Устройство для очистки газов Советский патент 1991 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к химии и может быть использовано в химической промышленности, приборостроении и радио- электронике для защиты окружающей среды от промышленных выбросов в атмосферу токсичных ионогенных химических соединений, например аммиака, сернистого газа, окислов азота, хлористого водорода, сероводорода и т.д., для регенерации ценных газов, для очистки нефтепродуктов от ионогенных примесей и т.д.

Цель изобретения - повышение скорости очистки высококонцентированных по ионогенным примесям газов при улучшении техники безопасности.

На чертеже представлено устройство для очистки газов от ионогенных примесей, общий вид.

Устройство содержит корпус 1 из стали, футерованной изнутри коррозионно-стойким диэлектриком или из стойкого полимера, сорбционную секцию 2 с насадкой 3 в виде колец Рашига, насыпанных навалом, распылитель 4 воды, нижнюю опорную решетку 5 и верхнюю решетку 6, нижний штуцер 7 ввода и верхний штуцер 8 вывода газа, электродные камеры 9 с графитовыми электродами 10 и Т1 (в промышленных абсорбентах при значительной высоте абсорбента могут применяться разборные электроды, соединенные один с другим соединительными муфтами из теплостойкого, коррозионно-стойкого, токоподводящего материала, например из нержавеющей стали), токоподводами 12, 13, штуцеры 14. 15 вывода электродных газов, насадку 16 из колец Рашига, распылители 17, 18 воды, диэлекСП 00

ел

трические диафрагмы 19, 20 с горизонтальными, сквозными щелями 21, экранированными с обеих сторон боковыми выступами 22, герметично прикрепленными к нижним кромкам 23 щелей и направленными вверх под углом 45°, верхний уровень 24 жидкой воды, сливную трубу 25, емкость-приемник

26извлечения ионогенных примесей, краны

27и 28, вспомогательные емкости с водой, отдельные для каждой электродной камеры, под слой воды которых выведены соединительные трубы от. штуцеров 14, 15 вывода электродных газов (вспомогательные емкости и трубы не показаны), источник постоянного тока, питающий электроды 10, 11 и боковые люки загрузки и выгрузки (при необходимости) насадки и электродов (не показаны).

Устройство для очистки газов от ионогенных примесей работает следующим образом.

Включают распылители 4, 17 и 18 воды при закрытом донном кране 27 и открытом кране 28 сливной трубы 25, При этом насадка 3 в сорбционной секции 2 и насадка 16 в электродных камерах 9 увлажняется водой и вода заполняет нижнюю часть абсорбента до уровня сливной тубы 25, после чего ее избыток, не достигая нижней части электродов, стекает в емкость-приемник 26. При этом в результате работы распылителей воды в сорбционной секции и электродных камерах происходит непрерывное орошение насадки - колец Ращига пленкой воды. Затем на электроды 10,11 подают напряжение постоянного тока 360 В от выпрямителя тока, открывают нижний штуцер 7 ввода очищаемого газа с ионогенными примесями, которые, проходя через сорбционную секцию 2 с орошаемой водой насадкой, растворяются в пленке воды, образуя в ней электрически заряженные ионы, которые в электрическом поле электродов 10, 11 движутся в электродные камеры 9, а очищенный от ионогенных примесей газ (воздух, азот, гелий, аргон, и др.) поднимается вверх вдоль орошаемой водой насадки на выход из абсорбера.

Образующиеся при разрядке ионов газы поднимаются вдоль электродов вверх. Вследствие наличия насадки в электродных камерах часть электродных газов может отклоняться от пути вертикального подъема в сторону - в направлении сквозных щелей диафрагмы, но благодаря горизонтальности расположения щелей в диафрагмах и наличию на нижних кромках щелей с обеих сторон герметично прикрепленных экранирующих боковых выступов, направленных вверх под углом 45°, ни электродные газы

из электродных камер, ни очищаемый газ из сорбционной секции не могут проникнуть через перфорированные щелевые диафрагмы, так как электродные газы, поднимаясь

вверх, в горизонтальном направлении не могут проникнуть в сорбционную секцию из-за наличия экранирующих выступов и, огибая эти выступы, они оттесняются от щели диафрагмы и уходят вверх к штуцерам

0 вывода газов из абсорбера - отдельно в электродных камерах. Аналогичным образом очищаемый газ и уже очищенный газ уходят вверх отдельно в сорбционные секции абсорбера к штуцеру вывода газа из

5 абсорбера. Благодаря этому исключается прямой контакт газообразных водорода и кислорода, образующихся в ходе электролиза на электродах, и тем самым исключается возможность образования взрывоопасного

0 гремучего газа (смеси газообразных водорода и кислорода).

Угол наклона боковых выступов 22 на щелях диафрагм составляет 45° и является оптимальным для экранирующих щелей.

5 Таким образом, экранирующие выступы препятствуют прохождению через щели диафрагм газов в то время, как благодаря наличию свободного жидкостного контакта через пленку воды, ионы ионогенных при0 месей, растворенные в ней, в электрическом поле свободно переходят из сорбционной секции абсорбера в электродные камеры и, разряжаясь на электродах, в виде газов поднимаются вверх в электродных камерах и

5 удаляются из них, уходя через штуцеры 14, 15 выхода газов по трубам под слой воды вспомогательных емкостей (не показаны), в которых эти газы растворяются, кислород и водород выходят через верхние краны этих

0 вспомогательных емкостей для последующей их утилизации (возможно и временное складирование электродных газов в газо- гольдерах над слоем воды перед их утилизацией).

5 Наличие насадки и распылителей воды в электродных камерах, размещенных внутри абсорбента, и горизонтальных щелей в диафрагмах обеспечивает в отличие от прототипа свободное сообщение ионов приме0 си между сорбционной секцией абсорбера с проходящим через нее очищаемым газом и электродами, благодаря чему обеспечивается возможность размещения электродных камер с электродами по всей высоте

5 абсорбера при электролизе пленки воды с примесями - при электрохимическом удалении ионогенных примесей сразу из всего объема пленочной воды сорбционной секции по всей высоте абсобера, что обеспечивает резкое увеличение сорости очистки

газа от примесей по сравнению с очисткой по прототипу, в котором малая скорость очистки обусловлена протеканием электролиза лишь в тонком слое увлажняемого си- ликагеля без охвата электрическим полем основной сорбционной зоны.

В предложенном устройстве свободный контакт воды электродных камер и сорбционной зоны благодаря применению повсеместного орошения водой электродов и всей сорбционной зоны и проработка электрическим полем всего сорбционного обье- ма абсорбера резко повышает скорость очистки по сравнению с протипом. Применение сплошного наполнения водой злект- родных камер в данном устройстве исключено, так как вследствие отсутствия сплошности диафрагм (наличие щелей) вода моментально свободно перетекала бы из них в соседнюю сорбционную зону и процесс очи- стки прервался бы в абсорбере пленочного типа. Одинаковое равномерное орошение электродов, электродных камер и сорбционной зоны водой исключает такое перетекание воды вследствие одинакового гидроста- тистического давления пленочной воды во всех электродных камерах и сорбционной зоны. При этом достигается резкое снижение напряжения до 60 - 360В по сравнению с 1200 - 1500В по прототипу, что резко улучшает технику безопасности устройства.

Формула изобретения Устройство для очистки газов преимущественно от аммиака и кислых примесей, содержащее вертикальный абсорбер с сорбционной секцией и распылителями воды в ней, электродные камеры с электродами, насадку, нижний штуцер ввода и верхний штуцер вывода газов, емкость-приемник извлеченных примесей, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости очистки высококонцентрированных по ионо- генным примесям газов при улучшении техники безопасности, электродные камеры с электродами расположены внутри абсорбера по всей высоте его, в них размещены насадка и распылители воды, а устройство снабжено диэлектрическими диафрагмами с горизонтальными сквозными щелями, экранированными с обеих сторон боковыми выступами, герметично прикрепленными к нижним кромкам щелей и направленными вверх под углом не менее 45°, отделяющими электродные камеры от сорбционной секции.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности, приборостроении и радиоэлектронике для защиты окружающей среды от рромышленных выбросов в атмосферу токсичных ионогенных химических соединений, например аммиака, сернистого газа, окислов азота, хлористого водорода, сероводорода, для регенерации ценных газов, для очистки нефтепродуктов от ионогенных примесей и т.д. и позволяет повысить скорость очистки высококонцентрированных по ионогенным примесям газов при улучшении техники безопасности. Устройство для очистки газов включает вертикальный абсорбер с сорбционной секцией, внутри которого расположены электродные камеры с электродами по всей его высоте, в камерах размещены и распылители воды, Устройство снабжено диэлектрическими диафрагмами и горизонтальными сквозными щелями, экранированными с обеих сторон боковыми выступами, герметично прикрепленными к нижним кромкам щелей и направленными вверх под углом не менее 45°, отделяющими электродные камеры от сорбционной секции. 1 ил. Ьо

8

-/4

-з&

/2