Установка для очистки газов Советский патент 1992 года по МПК B01D47/14 

2

о

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котель- ных установках или огнетехнич еских устройствах; например для очистки дымовых газов парогенераторов электростанций от вредных компонентов и для утилизации теп/Юты дымовых газов.

Известна установка для очистки газов от вредных компонентов и утилизации теплоты, содержащая сопло с диффузором с установленной на его оси водяной форсункой для впрыска воды с помощью насоса в струю дымовых газов и теплообменник, выполненный на выходе из сопла, тгсбсле которого установлено газоосушительное устройство. Недостатками изве стного устройства являются невысокая эффективность очистки газов вследствие слабой интенсификации теплообмена на наружной поверхности теплообменника, а также повышенные энергозатраты на прокачку дымовых газов через сопло. Кроме того, конструкция описываемой установки отличается достаточной сложностью, обусловленной наличием газоосушительного устройства и протяженностью сопла с диффузором.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для очистки газов бт вредных компонентов, содержащая корпус, внутри которого установлены нижн яТ огранйчи- тельная решетка, на которой насыпакГслой подвижной активной насадки, яШяюЩаяСй устройством удержания этой насадки; верх-- няя ограничительная решетка, являющаяся устройством улавливёния вертикальная перегородка, оросители, устройства для ввода новой и вывода изношенной подвижной активной насадки, причем устройство для вывода подвижной активной насадки выполнено в виде накопительного бункера и лотка, расположенного под наклонной перфорированной пластиной, которая выполнена с расходящимися книзу прорезями.

Данное устройство не обеспечивает эффективной очистки газов от вредных компонентов вследствие отмывки подвижной активной насадки водой из оросителя непосредственно в газоходе, а также не предусматривает утилизацию теплоты дымовых газов. Кроме того, возможности компановки установки ограничены только вертикальным исполнением ее, а также тем, что поток дымовых газов направлен снизу вверх.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки газов и утилизации теплоты, а также расширение возможностей компановки установки

Поставленная цель достигается тем, что известная установка для очистки газов от вредных компонентов и утилизации теплоты, содержащая газоход с устройствами

улавливания и удержания подвижной активной насадки, устройство подготовки насадки и удаления золы, сообщающееся с полостью газохода впускным и выпускным каналами, а также слой насадки, имеет установленный в газоходе теплообменник между устройствами улавливания и удержания подвижной активной насадки, э устройство подготовки этой насадки выполнено в виде эжектора, сопло t второго соединено трубопроводами через насос с бункером-отстойником, причем одна из стенок диффузора эжектора, обращенная к бункеру-отстойнику, выполнена перфорированной, при этом устройство подготовки

подвижной активной насадки и удаления золы представляет собой отдельную камеру, корпус которой прикреплен к газоходу.

Подвижная активная насадка может быть выполнена в виде шаров из упругого

деформируемого капиллярно-пористого материала, при этом установка может быть снабжена трубопроводом подщелоченной воды, подсоединенным к всасывающему патрубку насоса.

На фиг.1 представлена установка, для вертикального потока дымовых газов по направлению сверху вниз; на фиг.2 - то же, для горизонтального поток дымовых газов,

Установка для очистки газов от вредных компонентов и утилизации теплоты содержит газоход 1 с устройствами для улавливания 2 и удержания 3 подвижной активной насадки 4, выполненных, например в виде

решеток, устройство 5 подготовки насадки и удаления золы, сообщающееся с полостью газохода 1 впускным б и выпускным 7 каналами, при этом устройство 5 выполнено в виде отдельной камеры, корпус которой

прикреплен снаружи к стенкам газохода 1. В газоходе 1 установлен теплообменник 8, выполненный из коррозионно-стойкого материала, между устройствами улавливания 2 и удержания 3 активной подвижной насадки. Устройство подготовки 5 этой насадки выполнено в виде эжектора 9, сопло 10 которого соединено трубопроводами 11 через насос 12 с бункером-отстойником 13. Одна из стенок 14 диффузора 15 эжектора 9, обращенная к бункеру-отстойнику 13, выполнена перфорированной, Устройство 5 подготовки подвижной активной насадки и удаления золы снабжено системой 16 золоудаления. Установка может быть снабжена трубопроводом 17 подщелоченной воды, который подсоединен к всасывающему патрубку насоса 12.

Подвижная активная насадка 4 может быть выполнена в виде шаров из упругого деформируемого капиллярно-пористого материала, например из органосиликатной композиции ОС-12-03, или химически стойкого прессованного ниплона 1 /75.

Ориентация установки может быть как вертикальной (фиг.1), так и горизонтальной (фиг.2).

Ориентированная вертикально установка для очистки газов от вредных компонентов и утилизации теплоты (фиг.1) работает следующим образом. Дымовые газы, поступающие от котлоагрегата в газоход 1, движутся сверху вниз. Горячий газовый поток подхватывает активную подвижную насадку 4, выполненную в виде шаров, которые из устройства 5, где шары смачиваются водой, поступают в газоход через выпускной канал 7. Подхваченные газовым потоком шары 4 также движутся сверху вниз, при этом шары 4 нагреваются, их водяная пленка испаряется, увеличивая паросодержание дымовых газов. В теплообменнике 8 дымовые газы охлаждаются до температуры, ниже температуры точки росы, за счет чего в теплообменнике утилизируется теплота конденсации водяных паров, Содержащиеся в дымовых газах вредные вещества (отдельные газы) абсорбируются водой, а осушенные шары 4, ударяясь о стенки теплообменника 8, собирают на своей поверхности конденсат, образующийся на теплообменнике 8, а также мелкодисперсные частицы золы из дымовых газов, т.е. имеет место явление адгезии. Пройдя теплообменник 8, шары 4 попадают на наклонную решетку, а затем через впускной канал б подаются к эжектору 9, в приемной камере которого создается разрежение вследствие подачи воды через сопло 10. Шары 4 подхватываются потоком воды и попадают в диффузор 15, где они отмываются, после чего вновь через выпускной канал 7 поступают в газоход 1. Таким образом, циркуляционный контур шаров 4 замыкается. Вода после промывки шаров 4 в диффузоре 15 поступает в бункер-отстойник 13 через перфорированную стеику 14. Вода имеет кислую реакцию вследствие поглощения газов S02 и 50з (также может быть НС1, пары ртути в зависимости от вида сжигаемого топлива), поэтому для ее нейтрализации со стороны всасывающего патрубка насоса 12 осуществляется подпитка щелочной воды по трубопроводу 17. Скапливающаяся в бункере-отстойнике 13 мелкодисперсная

зола периодически удаляется в систему 16 золоудаления,

Ориентированная горизонтально установка, представленная на фиг.2, работает

аналогичным образом. Отличие состоит в том, что бункер-отстойник 13 в нем расположен под диффузором 15 эжектора 9.

Таким образом, установка обеспечивает:

0 - удаление из дымовых газов компонентов N02, S02 и ЗОз, соединений галогенов, паров ртути и хлоросодержащих соединений путем соединения их с парами и последующей конденсации на теплообменнике 8,

5 а также удаления этих компонентов в виде конденсатной пленки в устройстве 5 для подготовки подвижной активной насадки и удаления золы;

-снижение Содержания окислов азота 0 в дымовых газах за счет ввода в них пэров;

-утилизацию теплоты дымовых газов в теплообменнике 8.

Применение установки для очистки газов от вредных компонентов и утилизации 5 теплоты позволяет повысить эффективность очистки газов от вредных компонентов за счет следующих факторов:

-лучшее удаление летучей мелкодисперсной пыли из дымовых газов, обуслов0 ленное адгезией ее на мокрой поверхности активной подвижной насадки. Повышение эффективности удаления пыли объясняется тем, что в известной установке эта пыль в газоходе вновь смывается с насадки у верх5 ней ограничительной решетки водой из оросителя, следовательно вместе с каплями воды пыль попадает в газовый поток и уносится им из установки. Как видно из описания установки, в ней этого явления нет;

0 - более эффективное удаление из дымовых газов компонентов N02. S02 и ЗОз, соединений галогенов, паров ртути и хлорсодержащих соединений, так как в известной установке эти соединения также

5 уносятся каплями воды, создаваемыми оросителем, как и пыль, что снижает эффективность очистки;

-большее снижение содержания окис- лов азота в дымовых газах за счетосущест0 вления парообразования в газовом потоке при испарении пленки воды на мокрой активной подвижной насадке перед теплообменником 8, в то время как в известной установке происходит лишь душирование

5 газа и его охлаждение;

-снижение содержания капель воды в газах после воздействия на них установки, что благоприятно сказывается на ресурсе после включенного оборудования (дымососа, газоходов, дымовой трубы);

-повышение эффективности очистки за счет использования шаров из деформируемого капиллярно-пористого материала вследствие увеличения адгезии вредных компонентов из дымовых газов за счет их капиллярной структуры, обеспечивающей большую поглощательную способность и поверхность контакта (увеличение поверхности контакта их с газами и аккумулирую.щей способности на воду и вредные компоненты и снижение абразивной способности): -- ,

-повышение эффективности очистки газов за счет использования ускорителя транспортировки ц отмывки подвижной ак- тивной насадки 4 в эжекторе 9, где повышается скорость транспортировки шаров

до 10 м/с (в известном устройстве только 0,5 м/с при скорости газового потока 10 м/с и выше), В предлагаемой установке устрой- ство подготовки активной подвижной насадки обеспечивает выравнивание скоростей движения насадки по трёкту ее циркуляции; что исключает скапливание насадки в узких местах, что наблюдается в известном устройстве.

В предлагаемой установке обеспечивается высокойнтенсивная утилизация тепло- ты дымовых газов при интенсификации теплообмена со стороны газов в 1,5-2 раза по сравнению С использованием в известной установке исевдосжижеНйого слоя за счет использования в теплообмене скрытой теплоты парообразования водянУх парой и образований за счет подвижной активней насадки псевдокапельной конденсаций на поверхности теплообменника 8Г a fafbke обеспечивается расширение возможностей

компоновки установки в газоходе за счет нового выполнения устройства 5, так как установка работоспособна без снижения эффективности различной ее ориентации в пространстве (вертикально, горизонтально и под углом), а также при любом направлении потока дымовых газов (сверху вниз и снизу вверх).

Формул а изобретени я

1.Установка для очистки газов, содержащая газоход с устройствами улавливания и удержания Подвижной активной насадки, размещенной между ними, устройство подготовки насадки и удаления золы, снабженное бункером-Отстойником и сообщенное с полостью газохода впускным и выпускным каналами, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности очистки газа и утилизации тепла при подаче дымовых газов, она снабжена теплообменником, установленным между устройствами улавливания и удержания насадки, а устройство подготовки насадки и удаления золы выполнено в виде отдельной камеры, прикрепленной к газоходу, и содержит эжектор, сопло которого соединено трубопроводом через насос с бункером-отстойником, при этом одна из стенок диффузора эжектора, обрзщен- ная к бункеру-отстойнику, выполнена перфорированной.

2.Установка по п. 1, отличающая- с и тем, что подвижная активная насадка выполнена в виде шаров мз упругого, капиллярно-пористого материала.

3.Установка поп.1, отличающая- с я тем, что она снабжена трубопроводом подщелоченной воды, подсоединенным к всасывающему патрубку насоса.

Использование очистка газов и утилизация тепла в области теплоэнергетики в котельных установках Сущность изобретения: установка для очистки газов от вредных компонентов и утилизации теплоты содержит газоход 1 с устройствами для улавливания 2 и удержания 3 подвижной активной насадки 4, выполненных, например, в виде решеток, устройство 5 подготовки насадки и удаления золы, сообщающееся с полостью газохода 1 и впускным 6 и выпускным 7 каналами, при этом устройство 5 выполнено в виде отдельной камеры, корпус которой прикреплен снаружи к газоходу 1, В газоходе между устройствами улавливания 2 и удержания 3 подвижной активной насадки установлен теплообменник 8, выполненный из коррозионно-стойкого материала. Устройство 5 выполнено в виде эжектора 9, сопло 10 которого соединено трубопровода- Ми 11 через насос 12 с бункером-отстойником 13, причем одна из стенок диффузора эжектора 9, обращенная к бункеру-отстойнику, выполнена перфорированной. Устройство 5 снабжено системой золоудаления 16. 2 з.п. ф-лы. 2 ил. ел с

ч;«. ,«.

« -3-2

15

«W/