การออกแบบ Wet Scrubber เพื่อกำจัดฝุ่นจากกระบวนการเผาไหม้จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ เช่น ชนิดของฝุ่น ขนาดอนุภาค อัตราการไหลของก๊าซ และมาตรฐานการปล่อยมลพิษ
ต่อไปนี้คือขั้นตอนการออกแบบ
1. กำหนดวัตถุประสงค์ในการออกแบบ
- ขีดจำกัดการปล่อยมลพิษ: ระบุค่ามาตรฐานการปล่อยฝุ่นละออง (PM) ในพื้นที่
- ประสิทธิภาพการกำจัด: ปกติจะต้องการประสิทธิภาพ >90% สำหรับฝุ่นอนุภาคเล็ก
- คุณลักษณะของฝุ่น:
- การกระจายตัวของขนาดอนุภาค
- องค์ประกอบและความชอบน้ำของฝุ่น
- การเกาะติด (ความเหนียว)
2. คุณสมบัติของการไหลของก๊าซ
- อัตราการไหลของก๊าซ (m³/h): วัดหรือประมาณการอัตราการไหลของก๊าซจากกระบวนการเผาไหม้
- อุณหภูมิก๊าซ (°C): หากอุณหภูมิสูงอาจต้องลดความร้อนของก๊าซก่อนการกำจัด
- ความเร็วของก๊าซ (m/s): ควรปรับให้เหมาะสมเพื่อให้กำจัดฝุ่นได้ดีและลดแรงดันตกคร่อม
3. เลือกประเภทของ Scrubber
- Venturi Scrubber: เหมาะสำหรับฝุ่นอนุภาคเล็ก สร้างการสัมผัสความเร็วสูงระหว่างก๊าซและของเหลว
- Spray Tower: ใช้พลังงานต่ำกว่า เหมาะกับอนุภาคขนาดใหญ่ ใช้Spray Nozzle ฉีดกระจายน้ำออกเป็นมุมกว้างเพื่อดักจับฝุ่นละออง
- Packed Bed Scrubber: ใช้เมื่อจำเป็นต้องกำจัดก๊าซร่วมด้วย (เช่น SOx)
4. ออกแบบค่าพารามิเตอร์หลัก
- อัตราส่วนของของเหลวต่อก๊าซ (L/G):
- ช่วงปกติ: 0.7–3 ลิตร/ลูกบาศก์เมตร ขึ้นอยู่กับฝุ่นและขนาดอนุภาค
- แรงดันตกคร่อม (ΔP):
- Venturi Scrubber: 10–25 ซม.ของน้ำ สำหรับฝุ่นอนุภาคเล็ก
- Spray Tower: 2–5 ซม.ของน้ำ
- ขนาดหยดน้ำ: ใช้หัวฉีดที่สร้างละอองน้ำละเอียดเพื่อจับอนุภาคเล็ก
5. เลือกของเหลวสำหรับ Scrubbing
- น้ำ: ใช้กันทั่วไป แต่ควรมั่นใจว่าน้ำมีคุณภาพเหมาะสมเพื่อป้องกันการอุดตัน
- สารเติมแต่ง: ใช้สารลดแรงตึงผิวหรือสารตกตะกอนหากฝุ่นไม่ชอบน้ำ
- การควบคุมค่า pH: หากมีก๊าซกรดหรือเบส ควรปรับค่า pH ให้เหมาะสม
6. การออกแบบ Mist Eliminator
- ติดตั้ง Mist Eliminator (แบบ Chevron หรือ Mesh) เพื่อจับหยดน้ำที่ถูกพัดพาออกไป
- ออกแบบให้ลดการพัดพาของของเหลวและแรงดันตกคร่อม
7. การเลือกวัสดุ
- เลือกวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น สแตนเลสหรือ FRP ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซ
8. การพิจารณาด้านพลังงาน
- ใช้ปั๊มในการหมุนเวียนน้ำตามอัตราส่วน L/G
- ตรวจสอบว่าเครื่องเป่าลม (Fan) มีความสามารถเพียงพอสำหรับแรงดันตกคร่อมในระบบ
9. การตรวจสอบและยืนยันการออกแบบ
- ใช้การจำลองด้วย CFD หรือการทดสอบระบบนำร่อง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการไหล ละอองน้ำ และประสิทธิภาพการกำจัด
- ตรวจสอบผลลัพธ์ให้เป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษ
10. การบำรุงรักษาและการติดตามผล
- ติดตั้งอุปกรณ์เพื่อตรวจวัด:
- แรงดันตกคร่อม
- อัตราการไหลของของเหลว
- ความเร็วของก๊าซ
- ความเข้มข้นของฝุ่นละอองที่ปล่อยออกมา
- วางแผนบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ เช่น การทำความสะอาดหัวฉีดและ Mist Eliminator
ตัวอย่างการคำนวณ:
สำหรับอัตราการไหลของก๊าซ 10,000 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง และปริมาณฝุ่น 200 มก./ลูกบาศก์เมตร:
- อัตราส่วน L/G: 2 ลิตร/ลูกบาศก์เมตร → ปริมาณน้ำที่ใช้ = 20,000 ลิตร/ชั่วโมง
- แรงดันตกคร่อม: ออกแบบให้ประมาณ 15 ซม.ของน้ำ สำหรับ Venturi Scrubber
- ประสิทธิภาพ Mist Eliminator: >99% การจับหยดน้ำ