Способ очистки газового потока от аэрозоля соляной кислоты Советский патент 1993 года по МПК B01D53/14 B01D51/00 

Предлагаемое изобретение относится к технике очистки выбросов в атмосферу паровоздушных смесей, содержащих аэрозоли (туман) соляной кислоты и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

В настоящее время очистка выбросов от аэрозолей осуществляется в основном волокнистыми фильтрами, электрофильтрами и скрубберами Вентури. Эффективность газоочистки такими методами довольно низкая и нестабильная с большими энергозатратами.

Задачей предлагаемого изобретения является проведение предварительной деструкции аэрозоля кислоты с последующей абсорбцией элементов деструкции.

Известен способ очистки газов от жидкой аэрозольной фракции, в котором очистка осуществляется путем пропускания потока, предварительно нагретого до температуры парообразования аэрозольных частиц, через охлаждаемую насадку, которая конденсирует пары. Т е. в извест чом способе используется принцип резкого закаливания нагретой среды. Недостатком известного способа очистки является низкая производительность при изменениях нагрузок и невысокая эффективность процесса газоочистки.

.В другом устройстве газовый поток с аэрозольными частицами насыщается парами жидкости и проходит в закрученном канале с разнотемпературными станками, из которых наружная холодная, а внутренняя - горячая. Температурный градиент в устройстве составляет интервал в 65 - 70°С (75°С 5°С), а общая температура потока находится в пределах 25-28°С.

За счет конденсационного эффекта и действия центробежных и термодиффузионных сил частицы аэрозоля осаждаются и отделяются от основной массы газа.

Недостатком данного известного решения является паронасыщениё газового потока и невысокая, не более 90% эффективность извлечения частиц аэрозо ля.

СО

С

2 vi

ел о

о

Наиболее близким к заявляемому является известный способ очистки газов от аэрозоля соляной кислоты путем деструкции при пропускании закрученного потока через зазор с разнотемпературными стенками и последующей абсорбции. Способ не обеспечивает низкой остаточной концентрации примеси.

ЦёлЈю предлагаемого изобретения является снижение остаточной соляной кислоты в очищенном газовом потоке.

Пос таТзленная цель достигается тем, что перед жидкостной абсорбцией закрученный газоаэрозольный поток подвергается воздействию в устройстве с разнотемпера- турным кольцевым сечением. Между нагретой внутренней и охлаждаемой наружной поверхностями создается температурный градиент в 100 - 130°С, что вызывает обезвоживание и термофорез частиц, приводящий к разрушению дисперсной системы.

Такое решение задачи значительно отличается от известных технических решений аналогов и прототипа.

Положительный эффект при использовании предлагаемого изобретения проявляется в высокой степени газоочистки в серийных мокрых абсорберах (скрубберах).

Существенным отличием предлагаемого способа очистки газового потока от аэро- золей соляной кислоты являются следующие признаки:

-высокий температурный перепад между нагретой и охлаждаемой поверхностями, достигающий 130°С;

- непрерывный отвод пленки конденсата, способствующий высокому обезвоживанию системы и смешению равновесия пар-жидкость, сочетание таких существенных отличительных признаков способствует максимальной деструкции аэрозоля, собственно, на две фазы, которые могут эффективно улавливаться известными методами.

Сущность изобретения поясняется технологической схемой и примерами испытаний.

Принципиальная схема установки приведена на фиг.1.

Установка для осуществления способа подготовки газа к очистке от аэрозолей включает генератор тумана 1, реактор деструкции аэрозоля 2, абсорбер с насадкой 3 и приемник конденсата 4.

Основным узлом технологической схемы является реактор термодеструкции, представляющий теплообменник с центральным нагревательным элементом и охлаждающей рубашкой.

Способ подготовки газа и очистка от аэрозолей соляной кислоты осуществляется следующим образом:

Аэрозоль (туман) соляной кислоты с по- током воздуха из генератора тумана 1 поступает в реактор деструкции 2, в котором создается температурный градиент в 100 - 130°С между центральным нагревательным элементом и охлаждаемой стенкой корпу- 0 са.

Происходит обезвоживание системы с резким перенасыщением паров и последующей их конденсацией возле охлаждаемой стенки корпуса, что приводит к изменению 5 равновесия системы газ-жидкость и разрушению аэрозоля. Образованная паро-газо- вая смесь направляется для поглощения газовой фазы в абсорбер 3, а конденсат кислоты собирается в приемнике 4. 0 Физический смысл процесса заключается в следующем.

По мере прохождения аэрозольной системы в реакторе деструкции происходит локальное перенасыщение паровой фазы 5 возле -холодной стенки с последующей конденсацией паров и нарушением равновесия фаз.

Одновременно вследствие значительной разности температур возникает термо- 0 диффузионный поток от горячей стенки к холодной, что способствует конденсации паров и смещению равновесия фаз до полного разрушения аэрозоля (тумана).

П р и м е р 1. Воздушный поток с кон- 5 центрацией аэрозоля соляной кислоты (масс.) 1,2 г/м с визуально наблюдаемым туманом проходит через реактор деструкции при скорости потока в разнотемпера- турном зазоре порядка 0,8 - 0,85 м/с и 0 нулевом градиенте температуры. На выходе из реактора и абсорбера наблюдается видимый туман при концентрации 740 мг/м3.

П р и м е р 2. По условиям примера 1 5 поток аэрозоля проходит через реактор деструкции при градиенте температуры в 80°С между нагревателем и стенкой. После адсорбера концентрация соляной кислоты в потоке снизилась до 108 мг/м3, визуально 0 наблюдаемый туман исчез.

П р и м е р 3. По условиям примера 1 поток проходит реактор с градиентом температуры в 100°С. При этом концентрация соляной кислоты после абсорбера резко 5 снизилась до 24 мг/м .

П р и м е р 4. По условиям примера 1, по градиенту температуры между стенками зазора в 120°С концентрация соляной кислоты на выходе из абсорбера снизилась и составила 9 мг/м .

П р и м е р 5. При скоростных и концентрационных условиях примера 1 и градиенте температуры в 130°С концентрация соляной кислоты после абсорбера снизилась незначительно и составила 2,2 мг/м .

П р и м е р 6. При градиенте температуры в реакторе в 135°С на прежних входных условиях, концентрация соляной кислоты после абсорбера практически не изменилась и составила 2,0 мг/м3.

Графически, на фиг.2 представлены усредненные результаты зависимости термодеструкции аэрозоля через изменения концентраций соляной кислоты после абсорбера. Физический смысл ограниченного интервала градиента температуры, влияющего на распад аэрозоля, вероятно, связан с полем перенасыщения паровой фазы и частичной конденсацией соляной кислоты,

Как следует из примеров заявленный способ обеспечивает снижение остаточной конденсации соляной кислоты до 2 - 24 мг/м против 108 мг/м в известном спосо5 бе,

Формула изобретения

Способ очистки газового потока от аэрозоля соляной кислоты, включающий закручивание газового потока, пропускание егс через вертикальный канал с разнотемпера- турными стенками при нисходящем отводе конденсата и последующую абсорбцию водой, отличающийся тем, что, с целью снижения остаточной концентрации соляной кислоты в очищенном газовом потоке, используют канал с градиентом температур между стенками, равном 100- 130°С.

Использование: производство соляной кислоты, кислотное травление. Сущность изобретения: газовый поток закручивают .и пропускают через вертикальный канал с разнотемпературными стенками. Градиент температур 100 - 130°С. Проводят нисходящий отвод конденсата. Затем газовый поток подают на абсорбцию водой. Остаточная концентрация соляной кислоты 2-24мг/м3. 2 ил.