Filtracja spalin w przemyśle

Preview
Pixabay
Reklama
Reklama

Bez prężnie działającego przemysłu trudno oczekiwać znaczącego wzrostu gospodarczego. Jednak przemysł stwarza nie tylko szanse na rozwój, ale również realne zagrożenia w postaci możliwego zanieczyszczenia środowiska naturalnego oraz występowania dolegliwości zdrowotnych wśród mieszkańców uprzemysłowionych rejonów. Dlatego jego rozwojowi powinien towarzyszyć równoległy postęp w zakresie stosowanych technologii filtracyjnych.

W obecnych czasach raczej trudno byłoby znaleźć taką gałąź przemysłu, która mogłaby się obejść bez stosowania filtrów i innych rozwiązań filtracyjnych, nie wywołując przy tym negatywnych skutków dla środowiska czy zdrowia ludzi. I choć w zależności od rodzaju działalności oraz stosowanych procesów technologicznych wdrożenie skutecznego systemu filtracji może wymagać od przedsiębiorcy realizacji różnych zadań, wszystkie one sprowadzają się do jednego – powstrzymania jak największej ilości zanieczyszczeń przed przedostaniem się do wód, gleby czy powietrza. Na szczęście świadomość przedsiębiorców w tym temacie rośnie, a rynek technologii filtracyjnych rozwija się prężnie, wykazując tendencję wzrostową, co prowadzi do tego, że dla każdego obszaru działalności można dziś znaleźć skuteczne metody filtracji.

Reklama

 

Reklama

Obszary zastosowania

Technologie filtracji spalin mają zastosowanie we wszystkich gałęziach przemysłu, w których efektem ubocznym prowadzonej działalności gospodarczej jest emisja gazów zawierających tlenki azotu, związki siarki i dwutlenek węgla, bardzo często zanieczyszczonych dodatkowo cząstkami stałymi. Celem stosowania filtrów jest nie tylko ochrona środowiska naturalnego, ale również pracowników zakładów produkcyjnych i osób zamieszkujących ich najbliższe otoczenie.

Źródłem tego typu zanieczyszczeń są najczęściej procesy spalania paliw stałych (głównie różnych odmian węgla i miału węglowego), biomasy (odpadów drewnianych, trocin czy słomy) oraz odpadów. Filtracja jest również niezbędna przy takich procesach, jak kruszenie czy mielenie oraz prażenie bądź wytop i przeróbka elementów ze stali. Oczywiście, przykłady te nie wyczerpują listy możliwych rodzajów działalności człowieka związanych z emisją gazów czy równie niebezpiecznych pyłów, a jedynie mają za zadanie obrazować różnorodność tych procesów.

Zastosowanie filtrów przemysłowych jest szczególnie istotne w takich branżach, jak przemysł energetyczny czy ciepłowniczy (do usuwania pyłu węglowego), a także ceramiczny i hutniczy (do odpylania pieców odlewniczych). I choć udział zanieczyszczeń „produkowanych” przez te branże w ogólnej emisji zanieczyszczeń należy do największych w Polsce, do zatruwania środowiska naturalnego przyczyniają się także wszelkiego rodzaju aplikacje, kotły, piece czy inne urządzenia wytwarzające spaliny, m.in. w takich branżach jak farmaceutyczna, spożywcza czy związana z wytwarzaniem cementu bądź asfaltu.

 

Normy unijne

Niezwykle istotny wpływ na kształtowanie europejskiego rynku filtracyjnego ma Komisja Europejska, która przez wprowadzane regulacje normujące wielkość i jakość spalin wymusza na producentach stosowanie odpowiednich technik ochrony środowiska. Coraz bardziej restrykcyjne normy emisji dwutlenku siarki, tlenków azotu czy pyłów skutkują potrzebą ponoszenia wysokich nakładów na inwestycje w instalacje ochrony środowiska.

Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych (Dyrektywa 2010/75/ UE, tzw. Dyrektywa IED) wprowadziła ogromne zmiany w zakresie zintegrowanej ochrony środowiska. Dotyczą one wielu kwestii, jednak najistotniejsze wydaje się zaostrzenie norm dotyczących emisji dwutlenku siarki, tlenków azotu oraz cząsteczek stałych wytwarzanych przez obiekty przemysłowe.

Ponieważ konieczność wypełnienia surowszych norm mogłaby dla wielu przedsiębiorców okazać się wyzwaniem ponad siły, Komisja Europejska wprowadziła tzw. okresy derogacyjne, czyli czasowe zwolnienie istniejących obiektów z obowiązku przestrzegania nowych wymagań środowiskowych, a tym samym dała przedsiębiorcom nieco więcej czasu na wdrożenie stosownych inwestycji. Dlatego wejście w życie Dyrektywy IED nie spowodowało większej rewolucji, lecz stanowi raczej zapowiedź ewolucji, której w kolejnych latach będzie podlegać branża przemysłowa.

Jednym z ważniejszych mechanizmów derogacyjnych wprowadzonych w naszym kraju jest tzw. przejściowy plan krajowy (PPK), zgodnie z którym część obiektów energetycznych, po spełnieniu określonych kryteriów, do końca czerwca 2020 r. nie będzie musiała przestrzegać limitów emisji dwutlenku siarki, tlenków azotu lub pyłu obowiązujących na mocy Dyrektywy IED.

 

Szeroki asortyment filtrów przemysłowych

Liczne instalacje przemysłowe emitujące spaliny, jak i szeroka oferta firm zajmujących się produkcją filtrów i innych rozwiązań z zakresu separacji gazów czy pyłów sprawiają, że oferta rynkowa w zakresie filtrów spalin jest niezwykle różnorodna. Można wśród nich znaleźć produkty, które można zastosować w wielu różnorodnych obszarach, jak i wysoce specjalistyczne technologie dedykowane konkretnym sektorom i instalacjom przemysłowym. Na rynku dostępne są zarówno proste urządzenia przeznaczone do odpylania niewielkich kotłów o nieznacznej mocy, jak i zaawansowane technologicznie systemy do pracy ciągłej w ciężkich i często zmieniających się warunkach, realizujące najbardziej restrykcyjne normy unijne.

Dostępne na rynku filtry można uszeregować według różnych kryteriów. Jednym z nich jest wielkość wahająca się w granicach od ok. 10 m2 do ponad 1000 m2. Ważnym kryterium doboru filtra jest również jego wydajność zależna od mocy urządzenia emitującego spaliny. Również i pod tym względem poszczególne urządzenia znacznie się od siebie różnią, osiągając wydajność od kilkaset m3 powietrza na godzinę do 100 tys. m3/h. Filtry należy także dostosować do kształtu urządzenia i rodzaju emitowanych pyłów. W zależności od potrzeb można więc wybrać filtry montowane wewnątrz urządzenia czy hali lub od strony zewnętrznej, z opcją wymiany od strony „brudnej” przez otwór rewizyjny lub „czystej”, np. przez właz od strony powietrza. Kolejnym kryterium podziału jest sposób gromadzenia i odprowadzania zanieczyszczeń – za pomocą zintegrowanego zbiornika na pył lub z systemem odprowadzania zanieczyszczeń poza obszar hali produkcyjnej.

Przy wyborze technologii filtracyjnej warto również zwrócić uwagę na możliwość jej dalszej rozbudowy bez konieczności ponoszenia dużych nakładów inwestycyjnych i ingerencji w istniejące instalacje oczyszczające. Dlatego niezwykle istotne przy okazji projektowania takiej instalacji jest określenie kierunku rozwoju zakładu produkcyjnego. Nieznacznie większe nakłady poniesione dzisiaj mogą bowiem przynieść duże oszczędności w niedalekiej przyszłości.

 

Technologie filtracyjne

Sposoby wyłapywania i usuwania zanieczyszczeń ze spalin mogą być różne – w zależności od rodzaju zanieczyszczeń, profilu produkcji, temperatury spalin, a także wymaganych limitów emisji. Najczęściej wykorzystuje się technologie oparte na procesach fizycznego lub chemicznego oddzielania pyłów i gazów – od prostych technik separacji pyłów z powietrza, po zaawansowane metody wykorzystujące np. dodatkowe materiały filtracyjne.

Do popularnych technik filtracyjnych zaliczyć należy również te wykorzystujące dodatkowe substancje. Przykładowo w celu redukcji tlenków azotu wtryskuje się odpowiednią ilość roztworu amoniaku do komory spalania. Z kolei do odsiarczania spalin można stosować tzw. suchą metodę, polegającą na wymieszaniu wydalanych gazów z sorbentami sodowymi, które następnie są poddawane procesowi odpylania.

Bardzo często współczesne filtry wyposażone są w systemy samooczyszczania, realizowanego jednak na różne sposoby. Popularną techniką jest chwilowe odwrócenie kierunku przepływu sprężonego powietrza bądź stosowanie wibracji. Optymalna filtracja często wymaga też niekiedy łączenia różnych technik filtracyjnych. Przykładowo, we wstępnej komorze następuje usunięcie cząstek stałych ze spalin, a w kolejnej redukowane są niebezpieczne dla środowiska związki.

Rozwój wielu nietypowych instalacji przemysłowych sprawia, że wymagania stawiane branży filtracyjnej są coraz bardziej skomplikowane i wymagają często indywidualnego podejścia uwzględniającego dobór nietypowych rozwiązań oraz materiałów filtracyjnych.

 

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

MM Info – Popularne rodzaje filtrów przemysłowych

 

Filtry workowe

Jednym z najpopularniejszych systemów odpylania stosowanym w rożnych sektorach przemysłowych są filtry workowe. W ich skład wchodzą najczęściej kosze z wymienialnymi workami wykonanymi z rożnych materiałów o wysokiej wytrzymałości – także na wysokie temperatury. Filtry tego typu charakteryzują się wysoką skutecznością oczyszczania powietrza, głównie z pyłów oraz innych cząstek stałych.

Filtry koszowe i kątowe

Typ ten stanowi niejako modyfikację filtrów workowych. Stosuje się go w instalacjach przemysłowych, w których wraz z powietrzem emitowanych jest dużo frakcji stałych (piasek, korodujące elementy rur). W filtrach koszowych i kątowych stosuje się najczęściej stalową siatkę filtracyjną, która jest w stanie skutecznie wyłapać tego rodzaju zanieczyszczenia.

Filtry patronowe

Służą głównie do oczyszczania powietrza z lekkich i suchych pyłów. Skuteczność ich działania jest dość wysoka nawet w przypadku cząstek stałych o niewielkich rozmiarach (ok. 1 μm).

Filtry koalescencyjne

Wykorzystywane są do usuwania drobnych kropel cieczy (np. mgły olejowej) ze strumienia gazu. Dzięki specjalnej warstwie materiału potrafią łączyć drobne krople w większe i odprowadzać je do separatora.

Elektrofiltry

Pyłki znajdujące się w wydalanym powietrzu, naładowane ładunkami elektrycznymi, pod wpływem działania pola elektrycznego osiadają na elektrodzie, skąd następnie są strzepywane do zbiornika z zanieczyszczeniami. Ten rodzaj systemu filtracji nie powoduje oporów powietrza i może być stosowany w wysokich temperaturach, jednak koszt jego instalacji jest dosyć wysoki, a skuteczność oczyszczania nie należy do najwyższych.

Reklama

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama