Установка для мокрой очистки газовых выбросов от сажи

 

Изобретение относится к санитарной очистке газовых промышленных выбрасов от вредных примесей и пыли жидкими селективными абсорбентами с последующей десорбцией, регенерацией абсорбентов и утилизацией поглощенных компонентов. Сущность: в установке, включающей скруббер с форсунками в верхней части, сборник циркулирующего высококипящего органического растворителя, центробежные насосы абсорбента на форсунки, патрубок в нижней части для ввода газовых выбросов с сажей и патрубок в верхней части для отвода очищенных газовых выбросов. Над основным скруббером установлен дополнительный водяной скруббер большего диаметра с системой циркулирующей воды, и вводом газовых выбросов сбоку внизу прямым отводом из основного скруббера, с расположением торов с форсунками в верхней части. Количество циркулирующей воды больше количества циркулирующего органического абсорбента. Установка снабжена отстойником для отделения воды от органического растворителя и от сажи, агрегатами для отгонки органического растворителя и воды от сажи и сушки сажи. 8 ил.

Изобретение касается охраны воздушного бассейна от загрязнений промышленными отходами в виде твердых дисперсных частиц и вредных газовых примесей и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности.

Известна установка для мокрой очистки газовых выбросов от твердых частиц, содержащая полый скруббер с распыливающими форсунками, в которой снизу подается газ, а сверху противотоком подается диспергированная жидкость. Гидравлическое сопротивление потоку газа в полном скруббере не превышает 250 Па (25 мм вод.ст.).

Недостатком известной установки является непригодность ее для очистки газовых выбросов по полностью безотходной технологии.

Технический результат изобретения повышение эффективности и экономичности очистки газовых выбросов от сажи по безотходной технологии.

Технический результат достигается тем, что установка для мокрой очистки газовых выбросов от сажи, включающая скруббер с форсунками в верхней части, сборник циркулирующего высококипящего органического абсорбера, центpобежный насос для подачи абсорбента на распыливающие форсунки, тангенциально подсоединенные патрубки в нижней части скруббера для ввода газовых выбросов с сажей и патрубком для отвода очищенных газовых выбросов сверху, снабжена устройством со шнеком для отделения сажи от абсорбента, над скруббером установлен водяной скруббер с распыливающими форсунками и в верхней части, сборник циркулирующей воды и центробежным насосом для подачи циркулирующей воды на форсунки, ввод газовых выбросов в водяной скруббер выполнен из основного скруббера прямым отводом в боковую часть снизу, диаметр водяного скруббера больше диаметра основного скруббера, количество циркулирующей воды больше количества циркулирующего абсорбента, распыливающие форсунки выполнены в виде нижних и верхних конических элементов, соединенных болтами, между элементами плотно зажаты направляющие диски с арочными прорезями выпуклостями вверх, расположенными по концентрическим окружностям, с осями, направленными под острыми углами к радиусу от периферии к центру, в верхних конических элементах выполнены вертикальные выходные отверстия с расходящимся конусом, а в нижних конических элементах выполнены отверстия для крепления форсунок к горизонтальным концентрическим торам, направления осей арочных прорезей в направляющих дисках в смежно расположенных форсунках тора противоположное, сборник циркулирующей воды снабжен верхним стеклянным фонарем для отвода органического растворителя в сборник растворителя, а сборник органического растворителя снабжен нижним стеклянным фонарем для отвода воды и подачи ее насосом в сборник циркулирующей воды. Установка снабжена агрегатами отгонки с водой органического растворителя из сажи и после конденсации паров растворителя и воды их разделения и подачи в соответствующие сборники. Установка также снабжена агрегатами для отделения воды и для сушки сажи.

На фиг.1 представлена технологическая схема установки для мокрой очистки газовых выбросов от сажи; на фиг.2 вид А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 разрез В-В на фиг.2; на фиг.5 вид Г-Г на фиг.3; на фиг.6 вид 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 мокрой очистки газовых выбросов от сажи включает вертикальный нижний скруббер 1 с тангенциально подсоединенными в нижней части патрубками 2 для ввода газовых выбросов и прямым отводом в верхней части для вывода газовых выбросов из скруббера 1 в нижнюю часть водяного скруббера 3, центробежные форсунки 4 и 5 нижнего скруббера 1, установленные на концентрические торы 6 на двух горизонтальных уровнях, подсоединенные к патрубкам 7 и 8 для подачи органического растворителя насосом 9 из сборников 10 циркулирующего органического растворителя, центробежные форсунки 11 и 12 верхнего водяного скруббера 3, установленные сверху на концентрические торы 13 на двух горизонтальных уровнях, подсоединенные к патрубкам 14 и 15 для подачи циркулирующей воды насосом 16 из сборников 17 циркулирующей воды, шнек 18 для отвода с верхней части сборника 10 сажи и подачи ее в перегонные аппараты 19, стеклянные фонари 20 в нижней части сборников 10 органического растворителя для отвода воды и откачки ее насосом 21 с сборника 17 циркулирующей воды, верхние стеклянные фонари 22 сборников 17 воды для отвода органического растворителя в сборники 10 органического растворителя, конденсатор 23 для конденсации паров воды и органического растворителя, поступающих из перегонных аппаратов 19, отстойник 24 для разделения конденсата, сборник 25 воды, насос 26 для откачки воды из сборника 25 в сборники 17, сборник 27 органического растворителя, насос 28 для откачки воды из сборника 27 в сборники 10 циркулирующего органического растворителя, насос 29 для откачки из перегонных аппаратов 19 пульпы из сажи и воды после отгонки органического растворителя в центрифугу 30 для отделения воды, слива ее в сборник 31 и откачки ее из сборника 31 насосом 32 в сборники воды 17, сушилку 33 для сушки сажи. Центробежные форсунки 4 и 5, как и форсунки 11 и 12, выполнены из нижних 34 и верхних 35 конусов, между которыми расположены направляющие диски 36 и 37 с арочными прорезями 38 и 39 в периферийной части с осями, направленными под острым углом к радиусу от периферии к центру в противоположные стороны в смежных форсунках 4 и 5. Форсунки 11 и 12 водяного скруббера 3 устроены аналогично, как и форсунки 4 и 5 скруббера 1, но имеют большие геометрические размеры.

Установка работает следующим образом.

Дымовые газы, содержащие сажу, подаются по тангенциальным патрубкам 2 в скруббер 1, сверху в который подается через форсунки 4 и 5 насосом 9 органический растворитель из сборника 10. Направление осей арочных прорезей 38 и 39 в направляющих дисках 36 и 37 противоположное в смежных форсунках 4 и 5 одного и того же тора для предупреждения разрушения вращающихся потоков струй, выходящих из смежных форсунок 4 и 5, и предупреждения разрушения сплошных потоков струй, выходящих из соседних форсунок.

Тангенциальное направление патрубков 2 для ввода газовых выбросов в скруббер 1 обеспечивает вращение газовых выбросов при движении их снизу вверх при взаимодействии с падающими струями и каплями жидкости, что предупреждает проскок газа и жидкости без взаимного контакта. Направление осей арочных прорезей 38 и 39 в направляющих дисках 36 и 37 под острым углом к радиусу от периферии к центру совпадает с направлением движения жидкости в верхних конусах 35 и исключает взаимодействие выходящих струй жидкости из арочных прорезей 38 и 39 с соседними арочными прорезями 38 и 39, расположенными по концентричным окружностям в периферийной части направляющих дисков 36 и 37. В результате взаимодействия дымовых газов с диспергированным органическим растворителем в скруббере 1 происходит растворение сажи, которая собирается в верхней части сборника 10, откуда, отводится шнеками 18 в перегонные аппараты 19. Оттуда после испарения всего органического растворителя и части воды насосом 29 откачивается пульпа из сажи и воды в центрифугу 30, где отделяется вода, стекает в сборник воды 31, откуда откачивается насосом 32 в сборники воды 17, а сажа ссыпается на транспортер и подается в сушилку 33 и после сушки используется по назначению. Образовавшиеся в перегонном аппарате 19 пары воды и органического растворителя поступают в конденсатор 23, откуда после конденсации конденсат стекает в отстойник 24, из которого снизу отводится вода в сборник 25, из которого насосом 26 откачивается в сборники 17 циркулирующей воды, а органический растворитель отводится из верхней части отстойника 24 в сборник 27, откуда насосом 28 перекачивается в сборники 10 циркулирующего растворителя. Вода из сборников 10 отводится через нижние стеклянные фонари 20 и откачивается насосом 21 в сборники 17 циркулирующей воды, а органический растворитель отводится из сборников воды 17 через верхние стеклянные фонари 22 и стекает в сборники 10 циркулирующего органического растворителя. Вода из сборника 17 подается насосом 16 по патрубкам 14 и 15 в концентрические торы 13 на двух горизонтальных уровнях, из которых поступает в центробежные форсунки 11 и 12 вверх. При выходе через отверстия в верхних конусах 35 вращающийся поток воды расходится в разные стороны в горизонтальной плоскости под действием центробежных сил, в результате чего происходит диспергирование жидкости. При этом капли жидкости движутся по параболам и длина пути капель жидкости будет наибольшей при корневом угле факела струи жидкости при выходе из отверстий в верхних конусах 35, равном 45^о. Если корневой угол будет меньше 45^о, что имеет место чаше всего, то он после выхода струи становится равным 45^о под действием сил тяжести и сил сопротивления восходящего потока газовых выбросов вверх. При максимальном радиальном перемещении жидкости при выходе из форсунки 11 и 12 потребуется меньшее количество форсунок для образования сплошного потока диспергированной жидкости навстречу газовому потоку. Аналогичная картина происходит и в скруббере 1 при выходе жидкости из центробежных форсунок 4 и 5.

Диаметр скруббера 1 меньше диаметра скруббера 3, поэтому скорость газа в полном сечении скруббера 1 больше, чем в скруббере 3, и в скруббере 1 механический унос жидкости с газом всегда наступает раньше, чем в скруббере 3 при происхождении в них одного и того же количества газа, но еще и потому, что плотность жидкости в скруббере 1 меньше, чем в скруббере 3. Для предупреждения механического уноса органического растворителя с газом в скруббере 1 удельная нагрузка по жидкости (воде) в скруббере 3 принимается выше, чем в скруббере 1, что обеспечивается улавлива- ние в скруббере 3 органического растворителя, унесенного с газом в скруббере 1. Вода и органический растворитель возвращаются в цикл, органический растворитель полностью регенерируется, а улавливаемая сажа утилизируется и используется по назначению. Таким образом очистка газовых выбросов от сажи производится по полностью безотходной технологии.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ОТ САЖИ, содержащая скруббер с форсунками, патрубком для отвода очищенных газовых выбросов в верхней части и патрубком для ввода газовых выбросов с сажей в нижней части скруббера, отличающаяся тем, что она снабжена сборником органического растворителя с нижним стеклянным фонарем для отвода воды и подачи ее насосом в сборник воды с верхним стеклянным фонарем для отвода органического растворителя в сборник растворителя, центробежным насосом для подачи абсорбента на распыляющие форсунки, агрегатами отгонки с водой органического растворителя из сажи, растворителя и воды для сушки сажи, разделения и подачи после конденсации их паров в соответствующие сборники, агрегатами для сушки сажи, устройством с шнеком для отделения сажи от абсорбента и установленным над основным водяным скруббером, ввод газовых выбросов которого выполнен из основного скруббера прямым отводом в боковую часть снизу, а диаметр которого больше диаметра основного скруббера, количество циркулирующей воды больше количества циркулирующего абсорбента, распыливающие форсунки выполнены в виде верхних и нижних конических элементов, соединенных болтами, между элементами плотно зажаты направляющие диски с тангенциально направленными арочными прорезями выпуклостями вверх, расположенными по концентрическим окружностям, в нижних конических элементах выполнены вертикальные выходные отверстия с расходящимися конусами, а в верхних конических элементах отверстия для крепления форсунок к горизонтальным концентрическим торам, направления осей арочных прорезей в направляющих дисках в смежно расположеных форсунках тора противоположное.

РИСУНКИ

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