаваемые на очистку, контактируют с поверхностью жидкости, находящейся в приемной чаше или другой емкости, захватывают и увлекают жидкость за собой в виде брызг и капель в трубу-распылитель.
Гидравлическое сопротивление аппарата увеличивается с возрастанием удельного орошения, которое может быть обеспечено за счет повышения как скорости газа (при постоянном уровне жидкости). Так уровня жидкости (при постоянной скорости газа) Так, при скорее газов в горловине трубы-распылителя 50-60 м/с увеличение орошения с 0,8 до 3,3 л/м3 приводит к росту гидравлического сопротивления аппарата с 700 до 3000 Па Гидравлическое сопротивле бесфорсуночной трубы-распылителя ниже, чем трубы-распылителя форсуночным или периферийным орошением при одних и тех же удельного расхода орошающей жидкости и скорости половине. Это объясняется худшим дроблением капель в этом аппарате что приводит в свою очередь к более низкой его пылеулавливающей способности.
В зависимости от поставленной задачи основные элементы аппарата (труба-распылитель и каплеуловитель) компонуются раздельно или в едином корпусе (рис. 5.26 и 5.27).
Высоконапорные скрубберы Вентури (табл. 5.8) предназначены для обеспыливания газов с температурой до 400 °С и концентрацией пыли до 30 г/м3; допустимое содержание взвеси в оборотной воде 0,5 г/л.
Унифицированный ряд скрубберов Вентури с кольцевым сечением горловины (табл. 5.9) имеет такие же технические требования по концентрации пыли и содержанию взвеси в орошающей жидкости, как высоконапорные аппараты.
Есть две модификации скрубберов Вентури. Первая модификация рассчитана на производительность по газам от 2000 до 50000 м3/ч и включает четыре типоразмера. В аппаратах этой модификации предусмотрена регулировка сечения горловины с помощью конического обтекателя с углом раскрытия 7°. Труба-распылитель устанавливается внутри центробежного каплеуловителя (на диффузоре трубы закреплена центробежная розетка).
В трубах-распылителях с коничским обтекателем максимальное сечением.
5.26. Скруббер Вентури с выносным каплеуловителем.
1 — труба-распылитель; 2 — циклон — каплеуловитель.
Рис. 5.27. Скруббер Вентури с регулируемым сечением кольцевой горловины.
1 — форсунка; 2 — конфузор; 3 — горловина; 4 — регулирующий конус; 5 — диффузор; 6 — направляющий шток; 7 — центробежный завихритель; 8 — корпус каплеуловителя; 9 — люк
Таблица 5.8. Технические показатели типоразмерного ряда высокопарных труб Вентури.
Подача орошающей жидкости производится в конфузор трубы Вентури через форсунку с рассекающим конусом, установленную на уровне верхней кромки конфузора по оси трубы-распылителя.
Требуемый уровень гидравлического сопротивления обеспечивается за счет изменения значений удельного орошения от 0,5 до 3,5 л/м и скоростей газов в горловине трубы. Регулировочная характеристика скруббера Вентури с коническим обтекателем приведена на рис. 5.28, табл. 5.9.
Вторая модификация скрубберов Вентури рассчитана на производительность по газам от 50000 до 500000 м3/ч. Для регулирования сечения горловины установлен эллиптический (плоский) обтекатель. Скруббер Вентури компонуется из трубы-распылителя с регулируемым сечением горловины и отдельно стоящих (двух или одного) каплеуловителей.
В аппаратах второй модификации гидравлическое сопротивление (от 400 до 1200 Па) также обеспечивается регулировкой скорости газа в кольцевом сеченин горловины и величиной удельного орошения. Регулировочная характеристика скрубберов Вентури с эллиптическим обтекателем приведена на рис. 5.28, б. Минимальное сечение горловины — при верхнем положении обтекателя.
Рис. 5.28. Регулировочная характеристика скруббера Вентури.
а) с коническим обтекателем; б) с эллептическим обтекателем.
Рис. 5.29. Газопромыватель типа КМА.
1 — труба-распылитель; 2 — подвод воды; 3 — подвод воды в каплеуловитель; 4 — циклон-каплеуловитель; 5 — гидрозатвор для отвода шлама.
Таблица 5.9. Техническая характеристика скрубберов Вентури с кольцевой горловиной.
Для предотвращения образования отложений на границе раздела сухой и мокрой поверхностей корпуса предусмотрена дополнительная подача воды — в виде пленки, равномерно стекающей из камеры над конфузором. На орошение аппарата обычно подается оборотная вода с содержанием твердого до 0,5 г/л.
Типоразмерный ряд газопромывателей КМП включает аппараты производительностью от 7000 до 140000 м3/ч (табл. 5.10). Мокрые скоростные золоуловители МС-ВТИ разработаны для замены ранее применявшихся мокрых золоуловителей МП-ВТИ. Газопромыватели МС-ВТИ предназначены для очистки газов на энергоблоках мощностью до 200 МВт. Отметим, что в последнее время газопромыватели МС-ВТИ находят ограниченное применение.
Область применения
Вентури – это скруббер, подходящий для любого производства, имеющего выбросы загрязненного воздуха:
Фотогалерея
Типы скубберов и принцип работы каждого из них
В зависимости от особенностей и отличий скрубберов, их разделили на 4 вида. В процессе эксплуатации установок всех типов происходит фильтрация газов.
Скрубберы очень сокращают выбросы в атмосферу загрязняющих ее веществ.
Разница между ними состоит в способе пылеулавливания. Существует сухая и мокрая очистка воздушных потоков.
Мобильный скруббер бутара
Насадочный
Данный агрегат представлен в виде цилиндра. В его комплектации присутствуют различные насадки и приспособления. Их форма бывает как простой, так и замысловатой, но все они повышают уровень эффективности устройства.
Изобретение содержит оросительную систему, которая расположена внутри. Так как его напор при распылении жидкости невелик, то чтобы была достаточная производительность, насадочный скруббер имеет впечатлительные габариты.
Оправдана эксплуатация этого устройства в химической промышленности для очистки воздуха от туманов кислотного и щелочного происхождения и мелких пылевых частиц.
Форсуночный (центробежный)
Отличительная особенность устройства в том, что поток газа при контакте с водой вращается очень быстро (орошаемый циклон). И под воздействием центробежной силы жидкость очищает воздух от твердых частиц. Вода создает капельную завесу. После смачивания и обволакивания поверхности пыли, частицы прилипают к внутренним стенкам конструкции, и стекают вниз.
Данный скруббер цилиндрической формы, его корпус расположен вертикально. Загрязненный воздух попадает в его нижнюю часть, и, поднимаясь вверх по спирали, проходит область, где расположены распыляющие воду форсунки.
Затем газ после очищения легко покидает конструкцию, так как верхняя часть цилиндра открыта.
Центробежный скруббер приспособлен для больших объемов газообразных выбросов.
Пенный
Скрубберы этого типа работают с помощью абсорбционного метода очистки воздуха. При их эксплуатации применяется вещество полидисперсного состава.
Используют пенные устройства для улавливания как твердых, так и газообразных веществ, которые присутствуют в отработанной воздушной массе и ее загрязняют.
Если твердые частицы превышают 5 мкм, то КПД устройства будет до 99%, а при наличии мелкой пыли — до 80%.
Фильтрация газов пенным скруббером осуществляется с помощью бутары с мелкими (до 5 мм) отверстиями. Над ней находится очиститель, растворяющий твердые частицы и дезактивирующий газообразные примеси, когда скорость движения воздуха не превышает 2 м/с.
Скруббер Вентури
Это изобретение укомплектовано трубой Вентури — деталью, состоящей из 2 конусообразных труб, соединенных сужениями по центру. Поэтому форма устройства похожа на песочные часы.
Активное дробление воды газообразной смесью происходит из-за быстрого его перемещения. В горловине скорость газов достигает до 170 м/с.
Данная система очистки от пыли снабжена сепаратором, а внутри форсуночные механизмы подают распыленную жидкость.
Соответственно законам аэродинамики, газовый поток, попадая в конфузор, набирает скорость (уравнение Бернулли). Чем большая разница в диаметре между расширенной и узкой частями этой детали, тем быстрее будет двигаться запыленный воздух. Образовываются завихрения (турбулентность), которые способствуют более интенсивному перемешиванию воды и газообразных выбросов.
Когда он достигает суженного места конфузора, то его орошают струи воды. Затем смесь воздуха и жидкости опускается вниз, к диффузору, и вещества вновь разделяются: вода, обволакивая поверхность пылинок, способствует их слипанию между собой. Таким образом, происходит сепарация капель жидкости, а очищенный воздух уходит в воздухоотвод.
Максимальное улавливание пыли происходит 2 раза за время прохождения воздуха по скрубберу Вентури. Это случается сразу при попадании воды в газообразный поток, потому что капли жидкости имеют меньшую скорость движения и таким образом они собирают пыль. Второй раз качественная очистка воздуха происходит во время снижения скорости воздуха. Капли воды двигаются быстрее его, и жидкость догоняет пылинки, заставляя их прилипать.
Пылеуловители форсуночные мокрого типа
Аппараты являются разновидностью устройств инерционного типа, где осаждение частиц пыли происходит на каплях жидкости, которые удаляются в шламоприемник. Используются на предприятиях по обработке древесины, производящих текстиль и продукты питания. Основными частями такого устройства являются:
Рис. Форсуночный (а) и центробежный (б) скрубберы
Простейшее устройство представляет собой ряд форсунок, которые встраивают прямо в газоход. Используется там, где скорость газового потока не превышает 3 м/с.
К мокрым пылеуловителям такого типа относят еще одну разновидность — аппараты, которые работают в испарительном режиме. Отличительная черта – вода в устройство подается под высоким напором. В результате распыления она переходит в стадию тумана. Это позволяет укрупнять пыль и устранять в виде увлажненных частиц. На выходе из корпуса устройства в газе содержатся пары жидкости. Способ назвали мокро-сухим. Такие скруббера обеспечивают степень очистки газов почти стопроцентную, они эффективно охлаждают их и при всех этих плюсах расходуется небольшое количество воды. Основные показатели работы скрубберов форсуночного типа:
(Скорость витания зависит от размера и плотности частиц.)
Пылеуловители центробежные мокрые
Такие аппараты работают за счет сил инерции, которые возникают в результате завихрения потока воздуха с частичками пыли. В конструкции присутствует специальный завихритель. Конструктивно устройство представляет собой вертикальный циклон, нижняя часть которого заполнена водой. К нему поток воздуха из помещения подводится по тангенциально расположенным патрубкам. Вода закручивается его, смачивает стенки корпуса, создавая своеобразный смерч, пыль остается на них и выводится в специальный бункер. Он расположен в нижней части аппарата. Некоторые модели снабжены спиральным каналом. Здесь воздушный поток промывается жидкостью, а пыль, находящаяся на водных пленках, оседает на стенках этого канала. Расход воды для данных аппаратов находится в пределах 0,09 ÷0,18 м3/л. Эффективность очистки зависит от высоты циклона и резко падает с увеличением диаметра корпуса.
Скрубберы ударно-инерционного типа
Применяются устройства для очистки запыленных воздушных смесей в цехах промышленных предприятий легкой, химической, текстильной, пищевой промышленности. Принцип действия заключается в осаждении частиц пыли на поверхность жидкости. При этом, движущийся с определенной скоростью загрязненный воздушный поток ( обычно 25 ÷ 50 м/с) поворачивается на 180 0 и попадают на поверхность воды. Применяются такие устройства при очистке воздуха с пылевыми частичками, размер которых превышает 20 мкм.
Конструктивными частями устройства являются:
Рис. Барботажно-пенный пылеуловитель с провальной (а) и переливной (б) решетками
Барботажные пылеуловители
Барботажные скрубберы или их еще называют барботажно-пенными, работают, используя принцип барботирования смеси воды и пены. Загрязненный пылью и примесями воздух поступает под специальную решетку или несколько решеток (зависит от конструкции аппарата) через отверстия. Слой воды и пены, интенсивно барботируют и таким образом, поток воздуха очищается от пыли. Эффективность процесса очистки — 0,90 ÷ 0,95 и этот коэффициент зависит от скорости подачи загрязненного воздуха.
Производители выпускают барботажно-пенные аппараты 2 типов:
Режим работы скрубберов этого типа зависит от скорости подачи загрязненного воздуха, которая в корпусе под решеткой может достигать 2,5 м/сек. Чем она выше, тем выше качественные показатели очистки. Пропускная способность устройств лежит в пределах 2∙103 ÷ 60 103 м3/час, гидравлическое сопротивление 40∙105 ÷ 200 105 Па.
Обоснование необходимости использования морских скрубберов
Проблема загрязнения окружающей среды стоит все острее не только на суше, но и в акваториях. Увеличение масштабов экономического сотрудничества ведет к производству все более вместительных судов: нефтяных и газовых танкеров, контейнеровозов, сухогрузов.
Подавляющее большинство грузовых судов использует традиционные дизельные установки, а военные корабли нередко приводятся в движение газовыми турбинами, работающими на мазуте.
Мазуты – тяжелые остаточные фракции переработки нефти (и их смеси) – нередко используются в качестве топлива для котельных (топочный мазут), а также тихоходной техники и военных кораблей (флотский мазут).
Разумеется, сжигание – и мазута, и дизельного топлива – сопряжено с высоким уровнем загрязнения воздушного и морского бассейна разрушительными выбросами, среди которых особую опасность представляют оксиды серы (SOx), окислы азота (NOx), альдегиды, безпирен, производные антрацена, угарный газ и твердая пыль – сажа. Все выхлопы тяжелее воздуха рано или поздно оседают на водную гладь и в значительной степени вредят обитателям моря и экологии в целом.
Несколько сантиметров – именно такое расстояние может пройти крупный круизный лайнер на 1 литре дизельного топлива. Только представьте объем выхлопа, который создает сжигание полного бака топлива!
Помимо основных судовых энергетических установок (СЭУ), практически все суда, лайнеры, танкеры, ролкеры, лихтеровозы, балкеры и контейнеровозы оборудованы дополнительным оборудованием – нагревателями, второстепенными энергетическими контурами и отопительными котлами – выбросы которых также нуждаются в тщательной очистке.
Общий принцип работы скрубберов мокрого действия
Для нейтрализации выхлопных газов в индустриальной и энергетической промышленности, как правило, используются мокрые насадочные (пенные, барботажные) и безнасадочные скрубберы (орошаемые циклоны).
Принципиальная схема газоочистного аппарата вихревого действия. Для простоты на схеме изображена одна форсунка, хотя их число может доходить до десятка и выше. Туманоуловитель и контактный слой представлены лопастями вентиляторов, хотя их конструкции также могут быть очень разнообразны. Для более детального ознакомления с принципами действия и видами гзоочистных установок, пожалуйста, проследуйте на соответствующие страницы нашего сайта или посетите наш каталог оборудования мокрой очистки газов.
Морской судовой скруббер (marine scrubber), чье предназначение заключается в эффективной нейтрализации выхлопных газов от дизельтоплива или мазута, в целом, схож с гражданскими моделями устройств пылегазоочистки в базовом принципе действия.
В зависимости от условий эксплуатации и химического состава выхлопов может меняться как материал насадок, так и абсорбент, распыляющийся из форсунок. Возможно изготовление безнасадочных вихревых скрубберов ротационного типа на основе трубы Вентури.
Особенности проектирования
Стоит отметить, что проектирование скруббера для морских судов и кораблей, все же, имеет некоторые отличия.
Крайне целесообразно проводить расчет газоочистительного аппарата, учитывая практически неограниченное количество морской или речной воды, которая может играть роль эффективного абсорбента, а также участвовать в теплообменных процессах.
Схематичное представление установки, работающей по принципу открытого (сквозного) забора воды
Схематичное представление газоочистной секции с закрытым (внутренним) контуром
Видео-демонстрация работы аппаратов с открытым (слева) и закрытым (справа) контуром забора воды
Открытые, закрытые и комбинированные контуры
Использование морской воды естественной кислотности в качестве буфера прямоточной подачи. Отсутствие требований по реагентам и пресной воде
Открытые воды с высокой или умеренной кислотностью
Минимальные требования по подготовке воды. Буферизация с применением абсорбентов
Водные бассейны с низкой кислотностью: устья рек, порты, озера, каналы, бухты, континентальные водные артерии, а также зоны запрета слива жидкого балласта и льяльных вод
Возможность работы как в закрытом, так и в открытом режиме. Максимальная гибкость оборудования
Карта кислотности поверхностных вод Мирового океана
Конфигурации подвода газов
Многопоточный подвод газов
Один источник загрязнения обрабатывается одним скруббером
Несколько источников загрязнения обрабатываются одной скрубберной системой
Низкая стоимость установки в рамках перекомплектации судна
Минимальное вмешательство в систему трубопроводов
Оптимизация каждого аппарата под отдельный источник загрязнения
Установка в условиях ограниченной высоты выхлопной трубы
Рационален там, где невозможно установить несколько небольших газоочистных установок в силу нехватки места
Уменьшает требуемое количество вспомогательного оборудования в целом
Уменьшает общие затраты на пылегазоочистное оснащение
ООО «ПЗГО» осуществит монтаж скруббера на судне под ключ. Имеем технологические линии полного цикла, которые позволяют производить сопутствующее оборудование и коммуникации: промышленные холодильники, кондиционеры, рекуператоры тепла, воздуховоды, короба, газоходы.
Заключение
Самое главное преимущество этого устройства, это неравномерный диаметр трубы— он, то сужается, то расширяется. Еще повышает его надежность отсутствие подвижных механизмов. Система из-за этого приобретает компактность.
Недостатком в газоочистителе Вентури специалисты считают сочетание большой скорости движения потоков воздуха и наличие в нем абразивных примесей. Когда скруббер многократно эксплуатируется в таком нещадном режиме, то внутренняя поверхность устройства быстро изнашивается.
Для того чтобы укрепить конструкцию, изготовитель внутреннюю ее часть футерует карборундом (карбидом кремния). Это создает дополнительный защитный слой и продлевает время эксплуатации скруббера Вентори.
Также производитель выполнил все элементы защиты в съемном виде. Их решение повышает стоимость агрегата, но позволяет его ремонтировать.
Сегодня аппараты для физико-химической очистки газов, именуемые скрубберами, эксплуатируются повсеместно на производствах. Таким образом с помощью данных устройств экологическая ситуация в области размещения завода с выбросами не усугубляется.