Установка для улавливания летучих эфирных масел из газовых смесей

 

Использование: область санитарной очистки газовых промышленных выбросов от ценных компонентов и вредных примесей и защита воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами, рекуперация растворителя для многократного использование в технологических процессах и утилизация ценных продуктов и предназначено для повышения эффективности и экономичности улавливания летучих эфирных масел из газовых смесей. Установка включает скруббер с вводом снизу и отводом сверху газовых смесей, с подачей абсорбента сверху через расплывающие форсунки, подсоединенные снизу к концентрическим торам, сборники циркулирующего абсорбента, центробежные насосы для подачи абсорбента в форсунки, в качестве абсорбента используются растительные масла, над основным скруббером установлен водяной скруббер большего диаметра, чем основной скруббер, в водяной скруббер подсоединен верх основного скруббера прямым отводом, количество циркулирующей воды больше, чем масла, масло, насыщенное эфирными маслами, разделяется перегонкой с водяным паром с последующим расслоением и вакуумной перегонкой. 8 ил.

Изобретение относится к очистке промышленных газовых выбросов от летучих веществ с целью защиты воздушного бассейна от загрязнения и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой, пищевой и других смежных отраслях промышленности.

Известна установка для улавливания летучих веществ из газовых выбросов, содержащая абсорбер для абсорбции летучих веществ из газовых выбросов растворителем летучих веществ при противоточном их взаимодействии, десорбер для выделения летучих веществ из абсорбента и регенерации абсорбента [1] Недостатком известной установки является очень высокое гидравлическое сопротивление в абсорбере потоку газа и необходимость установки перед абсорбером мощных воздуходувок, что экономически невыгодно.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату является установка для улавливания летучих веществ из газовых смесей, содержащая вертикальную цилиндрическую колонну, выполненную ступенчатой с уменьшающимися поперечным сечением сверху вниз и с соединением ступеней коническими переходами, ориентированными большими основаниями вверх, верхняя колонна, установленная над нижней ступенчатой, большего диаметра, по сравнению с нижней, тангенциально направленные патрубки для ввода газовых выбросов в нижней части ступенчатой колонны и дополнительные тангенциально установленные патрубки для ввода газовых выбросов с регулируемыми задвижками, размещенными на дополнительных патрубках, установленных на ступенях максимального и промежуточных поперечных сечений колонны, патрубки для подачи абсорбента сверху, струйно-распылительные устройства для диспергирования абсорбента, емкости свежего и циркулирующего абсорбента, насосы циркулирующего абсорбента, соединенные посредством системы трубопроводов и запорной арматуры [2] Цель изобретения повышение эффективности и экономичности улавливания летучих эфирных масел из газовых смесей.

Цель достигается тем, что в установке для улавливания летучих эфирных масел из газовых смесей, включающей скруббер с вводом снизу и отводом сверху газовых смесей, с подачей сверху абсорбента через распыливающие форсунки, подсоединенные к концентрическим торам, сборники циркулирующего абсорбента, насосы для подачи абсорбента в форсунки, в качестве абсорбента используются растительные масла, над основным скруббером установлен водяной скруббер большего диаметра, чем основной скруббер, в который снизу из основного скруббера прямым отводом подсоединен патрубок для ввода газовой смеси, сверху в водяном скруббере установлены на двух уровнях горизонтальные концентрические торы, к которым подсоединены распыливающие форсунки, установка снабжена сборником циркулирующей воды и насосом для подачи воды на форсунки, сборник циркулирующего абсорбента снабжен нижним стеклянным фонарем для отвода воды в сборник циркулирующей воды, а сборник циркулирующей воды снабжен верхним стеклянным фонарем для отвода растительного масла в сбоpник циркулирующего масла, количество циркулирующей воды больше количества циркулирующего растительного масла, распыливающие форсунки основного и водяного скрубберов выполнены в виде двух конусов с вертикальными осями, между конусами затянуты горизонтальные направляющие диски с арочными прорезями, выполненными выпуклостью вверх, расположенными в периферийной части по концентрическим окружностям с осями, направленными под острым углом к радиусу от периферии к центру, в верхних конусах выполнены вертикальные выходные отверстия с расходящимся конусом, а в нижних конусах выполнены вертикальные отверстия для крепления к патрубкам торов, направления арочных прорезей направляющих дисков в смежных форсунках торов противоположное, установка снабжена агрегатами для регенерации абсорбента и утилизации эфирных масел перегонкой с водяным паром под вакуумом.

На фиг. 1 представлена технологическая схема предлагаемой установки; на фиг.2 разрез А-А на фиг.2; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 разрез В-В на фиг. 2; на фиг.5 разрез Г-Г на фиг.3; на фиг.6 разрез Д-Д на фиг.4; на фиг.7 разрез Е-Е на фиг.5; на фиг.8 разрез Ж-Ж на фиг.5.

Установка для улавливания летучих эфирных масел из газовых смесей (фиг. 1-7) содержит скруббер 1 в виде вертикальной цилиндрической колонны 2 со ступенчатой нижней частью (ступенями 3 и 4) с уменьшающимся сверху вниз поперечным сечением, соединенными между собой коническими переходами 5 в виде усеченных конусов, ориентированных большими основаниями вверх, тангенциально направленные патрубки 6 в самой нижней ступени 4 колонны для ввода газовой смеси и тангенциально направленные патрубки 7 с регулирующими задвижками 8 для ввода газовых выбросов в промежуточные ступени 3 колонны 2 с промежуточным и максимальным поперечным сечением, патрубки 9 и 10 для подачи абсорбента (растительного масла) в верхнюю часть колонны 2 на двух уровнях в горизонтальных плоскостях с горизонтальными торами 11, осесимметрично концентрически расположенными по отношению к оси колонны 2, в торах 11 сверху на патрубках установлены центробежные форсунки 12 и 13, каждая из которых выполнена в виде расширяющегося снизу вверх конического корпуса 14 и сужающейся снизу вверх конической крышки 15 с выходным отверстием 16 с вертикальной осью и внутренней эллиптической полированной поверхностью 17 для уменьшения потерь на трение жидкости, между коническими корпусом 14 и крышкой 15 плотно закреплен болтами направляющий диск 18 с арочными прорезями 19 выпуклостью вверх, расположенными по окружностям в периферийной части диска 18 с осями, направленными под острым углом к радиусу от периферии к центру в одну и ту же сторону, причем в смежных форсунках 12 и 13 каждого кольцевого тора 11 направление осей арочных прорезей 19 в дисках 18 противоположное. Верхняя часть колонны 2 имеет прямой отвод, введенный в нижнюю часть водяного скруббера 20 большего диаметра, чем колонна 2, в верхней части водяного скруббера 20 на двух уровнях установлены торы 21, к которым сверху подсоединены патрубки, к которым как и в колонне 2 подсоединены центробежные форсунки 22, 23 с противоположным направлением осей арочных прорезей в направляющих дисках смежных в торе форсунках, к торам 21 подсоединены патрубки 24 и 25 для подачи воды. Скруббер 1 снабжен сборниками 26 циркулирующего абсорбента и насосом 27 для подачи циркулирующего абсорбента на форсунки 12 и 13, а водяной скруббер 20 снабжен сборниками 28 циркулирующей воды и насосом 29 для подачи циркулирующей воды на форсунки 22, 23. Объемное количество циркулирующей воды в скруббере 20 больше объемного количества абсорбента в скруббере 1. Сборники 26 циркулирующего абсорбента снабжены нижними стеклянными фонарями 30, для отвода воды насосом 31 и подачи ее в сборники 28 воды, а сборники 28 воды снабжены верхними стеклянными фонарями 32 для отвода абсорбента (масла) в сборники 26 масла. По трубопроводу 33 насосом 34 насыщенный абсорбент (растительное масло) подается из сборника 26 масла на регенерацию и утилизацию эфирных масел (не показано). По трубопроводу 35 с задвижкой 36 регенерированный абсорбент возвращается в сборник 26.

Установка для улавливания летучих эфирных масел из газовых смесей работает следующим образом.

Газовая смесь, содержащая летучие эфирные масла, подается по патрубкам 6 и 7 в самую нижнюю ступень 4 колонны скруббера 1, при этом задвижки 8 регулируются так, чтобы наибольшее количество газа проходило через самую нижнюю ступень 4 скруббера 1, что обеспечивает самую высокую эффективность массообмена за счет конвективного переноса массы при скорости витания, настолько достаточно будет перепада давления газа, поступающего в скруббер 1. Механический унос абсорбента в самой нижней ступени 4 не создает проблем, так как сечение колонны 2 и ступени 3 увеличивается снизу вверх и конические переходы 5 обеспечивают отражение падающих на них капель жидкости к центру колонны. Абсорбент подается насосом 27 из сборника 26 по патрубкам 9 и 10 на форсунки 12 и 13, где происходит интенсивное распыление, при этом за счет направления выходных отверстий форсунок 12 и 13 вверх под действием силы тяжести происходит увеличение корневого угла факела и увеличение поперечного сечения факела каждой форсунки с взаимным перекрытием и предупреждается проскок газа без контакта с жидкостью. Противоположное направление вращения факелов смежных форсунок исключает их разрушение за счет встречных потоков и обеспечивает попутное движение струи факелов соседних форсунок. Попеременное подключение к работе сборников абсорбента 26 позволяет одновременно перекачивать насыщенный абсорбент на регенерацию (не показано) и утилизацию летучих эфирных масел и использования их по назначению.

Из колонны 2 скруббера 1 по прямому отводу для обеспечения минимального гидравлического сопротивления потоку газа частично очищенная газовая смесь подается в нижнюю часть водяного скруббера 20 большего диаметра, чем колонна 2 скруббера 1, где происходит противоточное взаимодействие с водой, подаваемой из сборников 28 воды насосом 29 на форсунки 22 и 23 по патрубкам 24 и 25 на двух горизонтальных уровнях как и в скруббере 1, с той лишь разницей, что количество форсунок 22 и 23 в скруббере 20 больше, чем количество форсунок 12 и 13 в скруббере 1, и объемное количество циркулирующей воды в водяном скруббере 20 больше, чем количество циркулирующего абсорбента (растительного масла), что обеспечивает улавливание в водяном скруббере уносимых капель абсорбента с газом из скруббера 1 при высоких скоростях газа. Захватываемый абсорбент водой отводится из сборников 28 воды, через верхние стеклянные фонари 32 отводится в сборники 26 абсорбента, а попадающая вода в сборники 26 абсорбента отводится оттуда через нижние стеклянные фонари 30 насосом 31 в сборники 28 циркулиpующей воды.

Минимальные естественные потери абсорбента и воды восполняются периодическими добавками их в сборники 26 циркулирующего абсорбента и сборники 28 циркулирующей воды. Таким образом установка работает по полностью безотходному принципу.

Технические преимущества заявляемой установки для улавливания летучих эфирных масел из газовых смесей по сравнению с прототипом заключаются в повышении степени извлечения летучих эфирных масел из газовых смесей за счет повышения сорбционной способности растительного масла по сравнению с эфирными маслами и использования водяного скруббера.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕТУЧИХ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ, включающая скруббер с вводом снизу и отводом сверху газовых смесей, с подачей абсорбента сверху через распыливающие форсунки, подсоединенные снизу к концентрическим торам, сборники циркулирующего абсорбента, центробежные насосы для подачи абсорбента в форсунки, отличающаяся тем, что в качестве абсорбента используют растительные масла, над основным скруббером установлен водяной скруббер большего диаметра, чем основной скруббер, в который снизу из основного скруббера прямым отводом подсоединен патрубок для ввода газовой смеси, сверху в водяном скруббере установлены на двух уровнях горизонтальные концентрические торы, снизу к которым подсоединены распыливающие форсунки, установка снабжена сборником циркулирующей воды и центробежным насосом для подачи воды на форсунки, сборник циркулирующего абсорбента снабжен нижним стеклянным фонарем для отвода воды в сборник циркулирующей воды, а сборник циркулирующей воды снабжен верхним стеклянным фонарем для отвода растительного масла в сборник циркулирующего масла, количество циркулирующей воды больше количества циркулирующего растительного масла, распыливающие форсунки выполнены в виде двух корпусов с вертикальными осями, между конусами затянуты горизонтальные направляющие диски с арочными прорезями, выполненными выпуклостями вниз, с тангенциальными осями, расположенными по концентрическим окружностям, в нижних конусах выполнены вертикальные выходные отверстия с расходящимся конусом, а в верхних конусах выполнены вертикальные отверстия для крепления к патрубкам торов, направления арочных прорезей направляющих дисков в смежных форсунках торов противоположное, установка снабжена агрегатами для регенерации абсорбента и утилизации эфирных масел перегонкой с водяным паром под вакуумом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8