СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ХЛОРА И/ИЛИ ХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА Российский патент 1999 года по МПК B01D53/68 B01D53/14 

Предлагаемое изобретение относится к технологии очистки газов, в частности к очистке и обезвреживанию отходящих и технологических газов от хлора и/или хлороводорода, и может быть использовано в химической, металлургической и бумажной промышленности.

Известен /1/ способ очистки хлорсодержащих газов промывкой водой в абсорбере. Недостатком известного способа является сильная агрессивность нагретого кислого раствора, выводимого с газоочистки, что усложняет технологию очистки.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является известный /2/ способ очистки газов, содержащий хлор и хлороводород (Cl₂ и HCl) - прототип. Способ по прототипу заключается в следующем.

Отходящие газы очищают от вредных примесей (HCl и Cl₂) в безнасадочном скруббере (абсорбере) промывкой "известковым молоком". Известковое молоко - суспензия извести (гидроксид кальция с примесями) концентрацией 150 - 200 кг/м³ (в пересчете на оксид кальция CaO), где гидроксид кальция - химический реагент, а остальная часть - поглотительная жидкость (водный раствор солей - примесей извести). Получают известковое молоко путем обработки извести водой. Известковое молоко рециркулируют в системе скруббер - циркуляционный бак центробежным насосом. Известковое молоко в циркуляционном баке постоянно перемешивают мешалкой, создавая гидродинамический режим, препятствующий осаждению из молока малорастворимого гидроксида кальция на дно бака и разделению, в результате этого осаждения объема молока на две фазы: твердую - гидроксид кальция (химический реагент) и жидкую - поглотительную жидкость. При циркуляции в системе абсорбер - циркуляционный бак известковое молоко хлорируется, в результате этого происходит снижение концентрации CaO в молоке. При концентрации CaO < 20 кг/м³ известковое молоко не обеспечивает очистку газов до санитарных норм. Поэтому при снижении концентрации CaO до 20 кг/м³ отработанное хлорированное известковое молоко выводят из процесса очистки и заменяют на свежее известковое молоко.

Недостатками данного способа (по прототипу) являются следующие:
- усложнение технологии очистки газов в связи с необходимостью операции перемешивания объема суспензии в баке (известковое молоко и уловленная скруббером пыль).

- образование большого объема сточных вод. Это связано с тем, что в процессе рециркуляции концентрация солей в молоке возрастает в результате хемосорбции и улавливания пыли. Опытным путем установлено, что при насыщении молока солями свыше 300 кг/м³ (при этом CaO срабатывается до концентрации 20 кг/м³) поглотительная способность молока не обеспечивает очистку газа до санитарных норм (эффект "высаливания"), и его заменяют свежим.

Заявляемое техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в снижении объема сточных вод и упрощении технологии очистки газов.

Данная задача решается предлагаемым "Способом очистки газов от хлора и/или хлороводорода", сущность которого выражается следующей совокупностью существенных признаков:
- промывают газы в абсорбенте поглотительной суспензией, получаемой обработкой жидкости химическим реагентом,
- выводят отработанную поглотительную суспензию из технологического процесса при снижении степени очистки газов до санитарных норм.

Существенными отличительными признаками заявленного изобретения являются следующие:
- в циркуляционном баке суспензию отстаивают и, для промывки газа в абсорбере, расходуют осветленную часть суспензии (из верхней части бака) - поглотительную жидкость,
- обрабатывают поглотительную жидкость, расходуемую для промывки газов в абсорбере, химическим реагентом.

При этом для получения поглотительной суспензии в качестве химического реагента используют молотый оксидный материал, взятый из ряда: оксид кальция, оксид магния (брусит, обоженный магнезит).

Кроме того, осветленную часть суспензии рециркулируют до достижения в ней концентрации суммы солей 330-350 кг/м³.

При прочих равных условиях вышеуказанный новый порядок действий, новые приемы их выполнения обеспечивают достижение технического результата при осуществлении заявленного изобретения. Полученный технический результат заключается в следующем:
- упрощение технологии путем исключения операции перемешивания поглотительной суспензии в циркуляционном баке,
- снижение объемом сточных вод путем увеличения продолжительности рециркуляции поглотительной суспензии.

Как показали опытные испытания, вышеуказанные условия позволяют уменьшить объем сточных вод на 25% и упростить технологию очистки газов.

Следует отметить, опытным путем определено, что при достижении концентрации суммы солей более 330-350 кг/м³ в поглотительной жидкости, подаваемой на очистку газов в абсорбер, не обеспечивается очистки газов до санитарных норм.

Анализ уровня техники в отношении совокупности всех существенных признаков заявленного технического решения показывает, что преложенный способ соответствует критерию "новизна".

Проверка соответствия заявленного изобретения требованиям "изобретательского уровня" в отношении совокупности существенных отличительных признаков свидетельствует о том, что предлагаемый способ не следует для специалистов явным образом из известного уровня техники.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, приведены в примерах.

Примеры
Очистку хлорсодержащих газов ведут на промышленной газоочистке, включающей в себя циркуляционный бак емкостью 35 м³, центробежный насос 6НФ производительностью 450 м³/час и полый скруббер диаметром 5 м и высотой 14,7 м. Дополнительно в магистраль, соединяющий насос со скруббером, врезан шнековый питатель молотого реагента, а заборный патрубок насоса 6НФ поднят на 2/3 высоты бака. После заполнения циркуляционного бака технической водой включают привод насоса 6НФ и орошают водой скруббер. Подают в скруббер хлорсодержащий газ 120 тыс.м³/час и одновременно, шнековым питателем, подают молотый реагент в поток жидкости, подаваемой насосом в скруббер. Устанавливают расход молотого реагента по степени очистки газов. В очищенных газах не должно содержаться HCl, а Cl₂ - до 4 мг/м³. При появлении в очищенных газах следов HCl или Cl₂ около 4 мг/м³ производится замена поглотительной жидкости. Замеряется продолжительность процесса очистки газов поглотительной жидкостью до ее замены.

Пример 1.

В качестве химического реагента применяли молотую известь (CaO). Замеряли продолжительность цикла очистки газов объемом поглотительной жидкости одного бака (т. е. до замены на свежую при проскоках хлора в очищаемых газах концентрацией 4 мг/м³). Продолжительность в среднем была 5 часов. Концентрация суммы солей в поглотительной жидкости при этом нарабатывалась до 330-350 кг/м³. Мешалка циркуляционного бака не работает.

Пример 2.

Процесс очистки газов провели аналогично примеру 1, при этом в качестве химического реагента применяли молотый брусит - Mg(OH)₂. Продолжительность цикла очистки газов объемом поглотительной жидкости одного бака в среднем была 5 часов. Концентрация суммы солей в поглотительной жидкости при этом нарабатывалась до 330-350 кг/м³.

Пример 3 - способ по-прототипу.

Процесс очистки газов проводят согласно технологической инструкции: очистка рециркулируемым известковым молоком, которым заполнен циркуляционный бак. Многочисленными опытными данными установлено, что продолжительность цикла очистки газов объемом известкового молока одного бака в среднем 4 часа и концентрация суммы солей в молоке при этом нарабатывается до 300 кг/м³. Мешалка циркуляционного бака работает в течение всего цикла очистки газов.

Из приведенных примеров расчетным путем определено, что очистка газов по предлагаемому способу обеспечивает снижение объемов сточных вод газоочистки на (5-4): 5 = 0,25, т.е. на 25%.

Предлагаемый способ очистки хлорсодержащих газов может быть реализован на любой промышленной газоочистке, при применении химического реагента реагирующего с хлороводородной кислотой и хлористой кислотой и не требует значительных капитальных вложений.

Источники информации.

1. Очистка газа/Коуль Л.А. и др. - М.: Недра, 1968 - с.135.

2. Эйдензон М.А. Металлургия магния и других редких металлов. -М.: Металлургия, 1974 - с.149. - ПРОТОТИП.

Может быть использовано для очистки и обезвреживания отходящих газов от хлора и/или хлористого водорода. Газ промывают поглотительной суспензией, получаемой обработкой поглотительной жидкости химическим реагентом, циркулируют поглотительную жидкость в системе скруббер - циркуляционный бак и выводят отработанную суспензию из технологического процесса, причем в качестве химического реагента используют брусит или обожженный магнезит. Изобретение позволяет снизить капиталовложения на газоочистку. 1 з.п.ф-лы.

1. Способ очистки газов от хлора и/или хлористого водорода, включающий промывку газов поглотительной суспензией, получаемой обработкой поглотительной жидкости химическим реагентом, циркуляцию поглотительной жидкости в системе скруббер - циркуляционный бак и вывод отработанной суспензии из технологического процесса, отличающийся тем, что в качестве химического реагента используют брусит или обоженный магнезит. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поглотительную жидкость рециркулируют в системе скруббер - циркуляционный бак до достижения в ней концентрации суммы солей 330 - 350 кг/м³.