1

Odpylacze mokre

Odpylacze wieżowe. Odpylacze ze złożem fluidalnym. Odpylacze barbotażowe. Odpylacze

Venturiego.

Seferyn Marcin 277770

Sromek Lidia 268488

Walasek Katarzyna 268501

gr. 4, Inżynieria Środowiska

2

Spis treści

1. Odpylacze mokre.................................................................................................................3

2.1 Odpylacze wieżowe……………………………………………………………………..3

a) Budowa i schemat działania……………………………………………………………...3

b)Wady i zalety……………………………………………………………………………...4

c)Przykłady zastosowania……………………………………………………………………5

2.2. Odpylacze ze złożem fluidalnym………………………………………………………..5

a) Budowa i schemat działania…………………………………………………………….....5

b)Wady i zalety……………………………………………………………………………...6

c)Przykłady zastosowania…………………………………………………………………....6

2.3 Odpylacze barbotażowe....................................................................................................7

a) Budowa i schemat działania…………………………………………………………….....7

b)Wady i zalety……………………………………………………………………………...8

c)Przykłady zastosowania……………………………………………………………………9

2.4 Odpylacze Venturiego……………………………………………………………………9

a) Budowa i schemat działania……………………………………………………………….9

b)Wady i zalety……………………………………………………………………………...11

c)Koszty budowy i eksploatacji……………………………………………………………..11

d)Przykłady zastosowania……………………………………………………………...........12

3.Podsumowanie…………………………………………………………………………......12

4.Literatura………………………………………………………………………………......13

5. Spis rysunków.......................................................................................................................13

6.Spis tabel................................................................................................................................13

3

1. Odpylacze mokre

Odpylacze mokre to urządzenia odpylające, które oczyszczają gazy z pyłów. Ogólnie i

uproszczone działanie odpylaczy mokrych polega na transporcie pyłów z gazów do cieczy.
Tą metodą oczyszcza się gazy, które są bardzo wilgotne; gazy gorące; gazy, których suchy
pył grozi zapaleniem lub wybuchem.

Proces wymywania ziaren pyłu ze strumienia gazu dzieli się na 3 fazy:

1.Ziarno w pierwszej fazie doprowadzone zostaje do powierzchni kropli w wyniku działania
sił: dyfuzji molekularnej, bezwładności, kondensacji;
2.Ziarno zostaje przechwycone przez kroplę cieczy wnikając do jej wnętrza lub pozostając na
jej powierzchni;
3.Kropla cieczy wraz z przechwyconym ziarnem czy ziarnami pyłu zostaje odprowadzona ze
strefy odpylania i oddzielona ze strumienia gazu. (Szklarczyk M., 2001: Ochrona atmosfery,
Wydawnictwo uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn)

2.1 Odpylacze wieżowe

a) Budowa i schemat działania

Płuczki wieżowe to urządzenia o prostej budowie. Zasada działania opiera się na

wykorzystaniu faktu długiego czasu przebywania cieczy i odpylanego gazu.
Wykorzystuje się je w jednoczesnym odpylaniu i schładzaniu gazów z gorących procesów
technologicznych.
Ze względu na budowę płuczki wieżowe dzieli się na płuczki bez wypełnienia lub płuczki z
wypełnieniem stanowiącym złoże filtracyjne. Specyficznym rodzajem wypełnienia jest złoże
fluidalne.

Najprostszy mokry odpylacz to płuczka bez wypełnienia. Płuczka bez wypełnienia to

wieża chłodnicza z bezpośrednim wtryskiem wody chłodzącej. Po tym wtrysku surowy gaz
kieruje się do dołu, a natrysk wody do góry. Rozpylanie wody najczęściej następuje przy
udziale centralnie ustawionej dyszy. W płuczkach bez wypełnienia skuteczność odpylania i
chłodzenia gazu zależy od czasu kontaktu wody z pyłami. Z tego powodu prędkość gazu jest
mała, nie przekraczająca 1m/s. Płuczki mają 30, czasem 40 m wysokości. Dzięki temu gaz
może ulec schłodzeniu do ponad 100 stopni C przy jednoczesnej skuteczności odpylania
rzędu 50-80%.

Budowa płuczki z wypełnieniem swoją konstrukcją bardzo przypomina płuczkę bez

wypełnienia. Różnią się posiadaniem dodatkowego złoża filtracyjnego. Złożona z pierścieni
Raschiga, wiórów metalowych, koksu, żwiru warstwa złoża filtracyjnego znajduje się na
ruszcie z siatki lub blachy perforowanej. Warstwa filtracyjna może być również złożona ze
specjalnych wkładek plastikowych o mocno rozwiniętej powierzchni. Gaz doprowadzony jest
od dołu, często stycznie z zawirowaniem cyklonowym, natomiast natrysk wody następuje od
góry, na warstwę filtracyjną. Złoże to obszar, w którym dochodzi do kontaktu wody i pyłu.
Dodatkowa warstwa filtracyjna występuje w górnej części odpylacza. Jest to odkraplacz. Gaz
przepływa przez płuczkę z prędkością od 1 do 1,5 m/s.

4

b) Wady i zalety

Płuczki bez wypełnienia mają wadę w postaci dużego zużycia wody. Zużycie to

wynosi do 6 dm

3

/m

3

oczyszczanego gazu. W płuczkach z wypełnieniem zużycie wynosi od 1

do 20 dm

3

/m

3

i zależy od konstrukcji. Kolejnymi wadami płuczek bez wypełnienia są: niska

skuteczność odpylania oraz przenoszenie zanieczyszczenia z gazu do wody. Zaletą, która
cechuje te odpylacze jest prosta budowa. Niewielkie opory przepływu wody to druga zaleta
tych odpylaczy.

Rys. 1. Płuczka bez wypełniania

5

Rys. 2. Kolumna z wypełnieniem nieruchomym.

1- półka oporowa; 2- wypełnienie; 3-doprowadzenie cieczy; 4-odkraplacz

c) Przykłady zastosowań

Płuczki z wypełnieniem stosowane są dla pyłów o średnicach ziaren powyżej 2



m.

Znajdują zastosowanie w przemyśle hutniczym, odlewniczym, nawozów sztucznych.

2.2 Odpylacze ze złożem fluidalnym

a) Budowa i schemat działania

Złoże w tym odpylaczu składa się zazwyczaj z lekkich kulek (używane są

również złoża o innych kształtach) o średnicy 30-40mm które są podnoszone przez gaz

wtłaczany od dołu urządzenia, spadek ciśnienia jest wyjątkowo niski. W środku odpylacza

kulki poruszają się w losowych kierunkach, obracając się, wpadając i ocierając o siebie.

Poprzez ciągły ruch zawartości złoża, kulki same się oczyszczają. Dzięki temu spada

możliwość awarii odpylacza, zapobiega odkładaniu się na nich osadu i wzrasta jego

efektywność. Podczas tych ruchów zostaje ułatwione mieszanie się ziaren pyłu z kroplami

wody, a także wnikanie ziaren w głąb kropel. Odpylacz tego typu musi również zawierać

wirnikowy odkraplacz znajdujący się w górnej część urządzenia, który odrzuca krople cieczy

od ścian. Odpylacze ze złożem fluidalnym najczęściej używane są do gazów w których

znajdują się substancje oleiste, dla pyłów trudno zwilżanych lub pyłów, które tworzą lepkie

substancje w połączeniu z wodą. Prędkość przepływu gazu przez odpylacz wynosi 2,5-5 m/s.

6

b) Wady i zalety

Zalety:

-niskie zużycie wody 0,1-1dm3/m3

-mały spadek ciśnienia 70-1000n/m2

-wysoka skuteczność 90-99%

-możliwość zastosowania w odpylaniu gazów z elektrolizerów przy redukcji aluminium

-możliwość odpylania gazów niebezpiecznych (palnych i wybuchowych) i gazów z

substancjami oleistymi

Wady:

-wysoki koszt eksploatacji

-dodatkowe koszty z neutralizacją wody z odpylacza

-zwiększone ryzyko korozji

c)Przykłady zastosowań

Stosowane w przemysłach odlewniczych, chemicznych, spożywczych, hutnictwie do

odpylania gazów przemysłowych większych niż 1 um.

Rys. 3. Schemat odpylacza z ruchomym wypełnieniem.

1- wlot gazów zapylonych; 2-ruszt dolny; 3lekkie wypełnienie ruchome; 4 - ruszt górny;5-

zraszacz; 6- odkraplacz; 7 pompa; 8 wylot gazów odpylanych

7

2.3 Odpylacze barbotażowe

a)Budowa i schemat działania

Inaczej nazywany płuczkiem pianowym. Wykorzystuje on zjawisko barbotażu

które polega na przepuszczaniu gazu przez ciecz co zwiększa powierzchnie kontaktu.

Odpylacze te stanowią kolumny na której są umieszczane jedna lub więcej półek. Pułki

zazwyczaj są sitowe z okrągłymi otworami o średnicy 2-5 mm, uderzeniowe, kołpakowe lub

zaworowe. Powierzchnia swobodna półki (powierzchnia otworów) wynosi ok. 20%, a liczba

otworów zależy od wielkości pułki, znajduje się w okolicach 6-30 tyś. Na półki zostaje

wylany roztwór w takiej ilości, żeby cała półka z szczelinami znajdowała się pod jego

powierzchnią. Ciecz przepływająca przez odpylacz płynie poziomo od otworów przelewu-

wlotowego do otworu wylotowego następnego przelewu, którym trafia na kolejną półkę.

Ciecz spływająca z ostatniej pułki ląduje w zbiorniku w dolnej części odpylacza skąd jest

następnie usuwana. Przed wprowadzeniem gazu do obiegu jest on chłodzony ,nawilżany i

rozdzielany na parę mniejszych strumieni. Gazy wydostaje się nad półkę przez otwory.

Podczas przedostawania się gazu na powierzchnie następuje wzburzenie płynu w

konsekwencji czego do cieczy przyłączają się cząstki pyłu , które zostały wytrącone z gazu.

Zwiększając ciśnienie gazu przelatującego przez płyn można zauważyć pojawianie się piany

na powierzchni cieczy. Poprzez ciągłe tworzenie i destrukcję piany wzrasta

prawdopodobieństwo kontaktu drobin pyłu z cieczą, co powoduje wzrost skuteczności

odpylacza. Pod odpowiednim ciśnieniem gazu powstaje stan równowagi dynamicznej o

zawsze takiej samej wysokości ruchomej piany. Zauważono, że jeszcze przed przedostaniem

się gazu do cieczy niektóre z większych cząsteczek pyłu oddzielają się od gazu. Liczba półek

w kolumnie wynika z zapylenia gazu i wymaganego stopnia odpylenia, również zwiększenie

liczby półek powiększa sprawność działania odpylacza. Spadek ciśnienia zależy od ilości

półek , na jednej wynosi ok. 400-1000Pa.

8

Rys. 4. Scuber półkowy

a)półka sitowa; b)uderzeniowa; c)kołpakowa; d)zaworowa; 1- półki; 2- przelew; 3-

odkraplacz; 4-otwory; 5-przegrody; 6 -kołpaki; 7- zawory

b)Wady i zalety

Zalety:

-małe rozmiary odpylacza

-prosta i zwarta budowa

-wysoka skuteczność działania (ok.95%) dla ziaren >1m

-niskie zużycie wody 0,1-0,3 dm3/m3

-możliwość odpylania gazów niebezpiecznych (palnych i wybuchowych)

Wady:

-konieczność schłodzenia gazów

-duża prędkość gazu w płuczce 40-100 m/s

-duże straty ciśnienia 1500-4250 N/m2

9

-korozja odpylacza

c) Przykłady zastosowań

Stosowane w przemysłach odlewniczych, chemicznych, spożywczych, hutnictwie do

odpylania gazów przemysłowych większych niż 2 um.

2.4 Odpylacze Venturiego

a) Budowa i schemat działania:

Płuczkę Venturiego buduje tzw. Zwężka Venturiego, która składa się z konfuzora ,

gardzieli i dyfuzora. Za zwężką umieszczony jest separator wody.

Rys. 5. Schemat konstrukcji zwężki Venturiego.

1- konfuzor, 2-przewężenie, 3-doprowadzenie cieczy, 4-dyfuzor

Zapylony gaz trafia do konfuzora i następuje zwiększenie prędkości jego przepływu, przy
czym spada ciśnienie statyczne. W najwęższej części zwężki prędkość gazu może osiągnąć
nawet 120 m/s. Zazwyczaj jednak prędkości wahają się w granicach 50 m/s. Procesy te
mogą prowadzić do kondensacji pary wodnej, którą zawierają gazy na ziarnach pyłu. W
przewężeniu zwężki dochodzi do intensywnego wlewu wody, która wraz ze strumieniem gazu
przemieszcza się. Podczas tego transportu, w wyniku znacznych prędkości rozbija się na
wiele mniejszych kropelek ,wzrasta ich ilość, a co za tym idzie polepsza się sprawność
odpylania .Ich średnice mogą być mniejsze niż 25 nanometrów. Takie wielkości kropelek,
skoncentrowanych w jednym miejscu w dużych ilościach tworzą mgłę wodną. Ze względu na
dużą burzliwość przepływającego gazu, kropelki zostają wymieszane z całością gazu. Istotą
tego procesu jest zderzenie się pyłu z kroplami wody. Proces ten nazywany jest koagulacją.
Koagulacja polega na łączeniu się pojedynczych cząstek koloidalnych obecnych w wodzie w
agregaty, a kolejno w większe szybko opadające zespoły. Koagulacja następuje w dyfuzorze
zwężki. Poprzez dalsze zderzanie się kropel wody, osiągają one na wylocie dyfuzora dość

10

spore rozmiary. Kolejno, krople mogą być oddzielone od strumienia gazu w odpylaczu
odśrodkowym czy odkraplaczu łopatkowym bądź labiryntowym.

W zależności od energii strumienia przepływającego gazu i sposobu dostarczenia cieczy do
gardzieli , odpylacze Venturiego dzielimy na:



Ciśnieniowe-rozpraszające



Ejekcyjne

W odpylaczach ciśnieniowych-rozpraszających , główną rolę odgrywa energia strumienia
oczyszczanego gazu . Prowadzi ona do powstania kropel, które wyrównują swoją
prędkość z prędkością gazu w obrębie gardzieli.

Z kolei w skruberach ejekcyjnych znaczącą rolę odgrywają tzw. ciśnieniowe dysze
hydrauliczne. Dzięki ich działaniu, zanieczyszczony gaz trafia do gardzieli. Są one
używane, gdy oczyszczane gazy stwarzają niebezpieczeństwo wybuchu, mają działanie
korozyjne bądź erozyjne.

W skruberach tych przekrój wlotowy do gardzieli może być :



Stały



Zmienny – wlot do gardzieli jest zmieniany przy pomocy przesuwanej tarczy,

stożka lub ruchomej przesłony

Sposoby doprowadzania cieczy do odpylacza Venturiego. Ciecz może być doprowadzana:



Z obwodu gardzieli bądź konfuzora



Osiowo, w postaci natrysku w konfuzorze



W postaci warstewki ściekającej po obwodzie konfuzora



W efekcie rozpraszania cieczy na krople unoszone ze strumieniem gazu wpływającym
do gardzieli

Konstrukcje odpylaczy Venturiego charakteryzują się dużym zróżnicowaniem w budowie.
Wpływ ma przede wszystkim kształt gardzieli. Może on mieć charakter kołowy, szczelinowy
bądź pierścieniowy. Przekroje kołowe są wykorzystywane przy małych objętościach
strumieni gazu. Przy dużych objętościach stosuje się zazwyczaj przekroje szczelinowe i
pierścieniowe.Przekroje pierścieniowe gardzieli używane są często do usuwania bardzo
dużych objętości strumienia gazu , powyżej 50 m

3

/s, bardzo często równocześnie usuwane

jest SO

2

.

Inny podział odpylaczy Venturiego:



Niskociśnieniowe,służące do odpylania wstępnego



Wysokociśnieniowe, służące do usuwania z gazów cząstek
submikronowych,czyli mniejszych niż mikrometr

11

b) Wady i zalety

Wady:
-odpylacz Venturiego wymaga dużych nakładów energetycznych związane z przetłaczaniem
cieczy .
- dodatkowe koszty związane z gospodarką wodno-ściekową i problem ochrony środowiska
-konieczność stosowania w konstrukcji droższych materiałów, ze względu na ewentualność
wystąpienia korozji (wysokie koszty eksploatacyjne)
-niemożność zastosowania dla pyłów o właściwościach cementujących, wchodzących w
reakcję z wodą oraz dla pyłów niezwilżalnych np. sadzy

Zalety:
-prosta budowa
- możliwość schładzania gorących gazów pochodzących z produkcji przemysłowej
- możliwość odpylania gazów wybuchowych
-możliwość w wytrącania submikronowych ziaren pyłu, czego nie posiadają inne odpylacze
mokre

c) Koszty budowy i eksploatacji

Koszty inwestycyjne – budowy związane są z wielkością strumienia oczyszczanego

gazu , rodzaj i grubość materiału , z którego zbudowany jest odpylacz oraz ciśnienia
roboczego w aparacie.

Koszt budowy obejmuje: rurę Venturiego, odkraplacz ,wentylator, pompę cyrkulacyjną i
zbiornik cieczy.

Wykonanie odpylacza przy wykładzinie epoksydowej jest o 10% droższe niż wykonanie
skrubera ze stali węglowej. Z kolei wykonanie go z wykładziny gumowej lub włókna
szklanego wzmocnionego plastyfikatorem jest droższe o 60%.

Najbardziej opłacalne jest zainwestowanie w żeliwo, przy czym należy pamiętać, że nie może
być mowy o zagrożeniu korozyjnym. Gdy przewidywane jest wystąpienie korozji bądź
erozji, zalecane jest stosowanie stopów żeliwnych, które zawierają nikiel ( 13,5-35 %),stali
kwasoodpornych albo stopów specjalnych. Stopy specjalne stosuje się, gdy istnieje duże
prawdopodobieństwo wystąpienia w strumieniu gazu oczyszczanego substancji silnie
utleniających lub redukujących.

Aby zmniejszyć koszty konstrukcyjne wykorzystuje się metale odporne, które wykładają stal
węglową. Należą do nich m.in. guma, teflon, grafit, tworzywa ceramiczne. Zabezpieczają one
konstrukcję przed ewentualną korozją i erozją.

Koszty eksploatacji wiążą się z terminowymi przeglądami oraz remontami a przede
wszystkim z kwalifikacjami osób obsługujących urządzenie. Oczyszczanie gazów z

12

zanieczyszczeń pociąga za sobą istnienie ścieków. Przy kosztach użytkowania należy więc
wziąć pod uwagę również gospodarkę wodno-ściekową.

d) Przykłady zastosowania

Skrubery są stosowane w przemyśle celulozowym, w zakładach produkujących

nawozy sztuczne, kwas fosforowy i siarkowy oraz do oczyszczania spalin odlotowych z
kotłów energetycznych i przemysłowych. Do oczyszczania gazów ze źródeł o zmiennej emisji
zanieczyszczeń są stosowane również skrubery Venturiego z wirującą tarczą zalewaną cieczą.
(Jerzy Warych „Oczyszczanie gazów. Procesy i aparatura” )

3.Podsumowanie

Tabela sporządzona na podstawie : Szklarczyk M., 2001: Ochrona atmosfery, Wydawnictwo
uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn

1.Odpylacze
wieżowe

2. Odpylacze ze
złożem
fluidalnym

3.Odpylacze
barbotażowe

4.Odpylacze
Venturiego

Prędkość

przepływu

gazu

1 - 1,5 m/s

2,5 – 5 m/s

40 – 100 m/s

60-120 m/s

Zużycie wody

1-20 dm

3

/m

3

0,1 – 1 dm

3

/m

3

Średnica ziaren pyłu

> 1



m

Skuteczność

80-95%

90 - 99%.

98 – 99%

99,9%

Straty ciśnienia

100-500
N/m

2

70 – 1000 N/m

2

Natężenie

przepływu

gazu

5000–25000
m

2

/h

Opór przepływu gazu

1500–4250
N/m

2

13

4. Literatura

1.Mazur M., 2004: System ochrony powietrza,

wydawnictwo AGH,

Kraków

2. Szklarczyk M., 2001: Ochrona atmosfery, Wydawnictwo uniwersytetu Warmińsko-
Mazurskiego, Olsztyn
3.Warych J., 1998: Oczyszczanie gazów. Procesy i aparatura, WNT, Warszawa

5.Spis rysunków

Rys. 1. Płuczka bez wypełniania
Rys. 2. Kolumna z wypełnieniem nieruchomym.
Rys. 3. Schemat odpylacza z ruchomym wypełnieniem.
Rys. 4. Scuber półkowy
Rys. 5. Schemat konstrukcji zwężki Venturiego.

6. Spis tabel

1. Tabela podsumowująca sporządzona na podstawie : Szklarczyk M., 2001: Ochrona
atmosfery, Wydawnictwo uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn