Płuczki / Scrubbers

Oczyszczanie spalin na sucho i mokro 

Oczyszczanie gazów spalinowych polega na chemicznej eliminacji substancji zanieczyszczających. Kiedy do oczyszczenia wykożystujemy wodę (wraz z sodą kaustyczną - NaOH) nazywamy to oczyszczaniem "na mokro". Kiedy nie ma wody oczyszczanie prowadzone jest "na sucho". 

Oczyszczanie gazów na sucho polega na dozowaniu chemikalii w postaci pyłu do gazów spalinowych (np. wodorowęglan sodu), następnie przechodzą one do komory reakcyjnej oraz do filtra workowego. Pył wejdzie w reakcje z kwasami znajdującymi się w gazach w komorze mieszania oraz w filtrze workowym. 

Oczyszczanie gazów na mokro: wodę rozprasza się w gazach spalinowych. Roztwór ten kondensuje oraz miesza się wspomagając reakcje chemiczne. 

Użycie wody powoduje wzrost zagrożenia korozją. Uszkodzenia nie są powodowane bezpośrednio obecnościa wody, ale kwasów jak np. kwas chlorowy. HCl jest typowym "prowodyrem" korozjii, ponieważ punkt rosy chloru wynosi 142 st.C. Korozja głównie będzie pojawiała się na przewodach i w strukturze matalu. 

dry scrubbing

Zdjęcie 1: P&ID oczyszczania gazów spalinowych na sucho 

Temperatura oczyszczania gazów spalinowych na sucho (zdjęcie 1) wynosi powyżej 142 st.C. Dlatego nie powoduje skraplania się kwasu solnego. Oczyszczanie gazów spalinowych na sucho jest jednak ograniczone wydajnością i w niektórych przypadkach pojedynczy system do oczyszczania na sucho nie wystarcza. 

Kiedy pojedynczy układ do oczyszczania spalin nie wystarcza do osiągnięcia wystarczającego poziomu emisji, układ do oczyszczania spalin może zostać zaprojekowany jako dwustopniowy: najpierw oczyszczanie na sucho, a potem kaskadowo na mokro. (zdjęcie 3). 

dry scrubbing

Zdjęcie 3: P&ID suchego oraz mokrego oczyszczania.

Porównując układy oczyszczania na sucho oraz na mokro, oczyszczanie na mokro jest bardziej wydajne. 

Półsuche oraz półmokre oczyszczanie 

Ponieważ, scrabbery wykorzystują mleko wapienne (mleko wapienne jest także wykorzystywane przy oczyszczaniu na sucho), nie można ich nazwać 100% płuczkami, ale zasada działania jest taka sama jak przy płukaniu wodą. Ten typ płuczek nazywamy półsuchymi (=półmokrymi). 

Typy oczyszczania na mokro 

wyróżnia się wiele typów oczyszczania na mokro:

  • Płuczki wieżowe, jest to bardzo wydajna płuczka, ale szybko się zapycha
  • Płuczka Venturi'ego, która jest głównie wykorzystywana do eliminacje pyłów. Obecnie mniej się wykorzystuje tego typu płuczki, ze względu na obecność filtra workowego, który wyłapuje w znacznym stopniu pyły z gazów spalinowych. 
  • Płuczka wirowa, jest ona często przedstawiana jako płuczka z niskimi kosztami utrzymania. Wytwarzają sie w niej turbulencje, które poprawiają wydajność reakcji chemicznych. Nie są one tak wydajne jak płuczki wieżowe, ale ryzyko zapchania jest mniejsze. 
  • Złożone, jak płuczka Venturiego, płuczka wieżowa oraz odmgławiacz 

Odgmławiacz wykorzystywany jest do zmniejszenia zużywanej wody. Woda zostaje w płuczce oraz dym na kominie jest mniej widoczny. 

Dlaczego nie stosujemy tylko oczyszczania na mokro?

Oczyszczanie gazów spalinowych na mokro pozostawia mokre pozostałości. Są one pokaźne objętościowo oraz mają spory ciężar. Jest to solanka, czasami dodatkowo zanieczyszczona pyłem. Są to drogie odpady.

Aby zoptymalizować koszty oczyszczania gazów spalinowych lub scrubbingu, pierwszym wyborem zawsze jest dla nas oczyszczanie na sucho. Po drugie, jeżeli efektywność oczyszczania na sucho będzie nie wystarczająca dodajemy oczyszczanie na mokro w kaskadzie.Takie podejście jest popularne w Europie ze względu na koszty oraz na sprostanie limitom emeisyjnym EU.

Koszty inwestycyjne oraz operacyjne płuczek

Wybór płuczek nie zależy wyłącznie od ich kosztów inwestycyjnych, ale także od ich kosztów operacyjnych oraz kompetencji. 

Koszty inwestycyjne są związane z wyposażeniem płuczki oraz z know how zawartym w projekcie.

Koszty operacyjne to głównie koszt materiałów eksploatacyjnych oraz pozostałości poprocesowych. Czasami wydajniejszym jest dodanie kolejnego filtra workowego tylko po to, żeby usunąć pyły z gazów spalinowych, a dopiero potem poddać je chemicznemu oczyszczaniu na sucho  (patrz zdjęcie 2).

dry scrubbing with extra bag house

Zdjęcie 2: P&ID z filtrem workowym oraz oczyszczaniem na sucho 

To jest tylko kilka przykładów pomagających w doborze odpowiedniego rozwiązania oczyszczania gazów spalinowych.