В.Ю. Козловский Е.И. Жилинская канд. техн. наук(ЗАО СтандартИммаш, Москва)Современные технологии в области очистки газовых выбросов: керамические фильтровальные элементы Cerafil Современное развитие общества стремительно наращивает потребление сырья и энергии. Такого рода технологическая экспансия приводит к последствиям, представляющим все большую опасность для всего человечества. Таким образом, задача снижения выбросов в атмосферу является первоочередной. Уникальная технология CerafilÒ, разработаннаяспециалистами из Великобритании и протестированная уже на более чем на 180 предприятиях за рубежом является идеальным решением данной проблемы. Modern development of a society promptly increases consumption of raw material and energy. Such technological expansion leads to the consequences representing the increasing danger to mankind. Thus, the problem of decrease in emissions in the atmosphere is prime. Unique technology CerafilÒ is the perfect decision of this problem, moreover it has been already testing at more than 180 plants abroad. В свете исполнения федеральных законов «Об охране окружающей среды» и «Об охране атмосферного воздуха» российские предприятия в настоящее время начинают обращать больше внимания вопросам газоочистки: модернизации технологических агрегатов, реконструкции и капитальному ремонту систем пылегазоочистки, внедрению новых прогрессивных технологий газоочистки, хорошо зарекомендовавших себя на предприятиях одноименной направленности по всему миру уже не одно десятилетие. Изложенная в государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2005 году» информация о состоянии экологической обстановки в регионах и по различным видам экономической деятельности, позволяет сделать вывод о том, что «наибольшими объемами выбросов в атмосферу характеризуются обрабатывающие производства и предприятия по добыче полезных ископаемых. Производственные процессы, связанные с добычей, обогащением руд и металлургическими переделами, сопровождаются образованием большого количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Таким образом, задача снижения выбросов в атмосферу от предприятий данных отраслей экономики является первоочередной» [1]. На российских предприятиях в основном применяются следующие типы газоочистного оборудования: рукавные фильтры, циклоны, электрофильтры, скрубберы мокрой очистки. Компания Madison Filter (Clear Edge Group, Великобритания) вот уже более 20 лет занимается разработкой и внедрением на различных предприятиях газоочистных установок с керамическими фильтровальными элементами Cerafil®, которые применяются более чем на 180 предприятиях по всему миру. Фильтровальные элементы Cerafil® предназначены для очистки газовых выбросов с рабочей температурой до 900 ºС (наиболее часто применяются в интервалах температур 200…450 ºС). Использование элементов Cerafil позволяет расширить диапазон применения сухой фильтрации газов и избежать сооружения дорогостоящих систем предварительного охлаждения газовых выбросов. Отходящие очищенные высокотемпературные газы могут быть направлены на рекуперацию. Cerafilудаляет частицы – пыль, дым и газообразные испарения, образующиеся в процессе промышленного производства. Cerafil – это твердый, с низкой плотностью, высокой порозностью и отличной регенерацией фильтрующий элемент, изготовленный из алюмосиликатных волокон (Al2О3 +SiO2) и скрепленных между собой смесью органических и неорганических связующих материалов. Процесс изготовления Cerafilсходен с литьем под давлением, благодаря чему элементы имеют плотную наружную поверхность и не требуют дополнительной обработки».[2] Элементы Cerafil отлично подходят как для технологических процессов, протекающих с большим выделением тепла, при различных температурах газов и скачках температуры, так и для очистки газов, попадающих под требования экологического законодательства. Сжигание отходов было одним из первых процессов, где начали применяться керамические элементы Cerafil. На рис. 1. показано, что во время фильтрации с использованием фильтрующих элементов Cerafil, загрязненный газ проходит через элемент в виде трубы и происходит отделение частиц из газа. Дым, газообразные испарения и частицы пыли собираются на внешних стенках фильтровального элемента и, таким образом, формируется кек, который периодически удаляется при помощи импульсов сжатого воздуха, подаваемого с обратной стороны. Удаленный кек собирается в приемном бункере для дальнейшей переработки или утилизации. Процессы, где применяются Cerafil®, схожи с теми, в которых применяются традиционные фильтровальные материалы (ткани, рукава, мешки), c одним ключевым отличием: не требуется система поддержки, как для тканей, т.к. Cerafil® имеет жесткую конструкцию и монтируется на встроенном фланце. Элементами Сerafil® можно оснащать существующие корпуса рукавных фильтров. На рис. 2 схематично показано типичное закрепление Cerafil® и крепление в реальных условиях. Элементы вставляются в металлическую плиту с отверстиями c соответствующими уплотнениями и прижимаются фиксирующей плитой. Расстояние между упорной и фиксирующей плитой выбирается таким образом, чтобы уплотнение было сжато на определенную величину и эффективно работало. Поскольку фильтровальный элемент Cerafil изготовлен из инертных оксидных материалов, то он противостоит большинству кислых и щелочных сред. Воздействовать на Cerafilмогут только соединения, содержащие HF, присутствующие в значительной концентрации и конденсирующиеся. Имеющийся опыт эксплуатации фильтрованных элементов показывает, что средний срок службы фильтровальных элементов Cerafil составляет 4 года [2]. Применение Cerafil возможно на предприятиях черной и цветной металлургии, химической и нефтегазовой промышленности, мусороперерабатывающих заводах, ТЭЦ и других предприятиях. В настоящее время компания Madison Filter сделала следующий шаг в развитии технологии производства Cerafilи предлагает к применению новые типы фильтровальных элементов: CerafilGreen и CerafilTopKat. Элементы CerafilGreen обладают более высокими прочностными характеристиками, чем обычные Cerafil. Они производятся с использованием смеси оксидных волокон, а не стандартных алюмосиликатных керамических волокон. Эти волокна дают следующие преимущества: во-первых, почти двойное увеличение прочности и, во-вторых, при контакте с определенными газообразными веществами, эти вещества не будут задерживаться и накапливаться в теле фильтровального элемента, а будут быстро растворены. Этот новый материал был получен для увеличения и улучшения свойств керамических фильтровальных элементов, для их способности сопротивляться возможным повреждениям, которые могут проявиться от различных физических явлений или неожидаемых событий, таких как: землетрясение, вибрации, взрывы и другие процессы, которые могут воздействовать извне. На микроснимках (рисунки 3, 4) представлены фотографии двух разных фильтровальных элементов. Слева поверхность элементов Cerafil Green содержит открытую волокнистую структуру, обеспечивающую хорошие фильтрующие свойства и генерирующую стабильный фильтровальный кек и, соответственно, стабильный рабочий перепад давления. Справа – микроснимок керамического элемента не типа Cerafil. Можно видеть, что поверхность очень закрытая. Это из-за того, что некоторая дополнительная обработка поверхности была произведена после формирования элемента. Такая обработка увеличивает стойкость, но делает поверхность с закрытой структурой и, как результат, происходит плохое формирование кека и нестабильность характеристик по перепаду давления [2]. Кардинальные улучшения существующих фильтровальных технологий Cerafil воплотились в новом продукте CerafilTopKat. В данном элементе произошло соединение минеральных волокон и катализатора, что позволяет удалять частицы и подготовленные газообразные загрязнения за один этап фильтрации. CerafilTopKat – это шаг в изменении технологии улавливания и контроля выбросов. Предложение по высокоэффективному улавливанию микрочастиц и высокоэффективному разрушению летучих органических соединений и снижению NOx за одностадийный процесс при температуре от 170 до 450 oC, в зависимости от типа TopKat, отобранного для определенного применения. Поэтому этот многократный сорбент может быть применен при газовой обработке c меньшими затратами, чем при традиционных методах. Хотя керамические фильтры, изготавливаемые с использованием керамического материала и минеральных волокон, и в то же время катализаторы используются по отдельности для контроля газовых выбросов в окружающую среду в течение многих лет, это впервые, когда было произведено совмещение [2]. В новом продукте присутствует катализатор, что дает настоящее улучшение характеристик и реальное преимущество. Катализатор, включенный в TopKat элементы, состоит из окисных микрочастиц с очень высокой поверхностной площадью. Кроме того, частицы равномерно распределены по всему фильтру. Эти особенности в комбинации подливают время контакта между загрязнителями и катализатором, таким образом, происходит чрезвычайно эффективное удаление. Данные рис. 5, предоставленные экспертами из Великобритании, показывают насколько эффективна на сегодняшний день новая технология. Использование данного продукта для улавливания пыли и летучих органических соединений дает одновременно снижение выбросов и упрощение пути прохождения газовой очистки, улучшение контроля над выбросами, а также в перспективе уменьшение необходимого обслуживания и стоимостную эффективность.Таким образом, из многочисленных преимуществ Cerafil можно выделить основные:высокотемпературные возможности (до 900 С);высокая степень очистки газа:строгое соответствие требованиям по проскоку частиц;эффективный сбор продукта; очищение от частиц с размером меньше микрона;простая газоподготовка;применение в различных отраслях промышленности. В настоящее время ЗАО СтандартИммаш – официальный дистрибьютор компании Madison Filter на российском рынке. Совместно с ведущими отечественными центрами в области проектирования и производства газоочистного оборудования, планирует внедрять на российские предприятия новое поколение газоочистного оборудования, экипированного фильтровальными элементами Cerafil®. На рис. 6 представлены установки, оснащенные фильтровальными керамическими элементами.Выводы 1. Представлена информация о фильтровальных элементах Cerafil, Cerafil Green, Cerafil TopKat производства компании Madison Filter (Clear Edge Group, Великобритания). Уникальная технология очистки газов с помощью керамических фильтровальных элементов Cerafil апробирована более чем на 180 предприятиях по всему миру. 2. Наиболее перспективным представляется использование установок пылегазоочистки с керамическими фильтровальными элементами типа Cerafil в производственных процессах, связанных с добычей, обогащением руд и металлургическими переделами.Контактный телефон: (495) 232-58-27, 624-44-17Список литературыГосударственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2005 году». 2006.Article: «Developments of Cerafil® Filter Elements in Environmental Emission Technology for Aluminum Refineries», Gary Elliott General Manager Cerafil Division Madison Filter Ltd. 2005. Э КОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ПРИБОРЫ № 5. 2007 г.