СИСТЕМА ДЛЯ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ Российский патент 2012 года по МПК B01D47/00 

Изобретение относится к различным отраслям промышленности и может быть использовано для очистки дымовых газов.

Известны способы сухой очистки газов [1, - С.39-81], включающие циклоны, пылеуловители, золоуловители и электрофильтры различного типа, которые используют гравитационные, центробежные и электростатические силы для осаждения пыли и других газов на стеках и фильтрах аппаратов с последующей их выгрузкой.

Известны способы мокрой очистки газов [1, - С.82-136], включающие золоуловители со смоченной поверхностью, пенные газоочистители, скоростные газопромыватели и мокрые пылеуловители различного типа, которые используют силы гравитации, смачиваемости и растворения отходящих газов водой для их осаждения и гидравлической выгрузки.

Известны скрубберы [2, - С.563] - аппараты для промывки жидкостью пылегазовых смесей для удаления компонентов газа или пыли.

Основным недостатком является низкая производительность очистки газа из-за малой подачи количества воды.

Известна электрообработка в системе оборотного водоснабжения установки мокрой очистки газов [3, - С.93-97].

Недостатком установки является высокий расход электроэнергии.

Известна система мокрых пылеуловителей с рециркуляцией воды [1, - С.137-138].

Основными недостатками систем очистки дымовых газов являются низкий КПД установок при сухой очистке и малый расход воды при мокрой очистке, не позволяющий связать отходящие дымовые газы и пыль в полной мере, отсутствие надежных аппаратов очистки воды для повторного использования.

Известна система очистки дымовых газов [4], в которой воду подают в дымовые газы под давлением 0,7-3 МПа и расходом 1,3-2,6 л/м³.

Известен способ очистки газов [5], принятый за прототип, в котором осаждение взвешенных частиц пыли и растворимых газов производят на конце вытяжной шахты (дымовой трубы) путем подачи через распылители (форсунки) в противотоке на полое конусное кольцо, расположенное по оси дымовой трубы.

Недостатком объединенных способов [4-5] является низкая эффективность использования воды и как результат низкая эффективность очистки дымовых газов и низкий КПД.

Если дымовые газы имеют температуру 90°C и выше, то диспергированная вода при встрече потоком дымового газа переходит в насыщенный пар в количестве 425 г/м³ и устойчивую аэрозоль в количестве 940 г/м³, которая выносится в атмосферу потоком, и только диспергированная вода в количестве свыше 1,3 л/м³ падает моросью внутри трубы, которая обеспечивает очистку дымовых газов.

Вторым недостатком прототипов является давление воды на форсунках, при котором начало распада тонкой струи на расстоянии более 80 мм, что создает свободное от аэрозолей окно для прохождения неочищенных дымовых газов. Экспериментальная зависимость начала распада струи на аэрозоль для форсунок диаметром 1 мм подтверждает малую работоспособность прототипов.

Задачей предлагаемого изобретения являются повышение КПД очистки отходящих дымовых газов от взвешенных частиц и растворимых газов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что каскадный модуль конусных колец установлен в устье дымовой трубы, имеет желоба для аккумуляции загрязненной воды, связанные с отводящим трубопроводом, форсунки для равномерного распределения диспергированной до аэрозоли воды по сечению трубы с диаметром сопел 1-2 мм, насос с подачей воды под давлением 4-6 МПа и расходом 4-5 литров на кубический метр дымовых газов, обеспечивая заданный диаметр частиц воды в соответствии с составом отходящих газов и числом Вебера, при этом отстойник для очистки воды с нейтрализатором включен в замкнутый цикл системы очистки дымовых газов.

На фиг.1 представлена система очистки дымовых газов, где приняты следующие условные обозначения: 1 - дымовая труба; 2 - щели между конусными кольцами, 3 - выход дымовой трубы для очищенных дымовых газов; 4 - насос с подачей 4-6 МПа и расходом 4-5 л/м³ дымовых газов; 5 - отстойник для очистки воды; 6 - нейтрализатор загрязнения воды; 7 - трубопровод подачи воды на форсунку; 8 - форсунки; 9 - кольцевой желоб для аккумуляции и отвода воды; 10 - отводящий канал из желоба; 11 - трубопровод отвода загрязненной воды; 12 - трубопровод подпитки воды.

Работа системы заключается в следующем. Дымовые газы, поднимающиеся по трубе 1, проходят через щели 2 между конусами каскада полых конусных колец с углом наклона 45-55° и попадают в аэрозоль тонко диспергированной воды, которая создается форсунками 8 диаметром 1-2 мм, работающими под давлением 4-6 МПа от насоса 4 с расходом воды 4-5 литров на кубический метр дымовых газов. Аэрозоль, вобравшая из дымовых газов пыль и растворимые газы, выпадает моросью на поверхность конусных колец, скатывается в кольцевой желоб 9 и далее по отводящему каналу 10 и трубопроводу 11 попадает в систему очистки воды 5, снабженную нейтрализатором воды 6 и подпиткой 12. Очищенная вода насосом 4 подается к форсунке 8, образуя замкнутый цикл водоснабжения, а очищенные дымовые газы через выход дымовой трубы 3 выбрасываются в атмосферу.

Источники информации

1. Русанов А.А., Урбах И.И., Анастасиади А.П. Очистка дымовых газов в промышленной энергетике. - М.: Энергия, 1969, - 456 с.

2. Горная энциклопедия, т.4. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - С.563.

3. Проскуряков В.А., Смирнов О.В. Очистка нефтепродуктов и нефтесодержащих вод электрообработкой. - С-Пб.: Химия, 1992, - 236 с.

4. Швидкис B.C. Очистка газов. - М.: Теплоэнергетик, 2002, - 442-443, рис.13.98.

5. Патент РФ №1473814. А1. Заявл. 23.04.1989.

Изобретение относится к теплотехническим агрегатам, производящим выбросы в атмосферу, и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Система для очистки дымовых газов включает в себя каскадный модуль конусных колец, установленный в устье дымовой трубы, модуль имеет желоба для аккумуляции загрязненной воды, связанные с отводящим трубопроводом, форсунки для равномерного распределения диспергированной до аэрозоли воды по сечению трубы с диаметром сопел 1-2 мм, подводящий, отводящий и подпитывающий трубопроводы, насос с подачей воды под давлением 4-6 МПа и расходом 4-5 л на кубический метр дымовых газов, который обеспечивает заданный диаметр частиц воды в соответствии с составом отходящих газов и числом Вебера, отстойник для очистки воды с нейтрализатором, который включен в замкнутый цикл системы очистки дымовых газов. Изобретение позволяет повысить КПД очистки отходящих дымовых газов от взвешенных частиц и растворимых газов. 1 ил.

Система для очистки дымовых газов, включающая каскадный модуль конусных колец, форсунки, подводящий, отводящий и подпитывающий трубопроводы, насос, отстойник для очистки воды с нейтрализатором загрязнения, отличающаяся тем, что каскадный модуль конусных колец установлен в устье дымовой трубы, имеет желоба для аккумуляции загрязненной воды, связанные с отводящим трубопроводом, форсунки для равномерного распределения диспергированной до аэрозоли воды по сечению трубы с диаметром сопел 1-2 мм, насос с подачей воды под давлением 4-6 МПа и расходом 4-5 л на кубический метр дымовых газов, обеспечивая заданный диаметр частиц воды в соответствии с составом отходящих газов и числом Вебера, при этом отстойник для очистки воды с нейтрализатором включен в замкнутый цикл системы очистки дымовых газов.