пылеуловители с применением жидкости

Когда говорят про пылеуловители с применением жидкости, многие сразу представляют себе примитивный бак с водой, куда засасывается дым. В нашей сфере — термическом напылении — такое упрощение дорого стоит. Пыль тут не просто пыль, а часто оксиды металлов, несгоревшие частицы порошков, размером меньше микрона. Сухой фильтр быстро забивается, а вот мокрый... с ним тоже своих заморочек хватает. Попробую изложить, как это выглядит на практике, без глянца.

Почему именно жидкость? Контекст нашего производства

Наше ООО, ООО Чжэнчжоу Лицзя Термического Напыления Оборудования, разрабатывает и производит установки для напыления. И ключевая головная боль — эффективная очистка выбросов. Клиенты часто спрашивают: ?А нельзя ли поставить циклон и мешок? Дешевле же?. Можно, конечно. Но потом они приезжают с жалобами, что через две смены фильтры превращаются в монолитный кирпич, а в цеху стоит запах озона от коронного разряда в электрофильтрах. Вот тут и начинается разговор о мокрых системах.

Суть не в том, чтобы ?промыть газ?. Суть в том, чтобы создать такие условия контакта газа и жидкости, где частица пыли будет гарантированно захвачена. Вспоминается один наш ранний проект для напыления цинка. Ставили скруббер Вентури. Теория гласила: высокая скорость газа в горловине, дробление капель, отличный захват. На практике — эрозия самой горловины через три месяца работы из-за постоянного потока абразивной взвеси. Пришлось переходить на износостойкие сплавы, что резко подняло стоимость. Это был урок: в пылеуловителях с применением жидкости материал исполнения так же важен, как и принцип действия.

На нашем сайте lijiacoating.ru в разделе решений по очистке мы не просто перечисляем типы аппаратов. Мы стараемся объяснить эту самую ?матчасть?: для мелкодисперсных пылей от напыления карбидов лучше подходит скруббер с подвижной насадкой, а для более крупных фракций от проволочного напыления — полый скруббер с дополнительной каплеуловительной ступенью. Без такого деления можно легко промахнуться с эффективностью.

Типичные ошибки при выборе и эксплуатации

Самая распространенная ошибка — экономия на системе подготовки жидкости. Кажется, что если скруббер мокрый, то можно лить любую воду из под крана. Это приводит к двум проблемам: солевым отложениям на форсунках и вторичному загрязнению. У нас был случай на одном из сервисных выездов: заказчик жаловался на падение тяги. Вскрыли — все каналы и форсунки в известковой корке. Оказалось, вода была жесткой, а система рециркуляции работала без подпитки и сброса. Пришлось объяснять основы водоподготовки, чуть ли не с уроками химии.

Еще один момент — недооценка туманоуловивания. После контакта с газом жидкость уносится в виде мелкодисперсного тумана, который тоже нужно улавливать. Часто ставят простые жалюзийные каплеуловители, а потом удивляются коррозии вентилятора и воздуховода. Мы в своих комплектах всегда настаиваем на установке волокнистых или коалесцирующих фильтров на выходе. Да, это удорожание. Но замена сгоревшего от влаги вентилятора обойдется дороже.

И конечно, полное игнорирование вопроса утилизации шлама. Жидкость насыщается взвесью, эту взвесь надо куда-то девать. Просто слить в канализацию — нельзя. Приходится проектировать отстойники, фильтр-прессы, системы обезвоживания. Это целый дополнительный технологический цикл, который многие заказчики в смете просто не учитывают, а потом разводят руками.

Конкретный пример: доработка установки для напыления Al2O3

Хорошо запомнился проект для клиента, который занимался нанесением оксида алюминия. Пыль очень мелкая, легкая, ?пушистая?. Стоял стандартный полый скруббер с орошением — эффективность на уровне 70-75%, что было неприемлемо по экологическим нормам. Нужно было поднять до 95%.

Мы пошли по пути комбинации методов. Первая ступень — форсуночная камера с коагулянтом, который добавлялся в циркуляционную воду. Задача — укрупнить частицы, чтобы они лучше захватывались. Вторая ступень — скруббер с насадкой (кольца Рашига). Здесь уже шло тонкое доочищение. Ключевым было подобрать дозировку коагулянта и скорость орошения. Слишком много коагулянта — пена, перелив. Слишком мало — эффекта нет.

В итоге, после двух недель проб и регулировок, вышли на стабильные 96-97%. Но главным выводом стало даже не это. Мы поняли, что для таких высоких требований пылеуловители с применением жидкости должны быть не универсальным ящиком, а точно настроенной системой, где химия и гидродинамика работают в паре. Этот опыт мы потом использовали в нескольких других проектах, описание подходов есть в наших технических заметках на сайте.

Вопросы, которые часто упускают из виду

Температура газа. Выхлоп от плазменного или дугового напыления может быть очень горячим. Если подать холодную воду напрямую в поток — будет большой перепад, возможна конденсация и термические напряжения в корпусе. Поэтому иногда нужен предварительный газоохладитель, или, как вариант, использование горячей воды в рецикле. Это усложняет схему, но продлевает жизнь оборудованию.

Коррозия. Разные порошки дают разную химию в шламе. Оксиды — одно, а вот, скажем, остатки от напыления никель-хромовых сплавов — другое. Материал бака, труб, насосов должен это учитывать. Нержавейка 304-й марки подходит не всегда, иногда приходится использовать 316L или даже полипропилен. Мы в ООО Чжэнчжоу Лицзя всегда запрашиваем у клиента полный состав используемых порошков, прежде чем рекомендовать материал исполнения для скруббера.

Энергозатраты. Главный потребитель энергии в такой системе — вентилятор, который должен преодолевать сопротивление слоя жидкости и насадки. Иногда это сопротивление доходит до Па. Неправильный подбор вентилятора ведет к перерасходу электричества и шуму. Мы сейчас все чаще считаем для клиентов не просто стоимость аппарата, а стоимость владения за 5 лет, включая электроэнергию. Это заставляет более вдумчиво подходить к гидравлическому расчету.

Мысли на будущее и итоговые соображения

Сейчас вижу тенденцию к интеллектуализации таких систем. Простые датчики перепада давления на орошаемом слое, датчики мутности циркуляционной воды, автоматические клапаны сброса шлама. Это позволяет не дежурить постоянно у установки, а просто получать сигнал, когда нужно вмешаться. Мы потихоньку внедряем такие опции в свои комплексы, это востребовано на крупных производствах.

В целом, если резюмировать мой опыт, то эффективный пылеуловитель с применением жидкости для термического напыления — это всегда компромисс. Компромисс между степенью очистки, капитальными затратами, стоимостью эксплуатации и сложностью обслуживания. Нет одного идеального решения на все случаи.

Поэтому наша задача как производителя оборудования — не впаривать готовую ?коробку?, а вместе с заказчиком разобраться в его конкретном технологическом процессе, пылевой нагрузке, доступных ресурсах. Только тогда система будет работать долго и без сюрпризов. Именно этим мы и занимаемся, о чем, собственно, и говорит наша деятельность, описанная в профиле компании: исследования, разработка и производство под конкретные задачи, а не под складскую программу.