Массобменная колонна для очистки газов Советский патент 1984 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к аппаратам очистки газов от оксидов азота и может быть использовано в хтшческой пр(1ышленности, в частности в производстве азотной кислоты. Известен абсорбер для очистки газов от оксвдов азота, включающий кор пус с патрубками ввода и вьшода фаз в котором азотную и азотистую кислсты, образовавшиеся при поглощении NOx выводят их абсорбера и направляют в отдувочный аппарат, где HNO разлагается потоком воздуха. Полученный при этом вторичньй оксид азот N0 утилизируется путем смешения с нитрозным газом, идущим в абсорбер р Наиболее близкой к изобретению яв ляется распылительная массообменная колонна,, содержавшая вертикальный корпус, глухую по жидкости тарелку для приема отработанного абсор бента, патрубки дйя ввода и вьгоода газа и жидкости, перфорированную перегородку в верхней части корпуса, диспергирующей жидкость наструи и капли, газораспределитель в виде кол пачков, размещенньЬс; на тарелке f2. Недостатком известной KOHCTpyKipii ясвляется загрязнение очищенного газа вторичным и снижение степени -очистки на 15-25%. При контакте капель абсорбента с нитрозным газом в каплях образуется HNOj и HNCU . Последняя, несмотря на малое время пребьшания абсорбента в колонне (порядка нескольких секунд), успевает разложиться на 15-20% с последующей десорб1щей вторичного N0 с поверхнос ти проконтактировавшего абсорбента. Этот оксид попадает в зону абсорбции и загрязняет промытый газ. Несмотря на высокие коэффициенты массопередачи (1200-2000 ч), концентраци оксидов азота в очищенном газе повыпается до 0,04-6,05% ,об., что превьппает уровень санитарной нормы 0,02% об. Цель изобретения - повьш1ение степени очистки за счет исключения загрязнения промытого газа вторичным оксидом азота. Указанная цель достигается тем, что массообменная колонна для очистки газов, преимущественно от оксидов азота, включающая вертикальный корпус, глухую по жидкости тарелку газораспределительными элементами в нижней части, капельный диспергатор жидкости и перераспределительную газовую решетку в верхней части, патрубки ввода и вывода газа и жидкости, она снабжена коллектором для вывода вторичного оксида азота, установленного между газораспределительными элементами и тарелкой и соединенного с отсосным устройством. Кроме того, коллектор для вывода вторичного оксида азота целесообразно выполнять в виде горизонтальных перфорированных параллельных цилиндров. . Причем коллектор для вывода вторичного оксида азота, целесообразно вьтолнять в виде цилиндрических перфорированных концентрических к лец. Целесообразно, с целью предотвращения десорбции вторичного оксида азота в момент удара капель жидкости о поверхность газораспределительных элементов и коллектора, . снабжать их вертикальными бортиками с -прорезями для слива жидкости, рас7 положеннымипо периметру в их верх- , них частях. Через перфорированные цилиндры и цилиндрические перфорированные концентрические кольца равномерно перекрьгоающие поверхность абсорбента, выводится десорбировавпшйся с этой поверхности вторичньш N0. При любом времени пребывания абсорбента в колонне, весь вьщелившийся N0 не попадает в зону абсорбции и не снижает степени очистки, время пребывания будет определяться лишь условиями достижения необходимой эффективности массообмена. Кроме того, перфорированные ци- -, линдры, кольца и газораспределительные патрубки в верхней части снабжены вертикальными бортиками с прорезями для слива жидкости, расположенными до периметру. В процессе абсорбции- часть капель падает на поверхность патрубков, и перфорированных цилиндров и колец и разбивается на мелкие капли, что сопровождается десорбцией вторичного N0. Вертикальные бортики с поверхностью вьш1еуказанныхузлов образуют ванночки, в которых накапливается жидкость, падающие капли мягко взаимодействуют с поверхностью жидкости, не разбиваются на мелкие капли и не происходит десорбции вторичного оксида азота.

На фиг. 1 изображена колонна с коллектором в виде горизонтальных перфорированных параллельных цилиндров, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид В на фиг. 2; на фиг. 5 - колонна с коллектором в виде цилиндрических перфорированных концентрических колец, общий вид; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг. 7 - узел D на фиг. 5; на фиг.8вид Е на фиг. 6..

Массообменная колонна .включает вертикальный корпус 1, в верхней части которого имеются перераспредели- тельная газовая решетка 2 и капельный диспергатор жидкости 3, в нижней части находится глухая по жидкости тарелка 4, на которой расположены газораспределительные патрубки 5 с вертикальными бортиками 6. В свободном пространстве между патрубками 5 на одном уровне над таоелкой 4 размещен коллектор для вьшода вторичного оксида азота в виде горизоптальных перфорированных параллельных цилиндров 7 с вертикальными бортиками 8, имеющие прорези для слива жид-г кости, цилиндры 7 соединены с патрубками 9, через который выводится вто ричный N0. Колонна снабжена патрубками для ввода газа 10, вывода промытого газа 11, ввода жидкости 12, вывода отработанного абсорбента 13.

Во втором варианте выполнения маесообменной колонны (фиг. 5) коллектор для вьшода вторичного оксида азота выполнен в виде цилиндрических перфррированньп концентрических колец 14. Газораспределительньш патрубок 5 имеет лопасти 15 и диск 16, на котором находится, вертикальный бортик Гб и трубочка для слива яащкости 17. Кольца 14 соединены через патрубок / 9 с отсосным устройством. Кольца 14. в верхней части снабжены вертикальными бортиками 18 с прирезями для слива жидкости.

Колонна работает следукщим образом.

Газ, в количестве 3200-300 , 1три 20-35 С и давлении 4-10 атм с содержанием 0,25-0,1% об. N0 равномерно распределяется по сечению колонны черёз газораспределительные патрубки 5 и движется вверх. Сверху газовый поток равномерно орошается водным раствором, содержащим до 5% HNO и подаваемым через патрубок 12 в количестве 3-0,3 нм/ч 20-35 С, диспергируемым на капли диспергатором 3. Большая часть капель падает на поверхность жидкости на тарелке 4, остальная - на поверхность жидкости в ванночках, образуемых вертикальными бортиками 6, 8, и 18, откуда через прорези в бортиках сливаются на тарелку 4. За время полета (порядка 1), капли очищают подаваемый газ путем абсорбции диоксида азота и собираются на тарелке 4, откуда выводятся через патрубок 13. При взаимодействии водного раствора 57, НШ и диоксида азота образуется HNOj и HNO. Последняя разлагается на азотную кислоту, воду и оксид азота, который десорбируется с поверхности жидкости на тарелке 4. Этот вторичньй N0 через перфорированные цилиндры 7 или кольца 14 и патрубок 9 отводится из колонны. Таким образом достигается цель изобретения. Очищенный газ с содержанием 0,01-0,02% об. оксидов азота проходит перераспреде.лительную решетку 2 и выбрасьшается 5 атмосферу через патрубок 11, а вторичный N0, вьщелившийся в процессе очистки не загрязняет промытый газ.

Произведем расчет степени очистки газов от N0 в известной колонне и предлагаемой. Начальная концентрация оксидов азота в очищаемом газе 0,1% об. и параметры процесса очистки для обоих колонн одинаковы. Режим капельной абсорбции, развиваемый в :колоннах, позволяет снизить концентрацию N0 в выходящих из колонн газех до 0,2% об.

/f

/

Фиг.1

1. МАССООБМЕННАЯ КОЛОННА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ преимущественно от оксидов азота, включающая вертикальный корпус, глухую по. жидкости тарелку с газораспределительными элементами в нижней части, капельный диспергатор жидкости и .перераспределительную газовую решетку в верхней части, патрубки ввода и вывода газа и жидкости, о т л и ч a ю щ a я с я тем, что, с целью повышения степени очистки путём Исключения загрязнения промывного газа вторичным оксидом азота, она снабжена коллектором для вывода вторичного оксида азота, установленного, между газораспределительными элементами и тарелкой и соединенного с отсосным устройством. 2.Колонна ПОП.1, отличающаяся тем, что.коллектор для вывода вторичного оксида азота выполнен в виде горизонтальных перфорированных параллельных цилиндров. 3.Колонна по п. 1, отличающая с я тем, что коллектор для вывода вторичного оксида азота выполнен в виде цилиндрических перфо.рированных концентрических колец. i (П 4.Колонна поп.1,отличающ a я с я тем, что, с целью предотвращения десорбции вторичного оксида азота в момент удара капель жид-л кости о поверхность газораспредели-. тельных элементов и коллектора, они снабжены вертикальными бортиками с .. прорезями для слива жидкости, расположенными по периметру в их верхних частях.

О

о

о

о1

7

Фиг.

oooo

5Фиг.

П

Hi

1125029

r-r

W

о о

Фиг.7

Фиа.д