Мокрый скруббер

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2490055:

Зимин Борис Алексеевич (RU)

Мокрый скруббер относится к технике мокрой очистки газов от пылевидного продукта при сушке продукта в распылительных сушилках в химической и микробиологической промышленности, а также к технике очистки уходящих газов паровых котлов и печей в энергетике и в металлургической промышленности. Скруббер имеет цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок подвода газов, верхнюю крышку с отводящим патрубком отработанных газов, подводящий патрубок рабочей жидкости с соплами, подающими жидкость на внутренние боковые стенки корпуса, отводящую воронку отработанной жидкости. Новым в мокром скруббере является то, что тангенциальный патрубок подвода газов присоединен к корпусу в верхней его части, а в нижней части корпуса имеются боковые отверстия для выхода вращающегося потока газов и жидкости, причем эта нижняя часть корпуса скруббера помещена в циклон-сепаратор, имеющий отводящую трубу отработанных газов, проходящую через центральную часть корпуса и перекрывающую своей нижней расширенной частью нижнюю часть корпуса, а отводящая воронка отработанной жидкости находится в нижней части циклона-сепаратора. Кроме этого в верхней части корпуса установлены дополнительные сопла, подающие жидкость в кольцевое пространство корпуса и на наружную стенку отводящей трубы отработанных газов, находящуюся внутри корпуса. Изобретение позволяет уменьшить удельную металлоемкость скруббера и повысить эффективность передачи тепла от газов к жидкости. 2 ил.

Изобретение может быть использовано при сушке взрывоопасного и таксического продукта в распылительных сушилках с замкнутым контуром сушильного агента в химической, микробиологической промышленностях (например, при сушке формальдегида в химической промышленности, гаприна, паприна - в микробиологической промышленности). Кроме того, изобретение может быть использовано в металлургической промышленности для улавливания (абсорбции) сернистых газов из уходящих дымовых газов металлургических печей и конверторов и производства серной кислоты из этих газов. Может быть использовано в качестве мокрого скруббера для улавливания золы из уходящих газов паровых котлов в энергетике.

Мокрую очистку газов от частиц пыли осуществляют в мокрых скрубберах за счет непосредственного контакта газов с жидкостью, которую диспергируют на пути потока или распределяют в виде стекающей тонкой пленки. Используется так же принцип действия инерционных сил при ударе газового потока о стенки, смоченные жидкостью, последняя поглощает взвешенные в нем частицы.

В распылительных сушилках применяются центробежные мокрые скрубберы конструкции ВТИ, в которых стенки скруббера орошаются водой по всей окружности при помощи сопел (Л.1, стр.258, рис 129): М.В. Лыков, Б.И. Леончик «Распылительные сушилки» Издательство «Машиностроение», Москва, 1966) и мокрые скрубберы, в которых жидкость распиливается с помощью механических форсунок грубого распыла (Л.1, стр.259-161, рис.130, 131).

В качестве прототипа выбран мокрый скруббер ВТИ (Л.1, стр.258 и Л.2, стр.337, рис.9-12: А.Н. Плановский, В.М. Рамм, С.З. Каган «Процессы и аппараты химической технологии»).

Известный мокрый скруббер ВТИ имеет цилиндрический корпус с тангенциальным патрубком подвода запыленных газов, верхнюю крышку с отводящим патрубком отработанных газов, с подводящим патрубком жидкости и подводящими соплами, обеспечивающими равномерное распределение жидкости по внутренней окружности корпуса, воронку для сбора и отвода отработанной жидкости и уловленной пыли с отводящим патрубком. Улавливание пыли достигается за счет центробежного эффекта запыленных газов, и соприкосновения вращающегося потока газов с мокрой стенкой скруббера.

Этот скруббер имеет степень очистки 98%. Этого недостаточно. Газы, содержащие токсичные и ядовитые продукты не должны содержать и одного процента продукта. Кроме того «этот скруббер не пригоден как теплоиспользующий аппарат» (Л.1, стр.259). У него недостаточная поверхность контакта жидкости и газов. Этот скруббер нельзя применить в замкнутой системе сушки токсичного взрывоопасного продукта, когда отработанные газы, насыщенные влагой, охлаждают в мокром скруббере до 50°C и ниже и освобождают от излишней влаги за счет конденсации испаренной влаги, и повторно направляют в распылительную сушилку после нагрева их в калорифере.

Целью настоящего изобретения является создание универсального мокрого скруббера, способного не только улавливать содержащуюся в газах пыль, но и обеспечивать, как можно более полную, конденсацию водяных паров, содержащихся в газах, или обеспечивать десорбцию отдельных компонентов, содержащихся в газах при помощи жидкости - абсорбента, а так же уменьшение удельной металлоемкости скруббера и повышение эффективности передачи тепла от газов к жидкости.

Указанная цель достигается тем, что в известном скруббере ВТИ, содержащем цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок подвода газов, верхнюю крышку с отводящим патрубком обработанных газов, подводящий патрубок рабочей жидкости с соплами, подающими жидкость на внутренние боковые стенки корпуса, отводящую воронку (конус) отработанной жидкости с отводящим патрубком (после контакта с газами), тангенциальный патрубок подвода газов присоединен к корпусу в верхней его части, а в нижней части корпуса имеются боковые отверстия (окна) для выхода вращающегося потока газов и жидкости, причем эта нижняя часть корпуса скруббера помещена в циклон-сераратор, имеющий отводящую трубу отработанных газов, проходящую через центральную часть корпуса (по оси) и перекрывающую своей нижней расширенной частью (раструбом) нижнюю часть корпуса (ниже отверстий), а отводящая воронка (конус) отработанной жидкости находится в нижней части циклона-сепаратора. Кроме этого, в верхней части корпуса установлены дополнительные сопла, подающие жидкость в кольцевое пространство между стенкой корпуса и отводящей трубой отработанных газов, находящейся внутри корпуса и на наружную стенку этой отводящей трубы.

На фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемого мокрого скруббера;

На фиг.2 - схема использования скруббера в замкнутой системе распылительной сушки формальдегида в качестве улавливателя остатков продукта и в качестве конденсатора водяных паров сушильного агента (формальдегид -продукт взрывоопасный и токсичный, выброс которого в атмосферу недопустим).

Мокрый скруббер - конденсатор водяных паров, абсорбер-десорбер (фиг.1) имеет цилиндрический корпус 1 с верхней крышкой 2, с тангенциальным патрубком подвода газов 3. В нижней части корпуса 1 имеются окна 4 для выхода вращающегося потока газов и струй воды. В середине корпуса может быть установлена кольцевая перегородка (шайба) 5 (ее установка необязательна). Нижняя часть корпуса 1 помещена в циклон-сепаратор, имеющий цилиндрическую часть 6, верхнюю кольцевую крышку 7, воронку 8 с патрубком 9 отвода отработанной воды с уловленной пылью, трубопровод 10 отвода отработанного газа из скруббера через корпус 1 по оси скруббера. Нижняя часть трубы 10 имеет раструб 16, перекрывающий сечение корпуса 1 в нижней части. Имеется подводящий трубопровод жидкости 11, распределительные коллекторы жидкости 12 и 13, через которые к соплам 14 (сопла для орошения внутренней стенки корпуса 1) и к соплам 15 (сопла для орошения трубы 10).

В общем виде работа мокрого скруббера осуществляется следующим образом. Запыленные газы попадают внутрь корпуса 1 (в кольцевое пространство между корпусом 1 и трубой 10) через тангенциальный патрубок 3 и приобретают вращательное движение с общим направлением сверху вниз. По трубопроводу 11 через коллектор 13, через сопла 15 в кольцевое пространство между корпусом 1 и трубой 10 попадает жидкость (например, вода). Крупные капли воды попадают на трубу 10 и смачивают ее, а мелкие подхватываются потом газов. Кроме этого вращающийся поток газов срывает часть жидкости с трубы 10, диспергирует ее на мелкие капли и частично переносит на стенку корпуса 1. Через сопла 14 жидкость поступает на стенку корпуса 1. В окнах 4. Газы проходят через струи воды, контактируя с ними и диспергируя их на мелкие капли. В циклоне 6 происходит сепарация капель воды от газов. Жидкость, загрязненная уловленной пылью, стекает по стенкам в воронку 8 и через гидрозатвор удаляется. Отработанные, охлажденные газы попадают в трубу 10 и удаляются из скруббера.

Работа установки по сушке формальдегида в распылительной сушилке, с использованием мокрого скруббера для улавливания остатков пылеобразного продукта и для конденсации водяных паров из сушильного агента показана на фиг.2. В распылительную сушилку 17 подается сушильный агент, нагретый до 140°C в калорифере 18. Суспензия (жидкий раствор формальдегида) и сжатый воздух от компрессора и сушильный агент подаются через диспергирующее устройство 19. Сжатый воздух диспергирует суспензию на мелкие капли в распылительной форсунке. Сушильный агент подхватывает капли суспензии и выносит их в сушильную камеру. Каждая капля суспензии высыхает, и поступает в конус сушилки, и далее высушенный продукт - в крафт-мешки 20, через питатели 21. Сушильный агент, охлажденный в сушильной камере до 90-100°C, с частью высушенного продукта поступает из сушильной камеры в пылеулавливающий циклон 22. В циклоне 22 от сушильного агента отделяется пылевидный продукт, не уловленный в сушильной камере, и попадает в крафт-мешок 20а, а сушильный агент, со следами пылевидного продукта поступает в мокрый скруббер 23. Попадая в кольцевое пространство скруббера между корпусом 1 и трубой 10, сушильный агент приобретает вращательное движение. Туда же поступает вода из сопел 15. Крупные капли воды попадают на внешнюю сторону трубы 10, а мелкие капли перебрасываются сушильным агентом на стенку корпуса 1. Поток газов отрывает капли воды от поверхности трубы 10 и перебрасывает их на корпус 1. Из сопел 14 вода поступает на стенки корпуса 1. В нижней части корпуса 1 поток сушильного агента проходит через окна 4, пересекая при этом потоки жидкости, дробя струи на капли. Далее вращающийся газожидкостный поток поступает в циклон-сепаратом 6. Капли воды с уловленной пылью продукта стекают по стенке в воронку 8 и далее, через гидрозатвор, в емкость 24. Поверхность контакта сред (жидкости и газа) в настоящем скруббере увеличивается на порядок. Сушильный агент охлаждается в скруббере до температуры ниже точки росы (до 50-40°C). Выпадает конденсат, увеличивая количество жидкости. Из бака 24 конденсат отбирается насосом 25 и, через охладитель конденсата 26, направляется обратно в скруббер 23. Излишки конденсата отводятся по трубопроводу 27. Клапан 28 регулирует уровень конденсата в емкости 24. В газоход сушилького агента вводится азот по трубопроводу 29 (содержание кислорода в сушильном агенте контролируется кислородомером, и не должно превышать допустимой величины). Движение сушильного агента по замкнутому контуру осуществляют два дутьевых вентилятора 30 и 30a.

Работа мокрого скруббера при производстве серной кислоты осуществляется следующим образом. Уходящие газы от металлургической печи или конвертера поступает в скруббер. Газы содержат сернистый ангидрид, который при соприкосновении с водой абсорбируется этой водой с образованием серной кислоты. Раствор серной кислоты сливается в бак (аналогичный баку 24 фиг.2) и насосом 25 подается обратно в скруббер. Концентрация серной кислоты повышается. При достижении определенной концентрации серной кислоты она отводится по трубе 27, а в бак 24 подливается вода.

Увеличение поверхности контакта жидкой и газообразной сред в скруббере за счет орошения центральной трубы, проходящей по оси корпуса, за счет разбрызгивания жидкости в кольцевом пространстве между корпусом 1 и трубой 10, за счет контакта газов с жидкостью и диспергирования жидкости при прохождении через окна 4, за счет контакта вращающегося газа с мокрой поверхностью стенок циклона-сепаратора, увеличивает на порядок (против скруббера ВТИ) поверхность контакта сред. Это увеличивает эффективность работы скруббера. Позволяет не только улавливать пыль, содержащуюся в газах, но и охлаждать газы до температуры ниже температуры точки росы, то есть конденсировать водяные пары, содержащиеся в газах. Удельная металлоемкость такого скруббера значительно меньше, чем скруббера ВТИ.

Устройство, выполняющее роль мокрого скруббера, конденсатора водяных паров, абсорбера, десорбера, содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным патрубком подвода газов, с верхней крышкой, с отводящим патрубком отработанных газов, с подводящим патрубком жидкости и подводящими соплами, обеспечивающими равномерное распределение жидкости по внутренней окружности корпуса, с воронкой для сбора и отвода отработанной жидкости и уловленной пыли с отводящим патрубком отработанной жидкости, отличающийся тем, что тангенциальный патрубок подвода газов присоединен к корпусу в верхней его части, а в нижней части корпуса имеются боковые отверстия для выхода вращающегося потока газов и жидкости, причем эта нижняя часть корпуса скруббера помещена в циклон-сепаратор, имеющий отводящую трубу отработанных газов, проходящую через центральную часть корпуса и перекрывающую своей нижней расширенной частью нижнюю часть корпуса, а отводящая воронка отработанной жидкости находится в нижней части циклона-сепаратора, кроме этого, в верхней части корпуса установлены дополнительные сопла, подающие жидкость в кольцевое пространство корпуса и на наружную стенку отводящей трубы отработанных газов, проходящую через корпус.

Изобретение относится к области инженерного оборудования зданий и сооружений и может быть применено с целью снижения уровня вентиляции для поддержания стандартных уровней концентрации вредных веществ в помещениях.

Способ очистки сжиженного углеводородного газа от диоксида углерода // 2488430

Изобретение относится к способам очистки сжиженных углеводородных газов от диоксида углерода. .

Абсорбент, способ его получения и его применение // 2488429

Изобретение относится к абсорбенту, для удаления диоксида углерода из дымовых газов, образующихся в работающей на ископаемом топливе установке для сжигания. .

Установка и способ регенерации раствора абсорбента // 2486944

Способ обработки потока углеводородного газа, имеющего высокую концентрацию диоксида углерода, с использованием бедного растворителя, содержащего водный раствор аммиака // 2485998

Изобретение относится к способу обработки находящегося под высоким давлением потока углеводородного газа с высокой концентрацией диоксида углерода с целью удаления из него диоксида углерода с образованием обработанного потока углеводородного газа и обогащенного диоксидом углерода потока.

Установка для извлечения со2 и способ извлечения со2 // 2485048

Способ удаления co2 (варианты) // 2484882

Система и способ удаления кислотного компонента из технологического потока // 2483785

Система и способ регенерации раствора абсорбента // 2483784

Способ разделения газов // 2483783

Изобретение относится к разделению газов каталитического крекинга газойля различного происхождения и может быть использовано с целью увеличения отбора пропилена как товарного продукта от потенциально образовавшегося в процессе каталитического крекинга газойля.

Способ очистки раствора диэтаноламина от примесей // 2491981

Изобретение относится к области очистки газов и может быть использовано в газовой или в нефтеперерабатывающей промышленности для очистки абсорбентов от примесей

Способ и система очистки биогаза для извлечения метана // 2495706

Изобретение относится к способу очищения биогаза для извлечения метана, в котором компоненты, содержащиеся в биогазе, такие как диоксид углерода, соединения серы и аммиака, отделяются в ходе нескольких этапов процесса, и к соответствующей системе для осуществления способа. Способ осуществляют в три этапа очистки, на первом биогаз пропускают через очистную колонну (К1) в противоток подаваемой пресной воде, где диоксид углерода, сероводород, аммиак и другие органические водорастворимые вещества связываются в пресной воде, а метановый газ отбирают у головы очистной колонны (К1), на втором растворенный метан удаляют в первой испарительной колонне (К2), посредством добавления аэрирующего воздуха или аэрирующего воздуха и кислорода, и на третьем растворенный диоксид углерода удаляют во второй испарительной колонне (К3) посредством добавления аэрирующего воздуха, при этом отводят очищенный очистной раствор, подаваемый к очистной ступени (К1), и отработанный газ. Система содержит очистную колонну (К1), первую испарительную колонну (К2) и вторую испарительную колонну (К3), при этом очистная и испарительные колонны соединены последовательно, и основание второй испарительной колонны соединено с головой очистной колонны линией (04), несущей очистной раствор. Изобретение позволяет увеличить извлечение метана и снизить потребление энергии. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Способ и устройство для отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе электростанции // 2495707

Изобретение относится к способу отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе электростанции. Способ включает в себя абсорбционный процесс, в котором содержащий диоксид углерода отходящий газ приводят в контакт с абсорбентом, в результате чего образуется загрязненный диоксидом углерода абсорбент (25), и десорбционный процесс (10), который функционирует от горячего пара из пароводяного контура работающей на ископаемом топливе электростанции и в котором загрязненный диоксидом углерода абсорбент (25) регенерируют, в результате чего образуется регенерированный абсорбент (26). При этом в следующем за десорбционным процессом (10) процессе расширения (20) регенерированный абсорбент (26) расширяют, в результате чего образуется парообразный абсорбент (27), который возвращают в десорбционный процесс (10), и загрязненный абсорбент (25) разделяют, по меньшей мере, на один первый (30) и один второй (40) частичные потоки, причем только второй частичный поток (40) направляют в теплообмене с расширенным абсорбентом, а первый (30) и один второй (40) частичные потоки подают в десорбционный процесс (10) на его разных этапах. Также изобретение относится к устройству для осуществления способа. Изобретение обеспечивает высокую эффективность отделения при низкой потребности в собственной энергии и в то же время при высоком общем кпд энергетического процесса. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту // 2497571

Изобретение может быть использовано в газовой промышленности для подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту. Способ включает очистку углеводородного газа от тяжелых компонентов путем абсорбции абсорбентом. Углеводородный газ подают в среднюю часть абсорбционной колонны, а абсорбент - наверх колонны и осуществляют нагрев нижней части и охлаждение верхней части абсорбционной колонны по всей высоте ее массообменных секций. Абсорбцию проводят при давлении 2,5-3,8 МПа абс. и при температуре верха колонны 5-25°С и температуре низа колонны 55-105°С. Изобретение позволяет повысить выход подготовленного газа, снизить кратность циркуляции абсорбента в 4 раза и снизить энергозатраты и металлоемкость оборудования. 1 ил.

Способ выделения метана из газовых смесей // 2500661

Изобретение относится к способу выделения метана из газовых смесей путем контактирования смеси с водным раствором циклического простого эфира концентрацией не выше 20% мол. при температуре не выше 20°C и давлении до 3,0 МПа с получением конденсированной фазы, содержащей смешанные гидраты метана и циклического простого эфира, и газовой фазы, отделения газовой фазы, извлечения из конденсированной фазы метана с последующей рециркуляцией водного раствора циклического простого эфира на выделение. Предлагаемый способ позволяет эффективно выделять метан из газовых смесей эффективным образом за счет упрощения технологии процесса, в частности снижения давления разделения. 1 з.п. ф-лы, 8 табл., 8 пр., 1 ил.

Очистка потока газа // 2501593

По меньшей мере, одну газообразную примесь, например силан, удаляют путем абсорбции из поступающего потока газа, например потока газа, содержащего азот и водород, каковая газообразная примесь обладает меньшей летучестью, чем поступающий поток газа. Абсорбирование проводят переохлажденным жидким абсорбентом при первой криогенной температуре и первом давлении. Типичным абсорбентом является пропан. Абсорбирование может быть осуществлено в колонне (130) газожидкостного контакта. Абсорбент, содержащий примесь, может быть регенерирован в регенерационном резервуаре 150 и возвращен в колонну (130). 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ очистки газов // 2505341

Изобретение относится к способам для проведения тепло-массобменных процессов для системы газ-жидкость, в том числе для кондиционирования воздуха и его осушки, очистки газов от примесей других газов, паров жидкости и дисперсных твердых частиц, и может быть использовано в системах кондиционирования воздуха, санитарной очистки газовых выбросов, для подготовки природных или попутных нефтяных газов перед их использованием или транспортом. Способ очистки газов включает охлаждение газового потока, образование конденсата, выделение его с абсорбированными газовыми и механическими примесями. В качестве холодного теплоносителя, непосредственно контактирующего с газовым потоком, используется ранее образованный конденсат из очищаемого газового потока, охлажденный до температуры ниже точки росы газового потока. Перед взаимодействием разделяемого газа и охлажденного конденсата вводят часть ранее полученного конденсата без его охлаждения с целью насыщения паром газовой фазы и последующего увеличения количества конденсата на жидких или твердых частицах для повышения эффективности их сепарации. Очистку газа проводят в несколько этапов с целью выделения на каждом этапе отдельного компонента или групп компонентов газовой фазы. Технический результат: разработка простого, эффективного и надежного способа очистки газов от газовых, жидких и твердых примесей, снижение материалоемкости оборудования и эксплуатационных затрат. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Способ очистки газов от сероводорода // 2505344

Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой, газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической отраслях промышленности и относится к способам жидкофазной окислительной конверсии сероводорода, содержащегося в газах, с получением элементарной серы. Способ включает подачу очищаемых от сероводорода газов в зону абсорбции при встречном движении их с абсорбентом, а воздуха - в зону регенерации в количестве, обеспечивающем отношение парциальных объемов кислорода воздуха и сероводорода в газах в диапазоне 0,5÷25:1, отбор очищенных газов из верхней части зоны абсорбции, а серы - из нижней зоны регенерации, отличающийся тем, что вместе с очищаемыми газами в зону абсорбции подают воздух в количестве, обеспечивающем соотношение парциальных объемов кислорода воздуха к сероводороду газов 0,05÷0,75:1, причем суммарный объем подаваемого воздуха в зоны абсорбции и регенерации обеспечивает соотношение парциальных объемов кислорода воздуха к сероводороду, не превышающее первоначальное. Предлагаемый способ позволяет увеличить эффективность очистки газов от сероводорода (не менее 99,99%) за счет интенсификации процесса окисления сероводорода до элементарной серы благодаря частичному проведению регенерации абсорбента в зоне абсорбции и, как следствие, снизить материальные затраты на реализацию способа. 3 табл., 2 ил.

Способ удаления кислотных газов из газового потока // 2506985

Изобретение относится к способу удаления кислотных газов из газового потока, в частности потока природного газа, потока синтез-газа или тому подобного, причем кислотные газы поглощаются из потока газа, по меньшей мере, одним абсорбентом. В качестве абсорбента применяется смесь из физического моющего средства, химического средства и воды. Абсорбент имеет более 60% по массе физического моющего средства, причем в качестве физического моющего средства применяется производное морфолина и применяется химическое моющее средство на основе, по меньшей мере, одного алифатического амина. Изобретение позволяет удалять компоненты кислотных газов из газового потока и предотвратить появление коррозии. 5 з.п. ф-лы.

Способ и система очистки сырых газов, в частности биогаза, для получения метана // 2508157

Настоящее изобретение относится к способу очищения биогаза для получения метана, в котором компоненты, содержащиеся в биогазе, такие как диоксид углерода, соединения серы и аммиака, отделяются в ходе нескольких этапов процесса, и к соответствующей установке для осуществления способа. Цель обеспечения способа очистки биогаза для получения метана, характеризующегося низким потреблением энергии и позволяющего увеличить содержание метана, по меньшей мере, на 10%, достигается следующим образом: на первом этапе очистки диоксид углерода, сероводород, аммиак и другие водорастворимые органические вещества, присутствующие в сыром газе, удаляются в промывной колонне при стандартном давлении или при избыточном давлении до 6 бар пресной водой, при этом метановый газ, имеющий содержание метана, по меньшей мере, 65%, отводится у головы промывной колонны. Растворенные в промывочной воде метан и диоксид углерода последовательно выделяются из загрязненной промывочной воды, выпускаемой из промывной ступени, в первой испарительной колонне под стандартным давлением, а затем во второй испарительной колонне под вакуумом. Кислородосодержащий аэрационный газ, имеющий качество топливного газа, получают в первой испарительной ступени. Очищенная промывочная вода, накапливающаяся во второй испарительной ступени, возвращается в промывочную ступень К1. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил.