СПОСОБ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ДОМЕННЫХ ГАЗОВ Российский патент 2008 года по МПК B01D47/06 

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к способам очистки отходящих доменных газов от пыли и влаги.

Известен способ очистки отходящих газов путем противоточной подачи газов и известкового молока, циркулирующего в системе абсорбер-бак и подаваемого в абсорбер на разных уровнях, разбрызгивания и поглощения вредных примесей из газов, при этом с известковым молоком на верхний ярус абсорбера подают воду определенного количества [1].

Недостатком способа является отсутствие определения твердых частиц пыли и влаги в отходящем газе. Отсутствие контроля влаги не дает возможности проводить регулирование подачи воды, что ведет к снижению экономических показателей работы установки по газоочистке.

Известен наиболее близкий к предложенному способ мокрой очистки газов, включающий подачу газов в устройство в виде спиральной улитки, где они обрабатываются жидкостью, распыливаемой оросителями. В результате распыления жидкости в газовый поток образуется пылекапельно-газовая смесь, которая направляется по спирали по цилиндрической части корпуса к шламовыпускному отверстию. Очищенные от пыли газы удаляются, а вода в виде шлама удаляется [2].

Недостатком способа является отсутствие контроля твердых частиц пыли и влаги в отходящем газе. Согласно правилам безопасности в газовом хозяйстве металлургических и коксохимических предприятий и производств, запыленность доменного газа не должна превышать 4 мг/м³. Отсутствие контроля не позволяет выполнить требования по безопасности для такого токсического газа, как доменный. Отсутствие контроля пыли не дает возможности проводить регулирование подачи воды, что ведет к снижению экономических показателей работы установки по газоочистке.

Задачей данного изобретения является возможность его использования как для определения пыли, так и для определения влажности газового потока, в том числе токсичного, находящегося под давлением, возможность реализации способа в стационарной установке.

Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в повышении качества очистки и экономии воды, подаваемой на газоочистку доменного газа, за счет регулирования ее подачи в зависимости от содержания пыли и влаги в отходящем газе.

Технический результат заключается в том, что в способе мокрой очистки отходящих доменных газов, включающем подачу газов в агрегат очистки, обработку газов распыленной через форсунки жидкостью, удаление шлама из агрегата очистки, отвод очищенного газа в сетевой газопровод, дополнительно одновременно измеряют остаточную запыленность газа после очистки и остаточную влагу, для чего с помощью отборной трубки берут определенную пробу газа после агрегата очистки, определяют его количество и направляют в пылекаплеуловитель, после которого измеряют количество пыли и влаги в измерительном устройстве, установленном после пылекаплеуловителя, затем в зависимости от полученного результата регулируют расход воды, подаваемой на форсунки. Количество газа в отобранной пробе определяют путем выравнивания статических давлений газа в отборной трубке и в дополнительной трубке, которую устанавливают в сетевом газопроводе в месте отбора для обеспечения равенства скоростей газа в газопроводе и отборной трубке, при этом показания соотношения давлений выводят на регистрирующий прибор. Пробу газа отбирают за счет его давления в газопроводе после очистки.

Предлагаемый способ реализуется в устройстве мокрой газоочистки (см. чертеж), состоящей из двух ступеней - мокрого форсуночного скруббера 1 и трубы Вентури 4. В скруббер 1 от доменной печи снизу поступает колошниковый газ с давлением 0,2-0,3 МПа, температурой 250-270°С и запыленностью 10-30 г/м³. Сверху поступает орошающая вода, разбрызгиваемая форсунками 2 вверх для создания большего объема контакта частичек пыли с каплями воды. Расход орошающей воды на скрубер 1 можно изменять вентилем В1. Загрязненная вода (шлам) скапливается в нижней части скрубера 1 и посредством задвижки В2 постоянно сбрасывается в канализационный канал для отвода ее в отстойник. Очищенный доменный газ, который имеет остаточную запыленность, капельную влагу и сто процентную влажность с температурой 50-70°С по газопроводу очищенного газа 6 поступает через дроссельную группу или ГУБТ 14 в сеть доменного газа 15. По техническим условиям (согласно Правилам безопасности в газовом хозяйстве металлургических и коксохимических предприятий и производств) запыленность доменного газа не должна превышать 4 мг/м³.

Степень очистки доменного газа зависит от количества и качества распыления форсунками орошающей воды. Причем углубление очистки ниже установленной нормы связано с неоправданными дополнительными расходами воды и связанными с ними затратами. Кроме того, излишняя влага в доменном газе снижает его качество как топлива, уменьшая теплоотводную способность, что в свою очередь ведет к ухудшению качества нагрева воздуха в нагревателях доменных печей и снижению производительности самих доменных печей и перерасходу кокса.

Для оптимизации режимов работы газоочисток доменного газа требуется контролировать остаточную запыленность и влажность газа, чтобы обеспечить минимально необходимый расход орошающей воды, не снижая при этом требуемого качества очистки.

Контроль остаточной запыленности и влажности доменного газа после газоочистки основан на отборе проб определенного количества газа из газопровода с последующим осаждением и замером влаги и пыли в ней. Пробу газа за счет давления в газопроводе 6 отбирают трубкой 7 и направляют в пылекаплеуловитель циклонного типа 12, где за счет истечения через сопло газ понижает свою температуру (вплоть до отрицательных значений), что способствует конденсации влаги и отделению ее с пылью из потока. Конденсат с пылью стекает по стенкам пылекаплеуловителя 12 в нижнюю часть, откуда посредством вентиля В4 его подают в измерительное устройство 13. В измерительном устройстве 13 определяют весовое количество пыли и влаги. Из пылекаплеуловителя 12 отобранную пробу газа сбрасывают за дроссельной группой или ГУБТ 14 в сетевой газопровод 15.

С целью более глубокой конденсации влаги из отобранной пробы на выходном отверстии трубки в пылекаплеуловителе 12 устанавливают сопло, которое обеспечивает в результате внезапного расширения понижение температуры отобранного газа вплоть до отрицательных значений.

Поскольку запыленность газовой среды должна быть отнесена к единице его объема, то пробу газа отбирают при известном ее количестве.

Способ определения количества отбираемого газа основан на уравновешивании скорости газа во входном отверстии отборной трубки 7 со скоростью газа в основном потоке газопровода 6, в котором она известна, по расходу газа в нем и его диаметру. Этот способ известен как изокинетический. Уравновешивание скоростей осуществляется следующим образом.

В совокупности трубки 7 и 8 представляют собой известную напорную трубку для определения скоростного (динамического) напора Р_д, который может быть замерен дифференциальным манометром 10 при закрытом вентиле В3, как разность между полным давлением Р_п и статическим Р_с, т.е. Р_д=Р_п-Р_с, что и будет отражено регистрирующим прибором 11. Этот скоростной напор образован за счет скорости газа в основном газопроводе и по сути ее отображает. Скорость газа во входном сечении отборной трубки при этом будет равна нулю.

При открывании вентиля В3 осуществляется движение и отбор газовой пробы через отборную трубку 7 за счет разности давлений в газопроводах 6 и 15. При этом скорость газа во входном сечении отборной трубки повышается, а показание прибора 11 при этом понижается, поскольку скоростной напор Р_д срабатывает в пылекаплеуловителе 12. Изменяя расход отбираемого газа вентилем В3, добиваются такого расхода, а следовательно, и скорости газа, при котором показание прибора 11 будет равным нулю. Такое состояние соответствует тому, что скорость газа в трубке 7 становится равной скорости газа в газопроводе 6 или, другими словами, разность статических давлений в месте отбора пробы в газопроводе и отборной трубке в месте присоединения импульсной трубки 9 будет равна нулю. Для обеспечения изокинетичности внутри отборной трубки сечение ее от места отбора до вентиля В3 выполняют постоянным. Импульсную трубку 9 присоединяют к отборной трубке 7 с условиями требований при измерении статического давления.

Регулирование расхода воды на газоочистку доменного газа осуществляют следующим образом.

Улавливание пыли в мокром скруббере 1 осуществляют за счет капель воды, образованных посредством форсунок. При этом чем больше капель влаги воды приходится на одну частичку пыли, тем больше вероятность ее захвата этой каплей и осаждения вместе с ней. Поэтому количество подаваемой воды и качество ее распыла (диаметр капель) являются определяющими параметрами, влияющими на степень очистки газа. Но вместе с тем начальная запыленность колошникового газа и его расход являются теми факторами, которые также влияют на степень очистки. И поскольку на газоочистках не контролируют остаточную запыленность, то расход воды на нее подают с запасом по интуитивному опыту, что в свою очередь приводит к ее неоправданному перерасходу, неэффективному использованию и дополнительным затратам.

Предлагаемый способ контроля остаточной запыленности доменного газа позволяет посредством вентиля В1 производить регулировку подачи воды на газоочистку с таким расчетом, чтобы выдерживалась требуемая техническими нормами его остаточная запыленность, измеренная по предлагаемому способу.

Предлагаемый способ мокрой очистки отходящих доменных газов имеет следующие достоинства:

- устройство для реализации способа просто в изготовлении и монтаже;

- отсутствуют дефицитные и дорогостоящие материалы и оборудование;

- позволяет раздельно определять количество пыли, капельной и паровой влаги в газе;

- надежный, т.к. не имеет расходомеров;

- точный, поскольку за счет равенства скоростей нет искажений скоростных полей в сечении отбора;

- может быть полностью автоматизирован.

Предложенный способ позволяет одновременно определять пыль и влажность отходящего газового потока, в том числе токсичного, находящегося под давлением, данный способ возможно реализовать в стационарной установке. Способ позволяет повысить качество очистки и экономить воду, подаваемую на газоочистку доменного газа, за счет регулирования ее подачи в зависимости от содержания пыли и влаги в отходящем газе.

Литература

1. Патент №2201791 «Способ очистки отходящих газов», МПК B01D 53/14, B01D 47/06, опубл. 10.04.2003 г.

2. Патент №2239487 «Устройство для мокрой очистки газов», МПК В01D 47/06, В04С 5/23, опубл. 10.11.2004 г.

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к способам очистки отходящих доменных газов от пыли и влаги. В способе мокрой очистки отходящих доменных газов, включающем подачу газов в агрегат очистки, обработку газов распыленной через форсунки жидкостью, удаление шлама из агрегата очистки, отвод очищенного газа в сетевой газопровод, дополнительно одновременно измеряют остаточную запыленность газа после очистки и остаточную влагу, для чего с помощью отборной трубки берут определенную пробу газа после агрегата очистки, определяют его количество и направляют в пылекаплеуловитель, после которого измеряют количество пыли и влаги в измерительном устройстве, установленном после пылекаплеуловителя, затем в зависимости от полученного результата регулируют расход воды, подаваемой на форсунки. Количество газа в отобранной пробе определяют путем выравнивания статических давлений газа в отборной трубке и в дополнительной трубке, которую устанавливают в сетевом газопроводе в месте отбора для обеспечения равенства скоростей газа в газопроводе и отборной трубке, при этом показания соотношения давлений выводят на регистрирующий прибор. Пробу газа отбирают за счет его давления в газопроводе после очистки. Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в повышении качества очистки и экономии воды, подаваемой на газоочистку доменного газа, за счет регулирования ее подачи в зависимости от содержания пыли и влаги в отходящем газе. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ мокрой очистки отходящих доменных газов, включающий подачу газов в агрегат очистки, обработку газов распыленной через форсунки жидкостью, удаление шлама из агрегата очистки, отвод очищенного газа в сетевой газопровод, отличающийся тем, что дополнительно одновременно измеряют остаточную запыленность газа после очистки и остаточную влагу, для чего с помощью отборной трубки берут определенную пробу газа после агрегата очистки, определяют его количество и направляют в пылекаплеуловитель, после которого измеряют количество пыли и влаги в измерительном устройстве, установленном после пылекаплеуловителя, затем в зависимости от полученного результата регулируют расход воды, подаваемой на форсунки.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество газа в отобранной пробе определяют путем выравнивания статических давлений газа в отборной трубке и в дополнительной трубке, которую устанавливают в сетевом газопроводе в месте отбора для обеспечения равенства скоростей газа в газопроводе и отборной трубке, при этом показания соотношения давлений выводят на регистрирующий прибор.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что пробу газа отбирают за счет его давления в газопроводе после очистки.