Способ очистки газовых выбросов от сажи

 

Изобретение относится к санитарной очистке газовых промышленных выбросов от вредных примесей и пыли для защиты воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами, а также улавливания ценных компонентов, регенерации абсорбентов и утилизации целевых компонентов. Способ очистки газовых выбросов от сажи включает поглощение сажи высококипящими органическими поглотителями с регенерацией поглотителей и утилизацией сажи. Очистку газовых выбросов от сажи проводят последовательно в две стадии, причем на первой стадии газовые выбросы обрабатывают циркулирующим высококипящим органическим поглотителем, например соляровым маслом, с температурой кипения до 270^oС, а на второй стадии газовые выбросы обрабатывают циркулирующей водой. Полученную на первой стадии пульпу из сажи и органического поглотителя разделяют фильтрованием и декантацией. Поглотитель выделяют перегонкой с водяным паром, а сажу высушивают. 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, энергетической и других отраслях промышленности.

Как известно, в больших объемах выбросы сажи в атмосферу происходят в производстве сажи, а также в других подобных технологических процессах с образованием сажи (копоти) или мелкодисперсного технического углерода.

Сажа продукт неполного сгорания или термического разложения углеродистых веществ, представляет собой тонкий дисперсный порошок, состоящий из высокодисперсных частиц, главным образом углерода от 88,8 до 99,6% водорода от 0,1 до 1% кислорода от 0,1 до 4,5% Средний размер частиц сажи составляет 10-40 нм, плотность 1750-2000 кг/с³. Сажа не смачивается водой, но благодаря средству с углеводородами смачивается соляровым маслом (керосином), которое может быть использовано как абсорбент благодаря высокой температуре кипения порядка 270^о С.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ очистки газов от пыли, включающий обработку газов в полном скруббере противоточным потоком диспергированного абсорбента, создаваемого распыливающими форсунками. Гидравлическое сопротивление полого скруббера не превышает 250 Па (25 мм вод.ст.) [1] Недостатком известного способа является непригодность его для очистки газовых выбросов по безотходной технологии.

Цель заявляемого изобретения повышение эффективности и экономичности способа очистки газовых выбросов от сажи.

Цель достигается тем, что согласно способу очистки газовых выбросов от сажи, включающему обработку газовых выбросов диспергированным органическим поглотителем с регенерацией поглотителя и утилизацию сажи, обработку газовых выбросов проводят последовательно в две стадии, причем на первой стадии газовые выбросы обрабатывают органическим поглотителем, например, соляровым маслом с температурой кипения до 270^о С, а на второй стадии газовые выбросы обрабатывают циркулирующей водой, после чего очищенные газовые выбросы отводят в атмосферу, а полученную на первой стадии пульпу из сади и органического поглотителя разделяют декантацией и фильтрованием на органический поглотитель и сажу с органическим поглотителем, при этом органический поглотитель возвращают в цикл возвращают в цикл для очистки газовых выбросов от сажи, а сажу с органическим поглотителем перегоняют с водяным паром с получением сажи с примесью воды и паров воды и органического поглотителя, последние конденсируют с получением воды и органического поглотителя, которую возвращают из циркулирующей воды больше объема циркулирующего органического поглотителя.

На чертеже изображена схема установки для реализации способа.

Пример реализации предлагаемого способа очистки газовых выбросов от сажи представлен схематично принципиальной схемой установки, содержащий полый скруббер 1 в виде вертикальной колонны с нижней кубовой частью 2 для сбора органического поглотителя и патрубком 3 для стока органического поглотителя, с тангенциально подсоединенными патрубками 4 в нижней части для ввода газовых выбросов, содержащих сажу, сборники 5 органического поглотителя с нижними стеклянными фонарями 6 для отвода воды, насос 7 для подачи органического поглотителя в верхнюю часть скруббера 1 через форсунки 8, шнек 9 для отвода с верхней части сборник 5 сажи, водяной скруббер 10 с нижней кубовой частью 11 для сбора стекающей в скруббер воды и патрубок 12 для отвода воды в сборники 13 циркулирующей воды с верхними стеклянными фонарями 14 для отвода несмешивающегося с водой органического поглотителя, насос 15 для отвода через стеклянные фонари 6 сборников 5 воды в сборники 13 циркулирующей воды, циркуляционный насос 16 для подачи воды из сборников 13 в верхнюю часть водяного скруббера 10 через форсунки 17, перегонные аппараты 18 для периодической отгонки органического поглотителя от сажи с водяным паром, поверхностный конденсатор 19 для конденсации паров воды и органического поглотителя, отстойник 20 для разделения несмешивающихся воды и органического поглотителя, насос 21 для подачи воды из отстойника 20 в сборник 13 циркулирующей воды, насос 22 для подачи органического поглотителя из отстойника 20 в сборники 5 циркулирующего органического поглотителя, насос 23 для отвода пульпы из воды и сажи из перегонного аппарата 18 в центрифугу 24 для отделения от сажи воды и отвода ее в сборники 25 воды, транспортер 26 для подачи влажной сажи из центрифуги 24 в сушилку 27 для сушки, насос 28 для подачи воды из сборников 25 воды в сборники 13 циркулирующей воды водяного скруббера 10.

Установка для осуществления способа работает следующим образом.

Газовые выбросы подают в нижнюю часть скруббера 1 через тангенциально подсоединенные патрубки 4, а абсорбент подают насосом 7 из сборника 5 циркулирующего органического поглотителя в верхнюю часть скруббера через распыливающие форсунки 8. После диспергирования в форсунках 8 органический поглотитель движется вниз под действием сил тяжести навстречу газовым выбросам, поднимающимся вверх, в результате происходит захват органическим поглотителем сажи из газовых выбросов и стекание абсорбента в сборники 5. Очищенные дымовые газы поднимаются вверх в cкруббере 1 и по прямому его отводу поcтупают в водяной скруббер 10, где взаимодействуют с водой, диспергированной в форсунках 17, подаваемой насосом 16 из сборников 13, в результате происходит захват водой из газовых выбросов остатков сажи с каплями унесенного абсорбента из скруббера 1. Вода вместе с органическим поглотителем и сажей стекает в кубовую часть 11 скруббера 10 и через патрубки 12 стекает самотеком в сборники 13 циркулирующей воды, где происходит отстаивание. Через верхние стеклянные фонари 14 из сборников 13 отводят органический поглотитель с сажей в сборники 5 циркулирующего органического поглотителя, а из сборников 15 через нижние стеклянные фонари 6 насосом 15 отводят воду и подают ее в сборники 13 циркулирующей воды. Так как диаметр водяного скруббера 10 больше диаметра скруббера 1 и объемное количество циркулирующей воды в скруббере 10 больше объемного количества циркулирующего органического поглотителя в скруббере 1, то скорость газовых выбросов в полном сечении водяного скруббера 10 меньше, чем в скруббере 1, поэтому механического уноса жидкости в скруббере 10 не происходит, наоборот, благодаря большой нагрузке по жидкости в скруббере 10 происходит захват и улавливание органического поглотителя с сажей, унесенных из скруббера 1, скорость газовых выбросов в котором намного больше, чем в скруббере 10, в результате возможен механический унос жидкости с газом.

Из сборников 5 органического поглотителя поочередно сверху отводится шнеками 9 сажа и подается в перегонные аппараты 18, где с острым водяным отгоняют пары органического поглотителя и воды, которые конденсируют в поверхностном конденсаторе 19, конденсат подают в отстойник 20, из которого сверху откачивают насосом 21 органический поглотитель в сборники 5 циркулирующего органического поглотителя, а снизу насосом 22 откачивают воду в сборник 13 циркулирующей воды. Оставшуюся в перегонных аппаратах 18 пульпу из сажи и воды насосом 23 подают в центрифугу 24, где отделяют воду от сажи и отводят ее в сборники 25 воды, откуда насосом 28 подают в сборник 13 циркулирующей воды, а сажу из центрифуги 24 подают транспортером 26 в сушилку 27, откуда после сушки отправляют для использования по назначению. Резервные сборники 5, 13 и 25, перегонные аппараты 18 и шнеки обеспечивают непрерывную работу установки при периодической работе отдельных аппаратов посредством их переключения.

Как видно из приведенного описания технологической схемы установки, предлагаемый способ очистки газовых выбросов от сажи предусматривает очистку газовых выбросов по полностью безотходной технологии с регенерацией циркулирующего органического растворителя и технической воды с возвратом их в цикл, с утилизацией улавливаемой сажи и использованием ее по назначению.

Технические преимущества заявляемого способа очистки газовых выбросов от сажи по сравнению с прототипом заключаются в использовании дополнительного водяного скруббера большего диаметра, чем диаметр основного скруббера и с большей нагрузкой по жидкости, чем основной скруббер для улавливания уносимых из основного скруббера органического поглотителя и сажи, в многократном использовании органического поглотителя и воды после регенерации по безотходной технологии в утилизации сажи.

Общественно полезные преимущества заявляемого способа очистки газовых выбросов от сажи, вытекающие из технических преимуществ по сравнению с прототипом, заключаются в надежности очистки газовых выбросов от сажи и предупреждения уноса органического поглотителя в атмосферу за счет использования дополнительного водяного скруббера, а также за счет принципа работы установки по предлагаемому способу по полностью безотходной технологии.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ОТ САЖИ путем обработки их диспергированным органическим поглотителем с последующей его регенерацией и утилизацией сажи, отличающийся тем, что обработку газовых выбросов проводят последовательно в две стадии, причем на первой стадии газовые выбросы обрабатывают органическим поглотителем с температурой кипения до 270^oС, а на второй - циркулирующей водой, после чего очищенные газовые выбросы отводят в атмосферу, а полученную на первой стадии пульпу из сажи и органического поглотителя разделяют декантацией и фильтрованием на органический поглотитель и сажу с органическим поглотителем, при этом органический поглотитель возвращают в цикл, а сажу с органическим поглотителем перегоняют с водяным паром с получением сажи с примесью воды и паров воды и органического поглотителя, последние конденсируют с получением воды и органического поглотителя, которые возвращают на циркуляцию, при этом объем циркулирующей воды больше объема циркулирующего органического поглотителя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического поглотителя используют соляровое масло.

РИСУНКИ

Рисунок 1