Классификатор для разделения очищенных дымовых газов на азот и углекислый газ


 

B01D53/00 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2627892:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет "(ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей, например, для полной утилизации дымовых газов теплогенераторов, работающих на бессернистом топливе (природном газе). Классификатор для разделения очищенных дымовых газов на азот и углекислый газ представляет собой корпус, снабженный газовыми патрубками для входа очищенного газа, выхода азота, выхода углекислого газа и штуцерами для подачи промывочной воды и удаления карбонизированной воды, внутри которого снизу–вверх поочередно расположены поддон, камера углекислого газа с каплеотбойником, отделенная горизонтальной перегородкой с круглыми газовыми отверстиями, приемная камера, ступени улавливания углекислого газа, представляющие собой горизонтальные перфорированные перегородки с шелевыми и круглыми отверстиями, покрытые слоем гранулированного доменного шлака высотой h, и азотная камера с разбрызгивателем. При этом ступени улавливания углекислого газа соединены с камерой углекислого газа вертикальными опускными трубами, заглушенными на входе в азотную камеру глушками. Участки опускных труб, проходящие через слои гранулированного шлака, снабжены по всему периметру щелевыми отверстиями высотой меньше h. В горизонтальной перегородке, отделяющей приемную камеру от камеры углекислого газа, устроены сливные клапаны, каждый из которых состоит из сливного отверстия в горизонтальной перегородке, решетчатого каркаса, прикрепленного к ней, и размещенного в каркасе поплавкового клапана. Изобретение обеспечивает повышение производительности установки. 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей, а именно для полной утилизации дымовых газов теплогенераторов, работающих на бессернистом топливе (природном газе).

Известно устройство для выделения диоксида углерода, работа которого основана на разности плотностей азота и диоксида углерода, абсорбции диоксида углерода полученным конденсатом водяных паров и последующей десорбции его при снижении давления, содержащее транзитный газоход, в днище которого устроено окно, соединенное с вертикальным корпусом, внутри которого размещены кожухотрубчатый теплообменник, абсорбционная и десорбционно-охладительная секции, отсасывающий зонт, соединенный с вентилятором и осушителем, а днище корпуса соединено через циркуляционный насос трубопроводами с распределителем жидкости. [Патент РФ №2217221, МКл. В 01 D 53/14, 53/62, 2003].

Основными недостатками известного устройства являются низкая степень очистки дымовых газов от диоксида углерода, обусловленное его ограниченной растворимостью в воде и малая производительность установки очистки по диоксиду углерода, что снижает экономическую и экологическую эффективность очистки дымовых газов.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для полной утилизации дымовых газов, включающее газовый классификатор для разделения очищенных дымовых газов на азот и углекислый газ, представляющий собой цилиндрическую колонну, снабженную газовыми патрубками для входа очищенного газа, выхода азота, выхода углекислого газа и жидкостными штуцерами для подачи промывочной воды и удаления карбонизированной воды, внутри которой снизу–вверх поочередно расположены поддон, камера углекислого газа с каплеотбойником, отделенная от нее горизонтальной перегородкой приемная камера, ступени улавливания углекислого газа, каждая из которых представляет собой горизонтальную перфорированную перегородку с шелевыми отверстиями, покрытую слоем гранулированного доменного шлака с основными свойствами высотой Н, соединенную с камерой углекислого газа через отверстия в горизонтальной перегородке отдельной вертикальной опускной трубой, азотную камеру, в которой расположен разбрызгиватель [Патент РФ №2477648, МПК B01D 53/00, 2013].

Основными недостатками известного классификатора является малая производительность, обусловленная ограниченной площадью отбора диоксида углерода с каждой ступени улавливания углекислого газа и отсутствием слива промывочной воды из приемной камеры в поддон, требующее специальных мероприятий по ее удалению, что снижает экономическую и экологическую эффективность очистки дымовых газов.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение производительности и совершенствование конструкции классификатора для разделения очищенных дымовых газов на азот и углекислый газ.

Технический результат достигается тем, что классификатор для разделения очищенных дымовых газов на азот и углекислый газ включает корпус, снабженный газовыми патрубками для входа очищенного газа, выхода азота, выхода углекислого газа и жидкостными штуцерами для подачи промывочной воды и удаления карбонизированной воды, внутри которого снизу–вверх поочередно расположены поддон, камера углекислого газа с каплеотбойником, отделенная от нее горизонтальной перегородкой с круглыми газовыми и сливными отверстиями, приемная камера, ступени улавливания углекислого газа, представляющие собой горизонтальные перфорированные перегородки с шелевыми и круглыми отверстиями, каждая из которых покрыта слоем гранулированного доменного шлака с основными свойствами высотой h, азотная камера, в которой расположен разбрызгиватель, причем все ступени улавливания углекислого газа соединены с камерой углекислого газа вертикальными опускными трубами, заглушенными на входе в азотную камеру глушками и пропущенными через круглые отверстия в горизонтальных перегородках, участки опускных труб, проходящие через слои гранулированного шлака, снабжены по всему периметру щелевыми отверстиями высотой несколько меньше h, а в горизонтальной перегородке, отделяющей приемную камеру от камеры углекислого газа, устроены сливные клапаны, каждый из которых состоит из сливного отверстия, решетчатого каркаса, прикрепленного к вышеуказанной перегородке, и размещенного в нем поплавкового клапана.

Классификатор для разделения очищенных дымовых газов на азот и углекислый газ (КРОДГ) приведен на фиг.1–4 (на фиг. 1, 2 – общий вид и разрез, на фиг. 3, 4 – узлы КРОДГ).

Классификатор для разделения очищенных дымовых газов на азот и углекислый газ включает корпус 1, снабженный газовыми патрубками для входа очищенного газа, выхода азота, выхода углекислого газа 2, 3, 4, соответственно, и жидкостными штуцерами для подачи промывочной воды и удаления карбонизированной воды 5, 6, соответственно, внутри которого снизу–вверх поочередно расположены поддон 7, камера углекислого газа 8 с каплеотбойником 9, отделенная от нее горизонтальной перегородкой 10 с круглыми газовыми и сливными отверстиями 11 и 12, соответственно, приемная камера 13, ступени улавливания углекислого газа 14, представляющие собой горизонтальные перфорированные перегородки 15 с шелевыми 16 и круглыми 17 отверстиями, соответственно, каждая из которых покрыта слоем гранулированного доменного шлака с основными свойствами 18 высотой Н, азотная камера 19, в которой расположен разбрызгиватель 20, причем все ступени улавливания углекислого газа 14 соединены с камерой углекислого газа 8 вертикальными опускными трубами 21, заглушенными на входе в азотную камеру 17 глушками 22 и пропущенными через круглые отверстия 11 и 15 в горизонтальных перегородках 10 и 14, причем участки опускных труб 21, проходящие через слои гранулированного шлака 18, снабжены по всему периметру щелевыми отверстиями 23 высотой несколько меньше h, а в горизонтальной перегородке 10 устроены сливные клапаны 24, каждый из которых состоит из сливного отверстия 12, решетчатого каркаса 25, прикрепленного к перегородке 10, и поплавкового клапана 26.

Охлажденные и очищенные дымовые газы с температурой (30–40)°С из зоны обработки (не показана) через патрубок 2 поступают в приемную камеру 13 КРОДГ и последовательно проходят через все ступени улавливания углекислого газа 14. В каждой из этих ступеней 14 дымовые газы проходят через шелевые отверстия 16 в горизонтальных перфорированных перегородках 15, после чего контактируют с гранулированным доменным шлаком 18, обладающим основными свойствами [Строительные материалы. Справочник. Под ред. Болдырева А. С. и др. –М.: Стройизд.,1989, с. 423; Домокеев А. К. Строительные материалы. – М.: Высш. школа, 1989, с. 163], что позволяет сорбировать на поверхности и в порах его гранул вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся углекислый газ СО2 [Справочник химика, т.I. – М. – Л.: Химия, 1968, c. 484]. В результате неоднократного контакта с гранулированным доменным шлаком 18, который сорбирует СО2, на выходе из последней ступени 14 дымовые газы представляют собой практически чистый азот, который собирается в азотной камере 19 и через патрубок 3 поступает в сборник азота (не показан). Параллельно этому процессу c поверхности гранулированного доменного шлака 18 в ступенях 14 под действием силы тяжести (плотность углекислого газа в 1,5 раза превышает плотность азота [Справочник химика, т.I. – М. – Л.: Химия, 1968, c. 816]) через щели 23 и вертикальные опускные трубы 21 происходит перемещение молекул СО2 вниз в камеру углекислого газа 8, откуда через каплеотбойник 9, предотвращающий унос капель воды, и патрубок 4 углекислый газ поступает в сборник углекислого газа (не показан). В связи с тем, что каждая ступень 10 снабжена несколькими опускными трубами 21 со щелевыми отверстиями 23, размещенными равномерно по всей площади доменного шлака 18, масса десорбируемого и поступающего в камеру углекислого газа 8 СО2, значительно возрастает по сравнению с известным газовым классификатором. По мере насыщения гранулированного доменного шлака 18 СО2 ступени улавливания углекислого газа 14 периодически промывают промывочной водой через штуцер 5 и разбрызгиватель 20 без остановки работы КРОДГ. При этом промывочная вода, которая скапливается в приемной камере 13 во время промывки, по мере накопления сливается в камеру углекислого газа 8 и поддон 7 через сливные клапаны 24, в которых по мере повышения уровня воды, поплавковый клапан 26 периодически поднимается, открывая отверстие 12. Далее из камеры поддона 7 карбонизированную воду через штуцер 6 направляют в сборник карбонизированной воды (не показан), из которого она используется для внутрицеховых нужд (например, для стабилизации оборотной воды [Абрамов Н. Н. и др. Водоснабжение. – М.: Госстройиздат, 1968, с. 437]).

Диаметр КРОДГ, число ступеней улавливания углекислого газа 14, высота слоя Н гранулированного доменного шлака 18 на горизонтальной перфорированной перегородке 15, расстояние между перегородками 15, площадь живого сечения перегородок 15 (ширину щелей 16 принимают меньшей величины среднего диаметра гранул доменного шлака 18), диаметр и число опускных труб 21, расход промывочной воды, периодичность промывок, число сливных клапанов 24 и их производительность зависят от заданной производительности КРОДГ, требуемой чистоты конечных продуктов (N2 и СО2) и определяют опытным и расчетным путем.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает повышение производительности и улучшение конструкции классификатора для разделения очищенных дымовых газов на азот и углекислый газ, что, в целом, повышает экономическую и экологическую эффективность работы теплогенерирующей установки.

Классификатор для разделения очищенных дымовых газов на азот и углекислый газ, включающий корпус, снабженный газовыми патрубками для входа очищенного газа, выхода азота, выхода углекислого газа и жидкостными штуцерами для подачи промывочной воды и удаления карбонизированной воды, внутри которого снизу–вверх поочередно расположены поддон, камера углекислого газа с каплеотбойником, отделенная от нее горизонтальной перегородкой с круглыми газовыми отверстиями, приемная камера, ступени улавливания углекислого газа, представляющие собой горизонтальные перфорированные перегородки с шелевыми и круглыми отверстиями, соединенными с вертикальными опускными трубами, соединенными, в свою очередь, горизонтальной перегородкой над камерой углекислого газа, каждая ступень улавливания покрыта слоем гранулированного доменного шлака с основными свойствами высотой h, азотная камера с разбрызгивателем, отличающийся тем, что все ступени улавливания углекислого газа соединены с камерой углекислого газа вертикальными опускными трубами, заглушенными на входе в азотную камеру глушками, участки опускных труб, проходящие через слои гранулированного шлака, снабжены по всему периметру щелевыми отверстиями высотой несколько меньше h, а в горизонтальной перегородке, отделяющей приемную камеру от камеры углекислого газа, устроены сливные клапаны, каждый из которых состоит из сливного отверстия в вышеуказанной перегородке, решетчатого каркаса, прикрепленного к ней, и размещенного в каракасе поплавкового клапана.



 

Похожие патенты:

Предложены системы и способы обнаружения проскока аммиака. В одном из примеров выхлопная система содержит два датчика NOx и использует изменяющиеся отклики этих датчиков NOx для присвоения выходного сигнала датчика NOx на выхлопной трубе уровням NOx и NH3 в ней.

Изобретение относится к процессам разделения многокомпонентных газовых потоков на отдельные компоненты или фракции при помощи адсорбентов и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение раскрывает установку паровой конверсии сернистого углеводородного газа, которая оснащена линией ввода сырьевого газа и линией вывода конвертированного газа с рекуперационным устройством, включает также нагреватель и конвертор, при этом установка оборудована узлом адсорбционного обессеривания, состоящим, по меньшей мере, из двух переключаемых адсорберов, по меньшей мере один из которых, находящийся в режиме регенерации адсорбента, соединен с линией вывода конвертированного газа в дефлегматор, установленный в качестве рекуперационного устройства и оснащенный линией вывода подготовленного газа, а остальные адсорберы, находящиеся в режиме адсорбции, установлены на линии ввода сырьевого газа, кроме того, установка оснащена блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией подачи сырьевого газа после адсорбера и оснащенным линиями ввода воды, подачи дегазированного водного конденсата из дефлегматора и вывода солевого концентрата, при этом нагреватель установлен на линии подачи парогазовой смеси из дефлегматора в конвертор.

Изобретение относится к осушке и/или очистке газов в химической, металлургической или других областях народного хозяйства. Насадочный абсорбер осушки газа содержит корпус с патрубками подвода газа, отвода осушенного газа, подвода и отвода абсорбента и расположенные в корпусе входную сепарационную секцию, массообменную абсорбционную насадочную секцию и выходную фильтрующую секцию.

Изобретение относится к способу производства галобутилкаучуков, а именно к способу сушки влажной крошки этих каучуков. Техническим результатом является повышение эффективности сушки каучука без снижения его качества.

Способ и установка очистки природного газа от диоксида углерода и сероводорода с выделением указанных примесей в качестве новых видов сырьевых потоков могут быть использованы в газоперерабатывающей промышленности.

Изобретение может быть использовано в пивоваренной и масложировой промышленности при использовании кизельгуровых фильтров. Для автоматического управления процессом термической регенерации кизельгура по измеренным параметрам расходов и мощностей в ходе процесса по программно-логическому алгоритму, заложенному в микропроцессор, осуществляют оперативное управление технологическими параметрами с учетом накладываемых на них двухсторонних ограничений.

Изобретение относится к нефтегазохимической промышленности и предназначено для очистки природного газа, попутного нефтяного газа, отходящих газов после сжигания топлива в печах, котлах, двигателях внутреннего сгорания большой мощности (судовых, дизельных электростанций) и других газов.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам переработки тяжелых нефтей и/или природных битумов. Способ переработки тяжелой нефти и/или природного битума включает разделение сырья на дистиллят и остаточные фракции путем подачи нагретого до 360°С сырья в испаритель под давлением и распыливания его через форсунку по направлению снизу вверх.

Способ разделения компонентов в системе получения полимеров, включающий разделение потока продуктов полимеризации на газовый поток и поток полимеров, при этом газовый поток содержит этан и непрореагировавший этилен, дистилляцию газового потока с получением потока легких углеводородов, содержащего этан и непрореагировавший этилен, приведение потока легких углеводородов в контакт с системой абсорбирующих растворителей, при этом по меньшей мере часть непрореагировавшего этилена из потока легких углеводородов поглощается системой абсорбирующих растворителей, и извлечение потока отработанных газов из системы абсорбирующих растворителей, при этом поток отработанных газов содержит этан, водород или их комбинации.
Наверх