Способ очистки газов

 

Изобретение относится к области очистки газов и предназначено для уменьшения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при электролитическом получении алюминия, в металлургии, в химической и других отраслях промышленности. Способ очистки газов от фтористого водорода и смолистых веществ, включает контактирование газа со свежим и рециркулируемым адсорбентом с образованием аэровзвеси, при этом используют порошкообразный полидисперсный адсорбент, осуществляют подачу рециркулируемого адсорбента в газовый поток, имеющий скорость 30-12 м/с, а свежего адсорбента в газовый поток, имеющий скорость 2-9 м/с, после смешения газа со свежим адсорбентом меняют направление газового потока на 160-180°, при этом часть адсорбента возвращают в зону газового потока, расположенную между местом ввода рециркулируемого адсорбента и местом ввода свежего адсорбента. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки газов и увеличить степень отработки адсорбента в реакционном объеме. 1 ил.

Изобретение относится к области очистки газов и предназначено для уменьшения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при электролитическом получении алюминия, в металлургии, в химической и других отраслях промышленности.

Известны способы удаления загрязняющих веществ из газов, например, способ, описанный в заявке №WO 96/15846, опубл. 30 мая 1996 г., включающий осуществление процесса адсорбции фтористого водорода в две стадии, причем в первую стадию возвращают остаток глинозема, прошедшего вторую стадию адсорбции, после выделения из него фторированного глинозема, поступающего в процесс получения алюминия, а во вторую стадию подают неотработанный активный оксид алюминия (глинозем)

Недостатками способа являются:

- осуществление процесса адсорбции при прямотоке твердой и газовой фаз, что нельзя признать оптимальным для массопередачи;

- наличие одного внешнего контура циркуляции, что снижает степень обработки глинозема в рабочей зоне реактора и увеличивает расход энергии на подачу рециркулируемого глинозема.

Известен способ очистки газов от фтористого водорода и смолистых веществ по а.с. SU №1464337 А-1, обмененному на патент РФ (№33, 1997 г.) (действует с 22.02.95 г.), принятый за прототип.

Способ включает контактирование глинозема с газом в режиме взвешенного слоя с увеличением скорости пропускания очищаемых газов в 1,5-15 раз по сравнению с первоначальной, а затем снижение ее, причем свежий глинозем добавляют после снижения скорости пропускания газов.

Недостаток способа в том, что увеличение скорости газа в 1,5-15 раз в сравнении с первоначальной предполагает наличие пережима, что связано с повышением гидравлического сопротивления рабочей зоны. Кроме того, наличие более низкой, чем в пережиме, скорости газа до ее увеличения может привести к выпадению крупных фракций глинозема и выводу их из зоны адсорбции.

В зоне вторичного снижения скорости газа глинозем не имеет направленного движения, что при наличии преобладающего количества мелких фракций в глиноземе приводит к преимущественно прямоточному движению фаз, снижая эффективность массопередачи.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности очистки газов и увеличение степени отработки адсорбента в реакционном объеме.

Техническая задача решается тем, что в способ очистки газов от фтористого водорода и смолистых веществ, включающем контактирование газа со свежим и рециркулируемым адсорбентом с образованием аэровзвеси, используют порошкообразный полидисперсный адсорбент, осуществляют подачу рециркулируемого адсорбента в газовый поток, имеющий скорость 30-12 м/с, а свежего адсорбента в газовый поток имеющий скорость 2-9 м/с, после смешения газа со свежим адсорбентом меняют направление газового потока на 160-180°, при этом часть адсорбента возвращают в зону газового потока, расположенную между местом ввода рециркулируемого адсорбента и местом ввода свежего адсорбента.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено устройство для очистки газов.

Устройство выполнено в виде прямоугольного аппарата 1 (реактора) с нижней частью пирамидальной формы. Нижняя часть представляет собой конфузор 2, соединенный с входным газоходом 1, а верхняя с щелевым корпусом прямоугольного сечения 3. В подводящий газоход через течку 4 подается рециркулируемый адсорбент, который потоком газа выносится в конфузор 2, где происходит расширение потока газа и снижение его скорости. В конфузор 2 через течку 5 подается свежий глинозем. В прямоугольном корпусе реактора 1 расположен отражатель потока 6, выполненный в виде полуцилиндра, обращенного вогнутой стороной навстречу потоку газа. Отражатель 6 обеспечивает изменение направления потока газа на 160-180 градусов с последующим возвратом в первоначальное направление. При резком снижении скорости потока газа от 30 до 70% адсорбента под действием силы тяжести и инерционных сил выпадает и ссыпается по наклонным стенкам конфузора к месту сопряжения с входным газоходом, то есть в зону более высоких скоростей газа, где подхватывается восходящим потоком газа и возвращается в рабочую зону реактора. Эффект выделения адсорбента увеличивается под действием инерционных сил при изменении направления газового потока на противоположное, достигаемое установкой отражателя. Движение показано на чертеже: адсорбента - сплошными линиями, газа - пунктирными.

Снижение скорости газа при выходе потока из подводящего газохода в конфузор менее чем в 5 раз не обеспечивает достаточного эффекта по выделению части адсорбента из потока, более чем в 10 раз - неоправданно увеличивают габариты реактора.

Снижение скорости газового потока в течение менее 0,02 с затрудняет ссыпание выделившейся части адсорбента к месту сопряжения конфузора с входным газоходом, более 0,1 с - снижает эффект выделения адсорбента из потока.

Изменение направления движения газового потока с помощью отражателя менее чем через 0,2 с после смешения газа со свежим адсорбентом снижает эффективность за счет уменьшения высоты зоны противоточного взаимодействия фаз, более чем через 10 с - неоправданно повышает высоту реактора, не давая дополнительного эффекта.

Пример выполнения

В поток газа, удаляемый от электролизеров при производстве алюминия, содержащий фтористый водород и смолистые вещества и движущийся со скоростью 15 м/с, в зону I из бункера рукавного фильтра 3 подается рециркулируемый адсорбент - глинозем (оксид алюминия) в количестве 3000 кг/ч, что при объеме очищаемых газов 70000 м³/ч создает концентрацию глинозема в газе 43 г/м³.

Через 0,05 с после выхода газа из зоны I скорость газа снижается до 2 м/с (в 7,5 раз). В зону II подается свежий глинозем в количестве 630 кг/ч. В результате резкого снижения скорости газового потока около 1200 кг/ч глинозема выпадает из зоны высоких скоростей газа, “отжимается” к стенкам реактора, падает вниз и возвращается в место сопряжения зон I и II, то есть в зону высоких скоростей газа, что обеспечивает внутреннюю рециркуляцию глинозема, увеличение его концентрации в рабочей зоне и повышение степени улавливания фтористого водорода в зонах I-IY до 90%. При использовании отражателя Ш поток газа, обтекая отражатель, меняет направление на 160°, в результате чего количество глинозема, выпадающего под действием инерционных сил увеличивается до 2500 кг/ч (около 70%); соответственно увеличивается концентрация глинозема в зонах I-II в 2-3 раза, а степень улавливания фтористого водорода в зонах I-IY возрастает до 95-97%.

Формула изобретения

Способ очистки газов от фтористого водорода и смолистых веществ, включающий контактирование газа со свежим и рециркулируемым адсорбентом с образованием аэровзвеси, отличающийся тем, что используют порошкообразный полидисперсный адсорбент, осуществляют подачу рециркулируемого адсорбента в газовый поток, имеющий скорость 30-12 м/с, а свежего адсорбента в газовый поток, имеющий скорость 2-9 м/с, после смешения газа со свежим адсорбентом меняют направление газового потока на 160-180°, при этом часть адсорбента возвращают в зону газового потока, расположенную между местом ввода рециркулируемого адсорбента и местом ввода свежего адсорбента.

РИСУНКИ

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.02.2008

Извещение опубликовано: 10.02.2008        БИ: 04/2008