УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B01D53/14 B01D53/75 B01D53/78 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению стадий очистки отходящих газов литейных производств, отделений сушки, очистки дымовых газов, и может быть использовано в металлургической промышленности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является установка для очистки газов литейного производства, которая содержит скруббер, абсорбер, емкость щелочного раствора, насадочную колонку и озонатор, контур рециркуляции озонированного воздуха, который подключен к трубопроводу очищаемых газов на входе в абсорбер, и контуры циркуляции абсорбера и насадочной колонки, соединенные с емкостью.

Недостаток известной установки состоит в том, что скруббер не имеет контура циркуляции жидкости и на его орошение используется вода из напорной сети. Возможно также попадание частиц шлама из емкости в контуры циркуляции абсорбера и насадочной колонки, так как не разделен слив жидкости из скруббера и абсорбера, при осаждении твердых взвешенных частиц в скруббере малоэффективно расходуется рециркулирующий озонированный воздух, при этом низка степень окисления органических примесей в конденсаторе.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективности очистки ГВВ литейных производств до 97-98% и повышении эффективности использования озона на окисление примесных компонентов.

Данный технический результат достигается тем, что установка для очистки газовоздушных выбросов литейного производства, содержащая последовательно установленные скруббер, и абсорбер, соединенные между собой трубопроводом очищаемых газов, насадочную колонку с озонатором, емкость, контур рециркуляции озонированного воздуха, подключенный к трубопроводу очищаемых газов на входе в абсорбер, и контуры циркуляции жидкости, абсорбера и насадочной колонки, соединенные с емкостью и включающие насос, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, согласно изобретению, установка дополнительно снабжена трубчатым конденсатором, размещенным между скруббером, а скруббер контуром циркуляции жидкости, соединенным с емкостью и включающим насос, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, контур рециркуляции озонированного воздуха подключен к верхней части конденсатора, который снабжен устройством для орошения трубок озонированной водой и контуром циркуляции охлаждающей воды, при этом устройство для орошения трубок соединено с контуром циркуляции жидкости абсорбера, а емкость разделена на секцию озонированной воды и секцию вывода шлама, причем нижняя часть конденсатора подключена к секции озонированной воды, а контур циркуляции охлаждающей воды подключен к контуру циркуляции скруббера и соединен с секцией вывода шлама.

Подключение контура рециркуляции озонированного воздуха к конденсатору позволяет не расходовать озон на осаждение твердых частиц в скруббере, повышает эффективность использования озона на химическое окисление.

Снабжение конденсатора устройством для орошения трубок озонированной водой, которое соединено с контуром циркуляции абсорбера, позволяет в конденсаторе окислять органические примеси, в газовой фазе рециркулирующим озонированным воздухом и орошающей озонированной водой, и в жидкой фазе при стекании озонированной воды в виде пленки по трубкам конденсатора. Причем окисление в жидкой фазе сопровождается отводом тепла через межтрубное пространство конденсатора, что повышает при более низкой температуре растворимость озона в жидкости, а следовательно, и эффективность окисления примесей.

Подключение нижней части конденсатора к секции озонированной воды позволяет повторно использовать озонированную воду, стекающую в виде пленки по трубкам, на окисление примесей и промывку очищаемых газов.

Снабжение конденсатора устройством для орошения трубок и контуром циркуляции охлаждающей воды, подключенным к контуру циркуляции скруббера, позволяет охлаждать очищаемые газы снаружи и внутри трубок увеличивая коэффициент теплопередачи, при этом охлаждение внутри трубок сопровождается окислением примесей в газовой и жидкой фазе.

Снабжение конденсатора контуром циркуляции охлаждающей воды, который подключен к нагнетательному трубопроводу контура циркуляции скруббера и по межтрубному пространству соединен с секцией вывода шлама, позволяет снизить расход воды и затраты энергии, и не использовать на охлаждение свежую воду.

На чертеже изображена схема установки для очистки газовоздушных выбросов литейного производства.

Установка для очистки газовоздушных выбросов литейного производства содержит скруббер 1, трубчатый конденсатор 2, абсорбер 3, которые соединены трубопроводом очищаемых газов 4, емкость 5, разделенную на секцию 6 озонированной воды и секцию 7 вывода шлама, насадочную колонку 8 с озонатором 9. Скруббер 1, абсорбер 3 и насадочная колонка 8 имеет контуры циркуляции жидкости. Контур циркуляции скруббера включает насос 10, всасывающий и нагнетательный трубопровод 11 и 12 и подключен к секции 7 вывода шлама. Контур циркуляции абсорбера 3 содержит насос 13, всасывающий и нагнетательный трубопроводы 14 и 15 и подключен к секции 6 озонированной воды. Контур циркуляции насадочной колонки 8 содержит насос 13, нагнетательный и всасывающий трубопроводы 15 и 16. Контур циркуляции насадочной колонки подключен к насосу 13 контура циркуляции абсорбера посредством трубопровода 16. Установка содержит контур рециркуляции озонированного воздуха 17, который подключен к трубопроводу 4 очищаемых газов на входе в абсорбер 3 и к верхней части конденсатора 2. Конденсатор 2 снабжен устройством 18 для орошения трубок озонированной водой, которое соединено с нагнетательным трубопроводом 15 абсорбера 3 посредством трубопровода 19. Нижняя часть конденсатора 2 подключена к секции 6 озонированной воды трубопроводом 20. Конденсатор 2 снабжен контуром циркуляции охлаждающей воды, который включает насос 10, всасывающий трубопровод 11 и нагнетательные трубопроводы 12 и 21. Контур циркуляции охлаждающей воды конденсатора 2 подключен к контуру циркуляции скруббера 1 посредством трубопровода 21. Конденсатор 2 по межтрубному пространству соединен с секцией 7 вывода шлама трубопроводом 22.

Установка работает следующим образом.

Очищаемые газы с температурой 200-450^oC после камерной сушилки вентилятором подаются в скруббер 1. В верхней части скруббера 1 они орошаются щелочной жидкостью, содержащей 30 г/л кальцинированной соды и небольшое количество NaOH. В скруббере 1 осуществляется осаждение твердых частиц и охлаждение газов. В результате промывки газов раствором соды из газовой фазы поглощаются примесные неорганические вещества: двуокись азота, сернистый ангидрид, двуокись углерода. Не испарившаяся в скруббере 1 жидкость вместе со шламом сливается в секцию 7 емкости 5, откуда после отстаивания шлам отводится в канализацию. По трубопроводу 4 очищаемые газы с температурой 100-160^oC поступают в верхнюю часть конденсатора 2, где в газовой фазе контактируют с озонированным воздухом, поступающим по контуру рециркуляции 17 из насадочной колонки 8. В газовой фазе происходит окисление органических примесей - преимущественно высокомолекулярных органических кислот C₆-C₁₇. В трубках конденсатора очищаемые газы орошаются из устройства 18 озонированной водой, поступающей по трубопроводу 19, подключенному к контуру циркуляции жидкости абсорбера 3 и насадочной колонки 8. При орошении озонированной водой окисленные органические примеси переходят из газовой фазы в жидкую и далее окисление примесей осуществляется в жидкой фазе в тонкой пленке озонированной жидкости, стекающей по трубкам конденсатора, т.е. окисление осуществляется в условиях хемосорбции. Окисление примесей при абсорбции, сопровождающейся химической реакцией ускоряется в данном случае за счет возникновения у поверхности пленки жидкости, стекающей по трубкам конденсатора, конвективных токов озонированного воздуха (поверхностная конвекция), что значительно увеличивает скорость массопередачи при окислении многокомпонентных смесей газов (CO, NO, SO₂ и т.п.). Окисление в жидкой фазе озоном в трубках конденсатора происходит при отводе тепла снаружи и внутри трубок, что повышает эффективность окисления примесей. Для охлаждения конденсатора используется отстоявшаяся вода из секции 7 емкости 5, которая циркулирует в замкнутом контуре, поступая в межтрубное пространство конденсатора по трубопроводу 20, и сливается в секцию 7. Из конденсатора очищаемые газы по трубопроводу 4 поступают в абсорбер, где на входе в него контактируют с озонированным воздухом из насадочной колонки 8, и далее обрабатываются циркулирующей озонированной жидкостью имеющей слабощелочные свойства, которая подается насосом 13 на орошение абсорбера 3. Основное количество примесей окисляется в вихревом абсорбере в режиме вихревой закрученной газожидкостной пленки толщиной 6-10 мм в условиях высокоразвитой поверхности контакта фаз в результате многократной циркуляции щелочной жидкости, содержащей растворенный озон. Окисление озоном ароматических соединений: бензола, толуола, ксилолов происходит через ряд промежуточных продуктов с образованием глиоксаля, щавелевой и других кислот. Фенолы под воздействием озона расщепляются с образованием альдегидов, глиоксаля, щавелевой и других дикарбоновых кислот. Фенол, формальдегид, ароматические и другие углеводороды через ряд промежуточных продуктов окисляются до карбоновых кислот, связываются NaOH и Na₂CO₃ в безвредные соединения соли карбоновых кислот, которые отводятся в канализацию по мере выработки щелочного раствора. Очищенные газы после абсорбера с содержанием примесей ниже ПДК поступают в атмосферу.

Схема установки позволяет очищать запыленные ГВВ литейного производства с температурой 200-450^oC и суммарным содержанием примесей 1000-1200 мг/м³ с эффективностью очистки 97-98% повышает эффективность использования озона на химическое окисление.

Использование: в металлургической промышленности. Установка для очистки газовоздушных выбросов литейного производства содержит скруббер 1, трубчатый конденсатор 2, абсорбер 3, которые соединены трубопроводом очищаемых газов 4, емкость 5, разделенную на секцию 6 озонированной воды и секцию 7 вывода шлама, насадочную колонку 8 с озонатором 9. Скруббер 1, абсорбер 3 и насадочная колонка 8 имеют контуры циркуляции жидкости. Контур циркуляции скруббера включает насос 10, всасывающий и нагнетательный трубопроводы 11 и 12 и подключен к секции 7 вывода шлама. Контур циркуляции абсорбера 3 содержит насос 13, всасывающий и нагнетательный трубопроводы 14 и 15 и подключен к секции 6 озонированной воды. Контур циркуляции насадочной колонки 8 включает насос 13, нагнетательный и всасывающий трубопроводы 15 и 16. Установка содержит контур рециркуляции озонированного воздуха 17, который подключен к трубопроводу 4 очищаемых газов на входе в абсорбер 3 и к верхней части конденсатора 2. Конденсатор снабжен устройством 18 для орошения трубок озонированной водой, которое соединено с нагнетательным трубопроводом 15 абсорбера посредством трубопровода 19. Нижняя часть конденсатора 2 подключена к секции 6 трубопроводом 20. Конденсатор 2 снабжен контуром циркуляции охлаждающей воды, который включает насос 10, всасывающий и нагнетательный трубопроводы 11 и 12 и подключен к контуру циркуляции скруббера 1 посредством трубопровода 21. Конденсатор 2 по межтрубному пространству соединен с секцией 7 вывода шлама трубопроводом 22. Технический результат, достигаемый от изобретения, заключается в повышении эффективности очистки до 97-98%. 1 ил.

Установка для очистки газовоздушных выбросов литейного производства, содержащая последовательно установленные скруббер и абсорбер, соединенные между собой трубопроводом очищаемых газов, насадочную колонку с озонатором, емкость, контур рециркуляции озонированного воздуха, подключенный к трубопроводу очищаемых газов на входе в абсорбер, и контуры циркуляции жидкости абсорбера и насадочной колонки, соединенные с емкостью и включающие насос, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена трубчатым конденсатором, размещенным между скруббером и абсорбером, а скруббер контуром циркуляции жидкости, соединенным с емкостью и включающим насос, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, контур рециркуляции озонированного воздуха подключен к верхней части конденсатора, который снабжен устройством для орошения трубок озонированной водой и контуром циркуляции охлаждающей воды, при этом устройство для орошения трубок соединено с контуром циркуляции жидкости абсорбера, а емкость разделена на секцию озонированной воды и секцию вывода шлама, причем нижняя часть конденсатора подключена к секции озонированной воды, а контур циркуляции охлаждающей воды
к контуру циркуляции скруббера и соединен с секцией вывода шлама.