Способ обезвреживания газовых выбросов Советский патент 1992 года по МПК B01D53/02 B01D53/34 

Изобретение относится к химической очистке отработанных газов. Способ может быть использован в химической и других отраслях промышленности для очистки воздуха, загрязненного парами растворителей или другими токсичными веществами.

Известен способ адсорбционной очистки газовых выбросов с последующим высокотемпературным сжиганием десорбата в топочной камере промышленной котельной установки. По этому способу газовые выбросы пропиточно-лакировального оборудования при температуре 20 - 30°С пропускают через слой адсорбента, в котором происходит адсорбция горючих примесей. Очищен- ные газы удаляют из адсорбера в атмосферу. После насыщения слоя адсорбента горючими примесями проводят его десорбцию. На слой адсорбента подают пар, под действием тепла которого адсорбированные примеси десорбируют. Десорбат, состоящий из горючих примесей и конденсата пара (содержание негорючих веществ в десорбате - 80%), выводят из адсорбера и подают в котельную установку, где горючие

примеси используют в качестве топлива. Затем 10 - 15% общего количества дымовых газов котельной установки подают в адсорбер, где при температуре 130°С происходит десорбция оставшихся в слое сорбэнта горючих примесей и регенерация адсорбента. Продукты десорбции и сушки направляют в топочную камеру, где горючие примеси сгорают в факеле основного топлива (Шелыгин А.Л. Основы технологии термического обезвреживания газовых выбросов в замкнутых производственных процессах. Обзор. Рига: ЛатНИИНТИ, 1985, с. 13 - 16).

Недостатками известного способа являются ограниченная область применения - только на предприятиях, имеющих котельную установку, а также использование пара для десорбции горючих примесей перед их сжиганием, в процессе которого пар служит балластом, что снижает эффективность способа.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является способ очистки воздуха или газа от

,л

XI

Ю

горючих паро- или газообразных загрязняющих веществ.

По этому способу газовые выбросы направляют в адсорбционный фильтр, после насыщения которого адсорбированные примеси десорбируют. Через слой насыщенного адсорбента пропускают инертный газ с температурой 500°С, полученный при стехиометрическом сжигании углеводородов, Десорбат, состоящий из инертного газа и десорбированных горючих паро- или газообразных загрязняющих веществ, сжигают в камере сгорания при подводе воздуха.

Недостатком известного способа является использование инертного газа, полученного при стехиометрическом сжигании углеводородов, для десорбции горючих примесей перед их сжиганием, в процессе которого инертный газ служит балластом, что отрицательно сказывается на эффективности способа.

Целью предлагаемого изобретения является снижение содержания негорючих веществ в десорбате и расширение области его применения.

Указанная цель достигается тем, что в способе обезвреживания газовых выбросов, содержащих токсичные горючие вещества, включающем пропускание выбросов через слой адсорбента, продувку насыщенного адсорбента горячим газообразным теплоносителем при 250-350°С и сжигание десорбата, согласно изобретению, адсорбент помещают в съемную кассету, а в качестве теплоносителя используют природный газ. Дополнительное отличие заключается в том, что давление природного газа поддерживают равным 0,3 - 3 ати,

На чертеже приведена схема установки для осуществления предложенного способа.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В расположенный возле источников выбросов адсорбер А подают газовые выбросы и пропускают их через слой адсорбента 1, засыпанного в съемную кассету 2. Очищенные газы выбрасывают в атмосферу. После насыщения слоя адсорбента съемную кассету 2 извлекают из адсорбера А, погружают в герметичную капсулу (на чертеже не показана) и доставляют к десорберу Б, расположенному возле газопровода 3 с давлением природного газа 0,3 - 3 ати.

Затем проводят регенерацию адсорбента. Через десорбер Б пропускают природный газ, продувая им слой адсорбента для вытеснения кислорода из рабочего объема десорбера Продувочные газы выбрасывают в атмосферу через свечу 12. Продувку

ведут до тех пор, пока содержание кислорода в продувочных газах не снизится до 2% об. После окончания продувки включают нагреватель 4, подогревают природный газ до

температуры 250 - 350°С и пропускают его через слой насыщенного адсорбента 2, де- сорбируя горючие примеси. Десорбат, состоящий из природного газа и токсичных горючих примесей, охлаждают в охладителе

5 до температуры природного газа в газопроводе и возвращают в газопровод 3, предназначенный для газоснабжения котельной установки 6. Десорбцию насыщенного адсорбента проводят до установления

температуры десорбата, равной температуре теплоносителя (250 - 350°С без учета тепловых потерь в десорбере).

Далее проводят охлаждение адсорбента, для чего включают подогреватель 4 и

продолжают подачу природного газа до полного охлаждения адсорбента. После охлаждения адсорбента подачу газа прекращают. Съемную кассету 2 с регенерированным адсорбентом извлекают из десорбера Б, погружают в герметичную капсулу, возвращают к адсорберу А, расположенному вблизи источника газовых выбросов, и цикл очистки газовых выбросов повторяют, Для выполнения перечисленных операций используют регулятор давления 7, запорную арматуру 8, 10, 11, 13 и газовые свечи 9, 12.

Так, в исходном состоянии через регулятор давления 7 осуществляют непрерывное

газоснабжение котельной установки 6. При этом открыты обе свечи 9, 12, обеспечивающие безопасное отключение подогревателя 4, десорбера Б, охладителя 5 от газопровода 3, и закрыты задвижки 8, 10, 11, 13.

Для проведения продувки закрывают свечу 9, открывают задвижки 8, 10, 11, направляют на продувку нагревателя 4, десорбера Б и охладителя 5 природный газ из газопровода 3 и сбрасывают в атмосферу

продувочный газ через свечу 12. После окончания продувки для проведения десорбции закрывают свечу 12, открывают задвижку 13 и с помощью регулятора 7 дросселируют избыточное давление природного газа в газопроводе 3 на величину, обеспечивающую преодоление аэродинамического сопротивления рабочей линии, включающей подогреватель 4, десорбер Б, охладитель 5, Для реализации способа необходимо избыточное давление природного газа 0,3 - 3 атм. Этому требованию соответствуют газопроводы среднего и высокого давления.

После регенерации адсорбента задвижки 8, 13 закрывают, открывают свечи 9, 12,

стравливают остатки природного газа в атмосферу и закрывают задвижки 10, 11.

Пример 1 (прототип). Газовые выбросы в количестве 10000 м3/ч воздуха, содержащего 0,5 г/м3 толуола, направляют в адсорбционный фильтр и пропускают через слой активированного угля марки АР-3. Очищенные газы выбрасывают в атмосферу. Адсорбция длится 20 часов. После насыщения активированного угля толуолом (100 кг), адсорбированные примеси десорбируют. Через слой адсорбента пропускают при температуре 500°С 400 м3/ч инертного газа, полученного при стехиометрическом сжигании углеводородов. Десорбция длится 16,6 ч. Десорбат в виде смеси 400 м3/ч инертного газа и 6 кг/ч толуола (концентрация толуола в инертном газе - 15 г/м3, содержание негорючих, веществ в десорбате - 99%) сжигают в камере сгорания при подводе воздуха. Степень очистки по данному способу -95 -98%.

Пример 2 (предлагаемый способ). Предприятие, где расположен источник выбросов, не имеет котельной установки или камеры сгорания.

Газовые выбросы в количестве 10000 м3/ч воздуха, содержащего 0,5 г/м3 толуола, подают в адсорбер А, расположенный возле источника выбросов, vi пропускают через слой активированного угля марки АР-3, засыпанного в съемную кассету 2. Очищенные газы выбрасывают в атмосферу. Адсорбция длится 20 часов. После насыщения активированного угля толуолом (100 кг) съемную кассету извлекают из адсорбера А, погружают в герметичную капсулу (на чертеже не показана) и доставляют к десорберу Б, расположенному возле газопровода 3 с давлением природного газа 1 атм. Газопровод предназначен для газоснабжения котельной установки 6, потребляющей 12000 м3/ч природного газа.

Съемную кассету с насыщенным адсорбентом устанавливают в десорбер Б, оборудованный нагревателем 4, охладителем 5, задвижками 8,10,11,13 и газовыми свечами 9, 12. Режим десорбции начинают с продувки рабочей линии для вытеснения кислорода из объема нагревателя, десорбера и охладителя. Для проведения продувки закрывают свечу 9, открывают задвижки 8,10, 11 и направляют природный газ из газопровода 3 на свечу 12. Продувку ведут до тех пор, пока содержание кислорода в продувочных газах не снизится до 2% об.

После окончания продувки закрывают свечу 12, открывают задвижку 13 и с помощью регулятора 7 дросселируют избыточное давление природного газа на величину,

обеспечивающую расход природного газа через десорбер Б в количестве 600 м3/ч, и равное 1 атм. Основной поток природного газа, в данном примере 11400 м3/ч, продолжает поступать по газопроводу 3 непосредственно в котельную установку 6. Включают подогреватель 4, подогревают в нем природный газ до температуры 300°С и пропускают его через слой насыщенного

адсорбента. Десорбция длится 16,6 ч, по истечении которых температура десорбата на выходе из десорбера достигнет 300°С (без учета тепловых потерь). В течение всего периода десорбции десорбат охлаждают в

охладителе 5 и возвращают в газопровод 3 после регулятора давления 7, Охлажденный десорбат в виде смеси из 600 м3/ч природного газа и 6 кг/ч толуола (концентрация толуола в газе - 10 г/м , содержание негорючих веществ - менее 10%) подают вместе с основным потоком природного газа по газопроводу 3 в котельную установку 6 на сжигание.

После окончания десорбции выключают

подогреватель 4 и продолжают подачу природного газа до полного охлаждения и сушки слоя адсорбента. Регенерацию адсорбента продолжают в течение 0,5 ч. Затем закрывают задвижки 8, 13, открывают

свечи 9, 12 для стравливания остатков природного газа в атмосферу и закрывают задвижки 10, 11. Съемную кассету 2 с регенерированным адсорбентом извлекают из десорбера Б, погружают в герметичную

капсулу и возвращают к адсорберу А, расположенному возле источника газовых выбросов. Степень очистки по заявляемому способу-99%.

Предлагаемый способ позволяет расширить область применения его на любом предприятии, где имеются газовые выбросы, содержащие токсичные горючие вещества, а также уменьшить содержание негорючих веществ в десорбате более чем в

8 раз.

Формула изобретения

1. Способ обезвреживания газовых вы- бросов, содержащих токсичные горючие вещества, включающий пропускание выбросов через слой адсорбента, продувку насыщенного адсорбента газообразным теплоносителем с температурой 250 - 350°С и сжигание десорбата, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания негорючих веществ в десорбате и расширения области его применения, адсорбент помещают в съемную кассету, а в качестве тепло- носителя используют природный газ.

2, Способ по п. 1,отличающий- ного газа с я тем, что избыточное давление природ- 3 эти.

поддерживают равным 0,3

Использование: очистка воздуха, загрязненного парами органических растворителей. Сущность изобретения: газовые выбросы пропускают через слой адсорбента, Адсорбент помещен в съемную кассету. После насыщения слоя кассеты перемещают в десорбер. Продувают слой потоком природного газа с температурой 250 - 35С°С и избыточным давлением 0,3 - 3 T;I. Десср- бат вместе с природным газом сжигают. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

2.c /77&tЈЈG -оссе/Ъ: боз&а/п ,

C /t/Ufrsf b,f Ґ Л 2&3&

газоёыс.

o&ctooci,/