Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТАНОВКА ДЛЯ САНИТАРНОЙ ОЧИСТКИ БОЛЬШИХ ОБЪЕМОВ ГАЗОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ
УСТАНОВКА ДЛЯ САНИТАРНОЙ ОЧИСТКИ БОЛЬШИХ ОБЪЕМОВ ГАЗОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ

УСТАНОВКА ДЛЯ САНИТАРНОЙ ОЧИСТКИ БОЛЬШИХ ОБЪЕМОВ ГАЗОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: охрана воздушного бассейна от загрязнений промыщленными отходами в виде твердых дисперсных частиц и вредных газовых примесей в химической, нефтехимической, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: установка для санитарной очистки больших объемов газовых промышленных выбросов содержит вертикальную ступенчатую колонну 1 с увеличивающимся поперечным сечением снизу вверх и с коническими переходами 4 между ступенями, над нижней ступенчатой колонной установленно несколько дополнительных колонн 20 и 24 с увеличивающимся сечением снизу вверх с вводами из нижних в верхние колонны через прямые отводы, тангенциальные патрубки 5 и 6 ввода газа в нижнюю часть нижней колонны, каждая колонна имеет контур циркулирующего абсорбента, с подачей абсорбента сверху через центробежные форсунки 12 и 13 в концентрически расположенных торах 11. Отработанный абсорбент верхних колонн подается в качестве абсорбента нижерасположенной колонны, из самой нижней колонны отработанный абсормент подается на регенерацию, а регенерированный абсорбент в верхнюю колонну в качестве свежего абсорбента. Распылители размещены равномерно по периметру кольцевых торов, а выходные отверстия всех распылителей направлены вертикально вниз. Распылители выполнены в виде центробежных форсунок 12 и 13, состоящих из корпуса с крышкой, между которыми зажат направляющий диск с вырубленными арочными прорезями выпуклостью в сторону выхода с тангенциально направленными осями в одну и ту же сторону, при этом в смежных центробежных форсунках кольцевого тора направления арочных прорезей противоположное. 9 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2050948
Класс(ы) патента: B01D47/12
Номер заявки: 5045448/26
Дата подачи заявки: 02.06.1992
Дата публикации: 27.12.1995
Заявитель(и): Слободяник Иван Петрович
Автор(ы): Слободяник Иван Петрович
Патентообладатель(и): Слободяник Иван Петрович
Описание изобретения: 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 и других отраслях промышленности.
Известна установка для санитарной очистки больших объемов газовых промышленных выбросов, содержащая вертикальную цилиндрическую колонну, выполненную ступенчатой с уменьшением поперечного сечения ступеней сверху вниз и с соединением ступеней коническими переходами, ориентированными большими основаниями вверх, основной патрубок для ввода газа, тангенциально подведенный к нижней части ступенчатой колонны, дополнительные патрубки для ввода газа с регулирующими задвижками, тангенциально подведенные к ступеням максимального и промежуточных поперечных сечений колонны, патрубки для подачи абсорбента, сообщенные с концентрическими трубками, размещенными в верхней части ступенчатой колонны, емкости свежего и циркулирующего абсорбента, насосы циркулирующего абсорбента, соединенные посредством системы циркуляционных трубопроводов и запорной арматуры с патрубками для подачи абсорбента, а также холодильники для охлаждения циркулирующего абсорбента.
Однако эта установка не может обеспечить высокую степень очистки газовых промышленных выбросов от вредных примесей из-за малого времени контакта фаз при однократном взаимодействии газа и жидкости, при этом недостаточно используется активность абсорбента, особенно при переменных и низких концентрациях вредных примесей в газовых выбросах, что влечет за собой перерасход абсорбента и неоправданное удорожание процесса при наличии достаточно высокой неиспользованной потенциальной активности абсорбента.
Технический результат изобретения повышение эффективности, экономичности и надежности очистки больших объемов газовых промышленных выбросов от вредных примесей.
Для этого установка для санитарной очистки больших объемов газовых промышленных выбросов, содержащая вертикальную цилиндрическую колонну, выполненную ступенчатой с уменьшением поперечного сечения ступеней сверху вниз и с соединением ступеней коническими переходами, ориентированными большими основаниями вверх, основной патрубок для ввода газа, тангенциально подведенный к нижней части ступенчатой колонны, дополнительные патрубки для ввода газа с регулирующими задвижками, тангенциально подведенные к ступеням максимального и промежуточных поперечных сечений колонны, патрубки для подачи абсорбента, сообщенные с концентрическими трубами, размещенными в верхней части ступенчатой колонны, емкости свежего и циркулирующего абсорбента, насосы циркулирующего абсорбента, соединенные посредством системы циркуляционных трубопроводов и запорной арматуры с патрубками для подачи абсорбента, и холодильники для охлаждения циркулирующего абсорбента, снабжена дополнительными колоннами, выполненными с увеличением поперечного сечения каждой колонны по ходу потока, с переходами по газу из каждой нижней в верхнюю колонны прямым отводом верхней части нижней колонны в нижнюю часть верхней колонны, нижняя часть каждой верхней колонны соединена циркуляционным трубопроводом через емкости и насосы с трубами подачи абсорбента нижней колонны, ступенчатая колонна циркуляционным трубопроводом через емкости и насосы сообщена с трубами подачи абсорбента верхней колонны, концентрические трубы для подачи абсорбента в колоннах размещены на двух уровнях в горизонтальных плоскостях и выполнены торообразными с навинченными на специальные патрубки центробежными форсунками, которые расположены равномерно по периметру торообразных труб, с шахматным смещением в плане, при этом каждая центробежная форсунка содержит патрубок с внутренней резьбой для навинчивания, расширяющийся конический корпус с цилиндрической расширенной частью, выполненной с наружной резьбой, коническую крышку с центральным выходным отверстием и с внутренней резьбой для навинчивания на корпус, направляющий диск, размещенный в расширенной части корпуса, плотно прижатый к последнему конической крышкой и выполненный с тангенциально однонаправленными арочными прорезями, равномерно расположенными по концентрическим окружностям на периферийной части диска и имеющими ориентацию арок выпуклостью по потоку абсорбента, а в смежных центробежных форсунках каждой торообразной трубы арочные прорези направляющих дисков имеют противоположные направления.
На фиг. 1 представлена технологическая схема предлагаемой установки; на фиг.2 продольный разрез колонны; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 разрез В-В на фиг.3; на фиг.6 разрез Г-Г на фиг. 4; на фиг.7 разрез Д-Д на фиг.5; на фиг.8 разрез Е-Е на фиг.6; на фиг.9 разрез Ж-Ж на фиг.6.
Установка для санитарной очистки больших объемов газовых промышленных выбросов (фиг.1-9) содержит вертикальную цилиндрическую колонну 1 со ступенчатыми ее частями 2 и 3 с уменьшающимся поперечным сечением, соединенными между собой коническими переходами 4 в виде усеченных конусов, ориентированных большим основанием вверх, тангенциально направленные основные патрубки 5 в самой нижней ступени 3 колонны для ввода газовых выбросов и тангенциально направленные дополнительные патрубки 6 с регулирующими задвижками 7 для ввода газовых выбросов и в промежуточные ступени 2 и колонну 1, соответственно, с промежуточным и максимальным поперечным сечением, кубовую часть 8 колонны для слива отработанного абсорбента, патрубки 9 и 10 для подачи абсорбента в колонну 1 на двух уровнях в горизонтальных плоскостях с горизонтальными торами (трубами 11), осесимметрично концентрически расположенными по отношению к оси колонны 1, в торах 11 снизу установлены центробежные форсунки 12 и 13 с патрубками 14 с внутренней резьбой для навинчивания на патрубки в кольцевых торах 11, каждая форсунка выполнена в виде расширяющегося конического корпуса 15 с цилиндрической расширенной частью и наружной резьбой, конические крышки 16 с выходным отверстием 17 с вертикальной осью с внутренней эллиптической полированной поверхностью и с внутренней резьбой, совпадающей с наружной резьбой корпуса 15, направляющего диска 18, размещенного внутри конического корпуса 15 по его внутреннему большому диаметру и плотно прижатого конической крышкой 16 с арочными прорезями 19 выпуклостью в сторону крышки 16, расположенными по концентрическим окружностям в периферийной части диска 18 и с тангенциально направленными осями в одну и ту же сторону, причем в смежных форсунках 12 и 13 каждого кольцевого тора 11 направление арочных прорезей 19 в дисках 18 противоположное. Верхняя часть колонны 1 имеет прямой отвод, входящий в верхнюю колонну 20 большего диаметра, чем колонна 1. Колонна 20 также имеет кубовую часть 21 для слива отработанного абсорбента и патрубки 22 и 23 для подачи абсорбента в верхнюю часть колонны 20 через торы 11 с форсунками 12 и 13. Верхняя часть колонны 20 имеет также прямой отвод для ввода в вышерасположенную колонну большого диаметра и т.д. Самая верхняя колонна 24 наибольшего диаметра также имеет кубовую часть 25 для слива абсорбента и патрубки 26 и 27 для подачи абсорбента в верхнюю часть колонны 24 через торы 11 с форсунками 12 и 13. К кубовой части 8 колонны 1 подсоединен патрубок 28 для самотечного слива абсорбента в одну из двух емкостей 29, работающих попеременно, причем вторая емкость 29 всегда заполнена свежим абсорбентом, а первая емкость 29 заполнена циркулирующим абсорбентом. Один из двух центробежных насосов 30 задвижками на всасывающей линии подсоединен к емкости 29 циркулирующего абсорбента, а нагнетательным патрубком соединен с патрубками 9 и 10 для подачи циркулирующего абсорбента через торы 11 и форсунки 12 и 13 в верхнюю часть колонны 1. К кубовой части 21 колонны 20 подсоединен патрубок 31 для самотечного слива абсорбента в одну из двух емкостей 32, работающих попеременно, причем вторая емкость 32 всегда заполнена свежим абсорбентом, а первая емкость 32 заполнена циркулирующим абсорбентом. Один из двух центробежных насосов 33 задвижками на всасывающем трубопроводе подсоединен к емкости циркулирующего абсорбента, а нагнетательным патрубком соединен с патрубком 22 и 23 для подачи циркулирующего абсорбента через торы 11 и форсунки 12 и 13 в верхнюю часть колонны 20. Трубопровод 34 предназначен для перекачки насосом 33 отработанного циркулирующего абсорбента из емкости 32 в емкость 29 свежего абсорбента. К кубовой части 25 колонны 24 подсоединен патрубок 35 для самотечного слива абсорбента в одну из двух емкостей 36, работающих попеременно. Из емкости 36 отработанный абсорбент перекачивается насосом 37 по трубопроводу 38 в емкость 32 свежего абсорбента колонны 20. Один из двух центробежных насосов 37 задвижками на всасывающем патрубке подсоединен к емкости 36 циркулирующего абсорбента, а нагнетательным патрубком соединен с патрубками 26 и 27 для подачи циркулирующего абсорбента через торы 11 и форсунки 12 и 13 в верхнюю часть колонны 24. Трубопровод 39 с задвижкой 40 предназначен для подачи отработанного абсорбента из емкости 29 колонны 1 на регенерацию (не показано). Регенерированный абсорбент по трубопроводу 41 с задвижкой 42 подается в емкость 36 свежего абсорбента колонны 24. Установка снабжена холодильниками 43, 44 и 45 для охлаждения циркулирующего абсорбента в каждой ступени колонн 1, 20 и 24.
Размеры и количество форсунок 12 и 13 и торов 11 в верхних колоннах больше, чем в нижних в связи с увеличением количества жидкости (абсорбента), подаваемой в колонны с большим диаметром.
Форсунки 12 и 13 в торах 11 на двух уровнях в горизонтальных плоскостях в плане размещаются со смещением в шахматном порядке и имеют цилиндрическую расширенную часть 46.
Установка для санитарной очистки газовых промышленных выбросов работает следующим образом.
Газовые выбросы подаются (фиг.1-9) в самую нижнюю ступенчатую часть 3 колонны 1 по тангенциально направленным патрубкам 5, а также в верхнюю ступенчатую часть колонны 1 по тангенциально направленным патрубкам 6 и регулируется расход задвижками 7 так, чтобы обеспечить максимальные скорости газа в самой нижней ступенчатой части 3 колонны 1 с минимальным поперечным сечением. С помощью регулирующих задвижек 7 распределяется поток газовых выбросов в патрубки 5 и 6, чтобы обеспечить максимально допустимое гидравлическое сопротивление потоку газовых выбросов в ступенях 3 и 2 и колонне 1, максимальную эффективность массообмена между газом и жидкостью, чтобы при этом не потребовалась установка дополнительных вентиляторов на линиях подачи газовых выбросов. Циркулирующий абсорбент из емкости 29 насосом 30 подается по патрубкам 9 и 10 в верхнюю часть колонны 1 через торы 11 в форсунки 12 и 13 с различными направлениями вращения выходящих жидкостных потоков, обеспечивающими необходимую ступень закручивания жидкости при выходе из форсунки и степень диспергирования жидкости в зависимости от количества подаваемой жидкости на форсунки 12 и 13, что определяет эффективность массообмена между газом и жидкостью и гидравлическое сопротивление форсунки. В результате интенсивного вращения жидкости на выходе из отверстий 17 форсунок 12 и 13 под действием центробежных сил жидкость сильно диспергируется с образованием мелкой дисперсии с большой межфазной поверхностью, на которой и происходит массообмен между газом и жидкостью. Направление осей арочных прорезей 19 в дисках 18 в соседних центробежных форсунках 12 и 13 в кольцевых торах 11 противоположно, что обеспечивает противоположное направление вращения струй жидкости, выходящих из соседних форсунок, в результате сопряженные вращающиеся струи жидкости в каждом торе 11 соприкасаются с однонаправленными потоками струй жидкости, при этом будут происходить отражения струй и нарушения равномерного распределения жидкости факелов от каждой форсунки 12 и 13 в отдельности и от всех факелов по всему поперечному сечению колонны.
В нижней ступенчатой части 2 и 3 колонны 1 с уменьшающимся поперечным сечением абсорбент в виде капель и струй отражается от поверхности конических переходов 4 в направлении от периферии к центру, так как угол падения приблизительно равен углу отражения капель, в результате чего происходит перераспределение свободно падающего потока жидкости от периферии к центру, чем обеспечивается равномерное распределение жидкости по поперечному сечению колонны, так как под действием потока газа, скорость которого максимальна в центре, жидкость естественно перемещается от центра к периферии колонны.
Тангенциальный ввод газовых выбросов в колонну 1 обеспечивает винтообразное движение газа по колонне 1 вверх и тесное взаимодействие с жидкостью, движущейся вниз под действием сил тяжести, при этом возрастает вероятность столкновения элементарных объемов газа и жидкости и обеспечивается повышение эффективности массообмена между газом и абсорбентом и извлечение летучих веществ из газовых выбросов.
При переходе газовых выбросов из нижних колонн в верхние с увеличивающимся поперечным сечением скорость газа в полном сечении колонны уменьшается, а удельная нагрузка по жидкости (абсорбенту) возрастает, что предупреждает механический унос абсорбента с газом.
Отработанный в колонне 1 абсорбент подается из емкости 29 насосом 30 по трубопроводу 39 с задвижкой 40 на регистрацию (не показано), после чего возвращается обратно в систему свежего абсорбента в емкость 36 колонны 24. После достижения в колонне 24 заданной концентрации циркулирующего абсорбента последний перекачивается в емкость 32 колонны 20, а после достижения в колонне 20 заданной концентрации циркулирующего абсорбента емкость 32 циркулирующего абсорбента отключается, абсорбент перекачивается насосом 33 в емкость 29 свежего абсорбента, а насос 28 подключается к емкости 32 свежего абсорбента, который становится циркулирующим. Циркулирующий абсорбент в каждой ступени охлаждается в холодильниках 43, 44 и 45 для повышения поглотительной емкости абсорбента.
Таким образом в колоннах 1,20 и 24 газовые выбросы движутся противотоком по отношению к абсорбенту, при этом достигается максимальная движущая сила процесса. Кроме того, противотоком перемещается абсорбент из верхней колонны 24 в колонну 20, а из нее в нижнюю колонну 1. Свежий и регенерируемый абсорбент подается в емкость 36 колонны 20 по трубопроводу 41 с задвижкой 42.
Вследствие взаимодействия газовых выбросов и абсорбентов в дисперсном состоянии в полых колоннах гидравлическое сопротивление всей установки потоку газа не превышает 60-70 Па при скорости газа в полном сечении колонны до 5 м/с.
По технологии изготовления направляющие диски с арочными прорезями намного проще, чем винтовые каналы форсунок. Кроме того, предлагаемые форсунки с арочными прорезями в дисках требуют меньшего перепада давления жидкости по сравнению с винтовыми каналами и позволяют использовать жидкость с твердыми частицами, которые свободно проходят через арочные прорези, что позволяет многократно использовать загрязненные твердыми частицами жидкости.
Технические преимущества установки для санитарной очистки газовых промышленных выбросов заключаются в снижении расхода энергии на диспергирование жидкости в форсунках, в многократном использовании жидкости с твердыми частицами, в снижении стоимости изготовления элементов центробежных форсунок, монтажа, ремонта и обслуживания. Кроме того, преимущества заключаются в значительном уменьшении капитальных и трудовых затрат для изготовления и ремонта установки, в многократном использовании циркулирующего абсорбента и в уменьшении вредных веществ в газовых выбросах, попадающих в окружающую атмосферу.
Формула изобретения: УСТАНОВКА ДЛЯ САНИТАРНОЙ ОЧИСТКИ БОЛЬШИХ ОБЪЕМОВ ГАЗОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ, содержащая вертикальную цилиндрическую колонну, выполненную, ступенчатой с уменьшением поперечного сечения ступеней сверху вниз и с соединением ступеней коническими переходами, ориентированными большими основаниями вверх, основной патрубок для ввода газа, тангенциально подведенный к нижней части ступенчатой колонны, дополнительные патрубки для ввода газа с регулирующими задвижками, тангенциально подведенные к ступеням максимального и промежуточных поперечных сечений колонны, патрубки для подачи абсорта, сообщенные с концентрическими трубами, размещенными в верхней части ступенчатой колонны, емкости свежего и циркулирующего абсорбента, насосы циркулирующего абсорбента, соединенные посредством системы циркуляционных трубопроводов и запорной арматуры с патрубками для подачи абсорбента, холодильники для охлаждения циркулирующего абсорбента, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными колоннами, выполненными с увеличением поперечного сечения каждой колонны по ходу потока, с переходами по газу из каждой нижней в верхнюю колонны прямым отводом верхней части нижней колонны в нижнюю часть верхней колонны, нижняя часть каждой верхней колонны соединена циркуляционным трубопроводом через емкости и насосы с трубами подачи абсорбента нижней колонны, ступенчатая колонна циркуляционным трубопроводом через емкости и насосы сообщена с трубами подачи абсорбента верхней колонны, концентрические трубы для подачи абсорбента в колоннах размещены на двух уровнях в горизонтальных плоскостях и выполнены торообразными с навинченными на специальные патрубки центробежными форсунками, которые расположены равномерно по периметру торообразных труб, с шахматным смещением в плане, при этом каждая центробежная форсунка содержит патрубок с внутренней резьбой для навинчивания, расширяющийся конический корпус с цилиндрической расширенной частью, выполненной с наружной резьбой, коническую крышку с центральным выходным отверстием и с внутренней резьбой для навинчивания на корпус, направляющий диск, размещенный в расширенной части корпуса, плотно прижатый к последнему конической крышкой и выполненный с тангенциально однонаправленными арочными прорезями, равномерно расположенными по концентрическим окружностям в периферийной части диска и имеющими ориентацию арок выпуклостью по потоку абсорбента, а в смежных центробежных форсунках каждой торообразной трубы арочные прорези направляющих дисков имеют противоположные направления.