Способ санитарной очистки больших объемов газовых промышленных выбросов
Область использования: химическая, нефтехимическая, металлургическая промышленность. Сущность способа: подачу абсорбента на регенерацию осуществляют периодически при достижении концентраций поглощаемых вредных примесей, равновесных с газовыми промышленными выбросами. Дисперсность абсорбента увеличивают по ступеням вниз. Используют центробежные форсунки в каждой ступени. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к охране воздушного бассейна от загрязнений промышленными отходами в виде твердых дисперсных частиц и вредных газовых примесей и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности. Известен опыт санитарной очистки газовых выбросов, включающий противоточное взаимодействие газовых выбросов, движущихся снизу вверх в противоточной полой колонне, с жидкостью, движущейся под действием гравитационных сил сверху вниз после диспергирования с помощью центробежных форсунок. Известный способ обеспечивает низкое гидравлическое сопротивление потоку газовых выбросов при высокой производительности в условиях противаточного движения газа и жидкости в полых колонных аппаратах, но эффективность массообмена такого способа невелика из-за малого времени контакта газа и жидкости, а также этот способ отличается большими удельными расходами абсорбента при переменных и очень малых содержаниях вредных газовых примесей в газовых выбросах, в результате чего потребуется циркуляция больших объемов абсорбента и его регенерация при малых концентрациях растворенных вредных, далеких от равновесных концентраций, что выражается в очень высоких удельных энергетических затратах на санитарную очистку очень больших объемов газовых промышленных выбросов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки больших объемов промышленных газовых выбросов, включающий противоточное поступенчатое взаимодействие в вертикальных колонных аппаратах газовых выбросов и абсорбента, последовательное соединение ступеней по ходу движения газовых выбросов снизу вверх с контурами циркуляции абсорбента в верхних ступенях, увеличивающееся поперечное сечение колонны аппаратов каждой верхней ступени по сравнению с нижней ступенью, увеличивающееся количество циркулирующего абсорбента от нижних к верхним ступеням, последовательный переток абсорбента из верхних в нижние ступени, охлаждение циркулирующего абсорбента в самой верхней ступени, отвод абсорбента из самой нижней ступени на регенерацию и подачу регенерированного абсорбента в самую верхнюю ступень противоточного взаимодействия газовых выбросов и абсорбента. Недостатком известного способа является перерасход абсорбента и перерасход энергии на регенерацию абсорбента по сравнению с теоретически минимальным расходом абсорбента в связи с отводом из самой нижней ступени абсорбента с концентрацией в нем абсорбируемых компонентов из газовых промышленных выбросов значительно ниже равновесных концентраций, особенно в тех случаях, когда по различным причинам в больших объемах газовых промышленных выбросов содержание вредных примесей очень мало, а расход абсорбента независимо от этого, как правило, сохраняется постоянным, так как этот расход абсорбента установлен для максимального содержания вредных примесей в газовых выбросах. Цель изобретения повышение эффективности, экономичности и надежности очистки больших объемов газовых промышленных выбросов от вредных примесей. Поставленная цель достигается тем, что по способу санитарной очистки больших объемов газовых промышленных выбросов, включающему противоточное поступенчатое взаимодействие в вертикальных колонных аппаратах газовых выбросов и диспергированного абсорбента, последовательное движение газовых выбросов из нижних ступеней в верхние по ходу движения газовых выбросов снизу вверх, контуры циркуляции абсорбента в ступенях, увеличивающееся поперечное сечение колонных аппаратов каждой верхней ступени по сравнению с нижней ступенью, увеличивающиеся количества циркулирующего абсорбента от нижних к верхним ступеням, последовательный переток абсорбента из верхних в нижние ступени, при этом отработанный абсорбент верхней ступени используют в качестве свежего абсорбента смежной нижней ступени, охлаждение циркулирующего абсорбента в самой верхней ступени, отвод абсорбента из самой нижней ступени на регенерацию и подачу регенерированного абсорбента в самую верхнюю ступень противоточного взаимодействия газовых выбросов и абсорбента, из самой нижней степени абсорбент отводят на регенерацию периодически после достижения в нем концентрации поглощаемых вредных примесей, разновесных с газовыми промышленными выбросами, поступающими на очистку в первую самую нижнюю ступень, для диспергирования абсорбента в каждой ступени используют центробежные форсунки, дисперсность абсорбента увеличивают по ступеням сверху вниз. На чертеже приведена схема осуществления способа. Установка включает нижнюю вертикальную колонну 1 с патрубком 2 в нижней части для ввода газовых промышленных выбросов и прямым отводом 3 для вывода газовых выбросов из колонны 1 после абсорбции в верхнюю колонну, центробежные форсунки 4 для диспергирования абсорбента в верхней части колонны 1, сборник циркулирующего абсорбента 5 нижней колонны 1, сливной трубопровод 6 для слива самотеком абсорбента из колонны 1 в сборник 5, циркулирующий центробежный насос 7 для подачи абсорбента из сборника 5 для диспергирования в центробежные форсунки 4, регулирующую задвижку 8 подачи абсорбента на форсунки 4, регулирующую задвижку 9 подачи насыщенного абсорбента из сборника 5 по трубопроводу 10 на регенерацию; смежную верхнюю вертикальную колонну 11, расположенную над колонной 1, с вводом в нижней части газовых промышленных выбросов через прямой отвод 3 из нижней колонны 1 и прямым отводом 12 в верхней части для вывода газовых выбросов из колонны 11, центробежные форсунки 13 для диспергирования абсорбента в верхней части колонны 11, сборник циркулирующего абсорбента 14 колонны 11, сливной трубопровод 15 для слива самотеком абсорбента из колонны 11 в сборник 14, циркулирующий центробежный насос 16 для подачи абсорбента из сборника 14 в форсунки 13 для диспергирования, регулирующую задвижку 17 подачи абсорбента на форсунки 13, регулирующую задвижку 18 подачи абсорбента из сборника 14 колонны 11 по трубопроводу 19 в сборник абсорбента 5 нижней колонны 1; смежную верхнюю вертикальную колонну 20, расположенную над колонной 11, с вводом в нижней части газовых промышленных выбросов через прямой отвод 12 из нижней колонны 11 и патрубком 21 для отвода очищенных газовых выбросов из колонны 20, центробежные форсунки 22 для диспергирования абсорбента в верхней части колонны 20, сборник циркулирующего абсорбента 23 колонны 20, сливной трубопровод 24 для слива самотеком абсорбента из колонны 20 в сборник 23, циркулирующий центробежный насос 25 для подачи абсорбента из сборника 23 в форсунки 22 для диспергирования, регулирующую задвижку 26 подачи абсорбента на форсунки 22, холодильник 27 для охлаждения абсорбента, подаваемого на форсунки 22 самой верхней колонны 20, регулирующую задвижку 28 подачи из сборника 23 верхней колонны 20 по трубопроводу 29 в сборник абсорбента 14 смежной нижней колонны 11, трубопровод 30 для подачи регенерированного абсорбента в сборник циркулирующего абсорбента 23 самой верхней колонны 20. Количество поступенчато установленных колонн установки принимается в зависимости от необходимости разделяющей способности установки применительно к конкретным условиям и в зависимости от состава и свойств газовой смеси и абсорбента и от заданных допустимых концентраций целевых компонентов в очищенных промышленных газовых выбросах. Диаметры поступенчато установленных колонн снизу вверх увеличиваются, количество циркулирующего абсорбента также увеличивается снизу вверх, а дисперсность абсорбента увеличивается сверху вниз, естественно, что размеры центробежных форсунок увеличиваются снизу вверх как и мощности циркулирующих центробежных насосов и объемы сборников абсорбентов. Для непрерывной работы установки и при периодическом режиме работы циркулирующего абсорбента в каждой колонне необходимо иметь резервные сборники абсорбента для периодического их переключения. Установка для очистки больших объемов газовых промышленных выбросов работает следующим образом. Газовые промышленные выбросы подаются снизу в самую нижнюю часть колонны 1 через патрубок 2 и отводятся сверху через прямой отвод 3 в нижнюю часть смежной верхней колонны 11. В верхнюю часть колонны 1 циркулирующим центробежным насосом 7 из сборника 5 подается абсорбент через центробежные форсунки 4, где происходит диспергирование абсорбента и движение его вниз навстречу газовым выбросам, в результате происходит противоточное взаимодействие газа и абсорбента и поглощение целевых компонентов и газовых промышленных выбросов. После наступления равновесия поглощаемых компонентов в абсорбенте с концентрацией этих компонентов в газовых выбросах на выходе из колонны 1 закрывают задвижку 8, открывают задвижку 9 и перекачивают абсорбент из сборника 5 насосом 7 по трубопроводу 10 на регенерацию. Одновременно при перекачке абсорбента на регенерацию подключают в работу резервный сборник 5 с абсорбентом, так как установка работает непрерывно. Из колонны 1 по прямому отводу 3 газовые выбросы поступают в нижнюю часть смежной верхней колонны 11, где также происходит противоточное взаимодействие с абсорбентом, стекающим сверху после диспергирования в центробежных форсунках 13, в которые абсорбент подается из сборника 14 циркулирующим центробежным насосом 16. По мере насыщения абсорбента целевыми компонентами абсорбент перекачивается насосом 16 по трубопроводу 19 в сборник абсорбента 5 нижней колонны 1, при этом задвижку 17 закрывают, а задвижку 18 открывают и включают в работу резервный сборник 14 с соответствующим переключением задвижек 17 и 18. Из колонны 11 через прямой отвод 12 газовые выбросы поступают в смежную верхнюю колонну 20, где происходит аналогичное противоточное взаимодействие газовых выбросов с диспергированным абсорбентом в центробежных форсунках 22, в которые подается циркулирующим центробежным насосом 25 из сборника 23, в который поступает из колонны 20. По мере насыщения абсорбента поглощаемыми компонентами из газовых выбросов в колонне 20 абсорбент периодически перекачивается по трубопроводу 29 в сборник абсорбента 14 смежной нижней колонны 11, при этом закрывают задвижку 26 и открывают задвижку 28, включив в работу резервный сборник абсорбента 14. Регенерированный абсорбент по трубопроводу 30 подается в сборник абсорбента 23 самой верхней колонны 20. Для уменьшения концентрации поглощаемых компонентов в газовых выбросах при выходе из самой верхней колонны 20 в атмосферу абсорбент охлаждают в холодильнике 27. При переменном содержании поглощаемых компонентов в газовых промышленных выбросах, а также в случае отсутствия их в газовых выбросах или при залповом выбросе их в газовых выбросах расход абсорбента будет эквивалентен количеству поглощаемых компонентов в газовых выбросах, а при временном отсутствии поглощаемых компонентов в газовых выбросах абсорбент не будет расходоваться совсем, что соответствует теоретически минимальному расходу абсорбента и представляет наиболее экономические выгодный режим работы. Уменьшение дисперсности абсорбента и увеличение расхода абсорбента в колоннах снизу вверх обеспечивает уменьшение механического уноса абсорбента с газовыми выбросами и повышение концентрации поглощаемых компонентов в абсорбенте.
Формула изобретения
1. Способ санитарной очистки больших объемов газовых промышленных выбросов, включающий ступенчатое противоточное взаимодействие газовых выбросов, движущихся в колонных аппаратах снизу вверх, и абсорбента, движущегося сверху вниз, циркуляцию абсорбента в ступенях и увеличение количества циркулирующего абсорбента от нижней к верхней ступеням при увеличении поперечного сечения аппаратов с последующей подачей отработанного абсорбента верхней ступени в смежную нижнюю ступень, охлаждение циркулирующего абсорбента в верхней ступени, отвод абсорбента из нижней ступени на регенерацию и подачу регенерированного абсорбента в верхнюю ступень, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, экономичности и надежности очистки, подачу абсорбента на регенерацию из нижней ступени осуществляют периодически после достижения в нем концентрации поглощаемых вредных примесей, равновесных с газовыми промышленными выбросами, поступающими на очистку в нижнюю ступень, при этом дисперсность абсорбента увеличивают по ступеням сверху вниз. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для диспергирования абсорбента в каждой ступени используют центробежные форсунки.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
