Шайба і процес для очищення газів - THERMOSELECT AG
1. Шайба для очищення газів, що містять тверді частинки та/або газоподібні домішки, з корпусом (1), що має впускний отвір для газу (4) і вихідний отвір для газу (5), в якому гази проходять через щонайменше одну абсорбційну колону, розбризкувану миючою рідиною, в якій Крім того, передбачений струменевий насос (7), що працює з промивною рідиною, який розташовується в потоці газу послідовно з абсорбційною колонкою і генерує негативний тиск у потоці газу, а також у направляючій трубці (6) для суміші газів, що виходять із струминного насоса (7) і забезпечується промивна рідина, яка концентрично оточена абсорбційною колоною, характеризується, що направляюча трубка (6) має подвійну оболонку з двох концентричних циліндрів, між якими промивна рідина може подаватися до струминного насоса (7), і що направляюча трубка (6) має щонайменше один бічний вихід для подачі промивної рідини принаймні до одного розпилювального сопла (11) передбачена поглинаюча колонка.
1. Шайба по п.1, що відрізняється тим, що реактивний насос (7) розташований у потоці газу перед потоком абсорбційної колони.
3. Шайба за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що гази та промивна рідина на виході з реактивного насоса (7) направляються в паралельному потоці, а в абсорбційній колоні в протитоці.
4. Шайба по одному з пп.1-3, що відрізняється тим, що впускний отвір для газу (4) і вихідний отвір для газу (5) розташовані на одному кінці направляючої трубки (6).
5. Шайба по одному з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що потік газу на струменевому насосі (7), протилежному кінці направляючої трубки (6), може відхилятися приблизно на 180 °.
6. Шайба по одному з пп. 1 - 5, яка відрізняється тим, що під кінцем направляючої трубки (6) навпроти струминного насоса (7) є збірний простір (15) для промивної рідини, завантаженої домішками.
7. Шайба по одному з пп. 1 - 6, яка відрізняється тим, що перегородкові пластини (14) передбачені для збільшення розподілу пилу в направляючій трубці (6) на її кінці навпроти струминного насоса (7).
8. Шайба по одному з пп.1-7, яка відрізняється тим, що абсорбційна колона складається з декількох пакувальних кошиків (10), що лежать одна за одною в потоці газу.
9. Спосіб очищення газів, які містять тверді частинки та/або газоподібні домішки, які видаляються з газів за допомогою промивної рідини шляхом поглинання, за допомогою скрубера за принаймні одним з пп.1-8, який відрізняється тим, що гази послідовно через струменевий насос (7), що працює з миючою рідиною, і через упаковану абсорбційну колону, посипану миючою рідиною.
10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що струменевий насос (7) генерує негативний тиск в потоці газу, який щонайменше компенсує втрати тиску в абсорбційній колоні.
11. Спосіб за п. 9 або 10, який відрізняється тим, що струменевий насос (7) генерує негативний тиск в діапазоні 20-40 мбар.
12. Спосіб по кожному з пп.9-11, який відрізняється тим, що втрати тиску в абсорбційній колонці становлять менше 20 мбар.
13. Спосіб за будь-яким з пп.9-12, який відрізняється тим, що реактивний насос (7) працює з тиском промивної рідини близько 4-5 бар.
14. Спосіб за будь-яким з пп. 9-13, який відрізняється тим, що кількість промивної рідини, що проходить через реактивний насос (7), регулюється відповідно до бажаного негативного тиску в потоці газу.
15. Спосіб за будь-яким з пп. 9-14, який відрізняється тим, що кількісне співвідношення промивної рідини, що проходить через струминний насос (7), до промивної рідини, пропущеної через абсорбційну колону, становить приблизно 2: 1.
Винахід відноситься до шайби та способу очищення газів згідно з преамбулою п. 1 та 9 відповідно.
Звичайні скрубери для очищення газів, забруднених твердими частинками та/або газоподібними домішками, зазвичай містять так звані поглинаючі колони, виготовлені з упаковки або контактних тіл, які окроплюються промивною рідиною. У цих абсорбційних колонах встановлюється тісний контакт між промивною рідиною та газами, що призводить до поглинання газоподібних домішок з високим ступенем ефективності. Миюча рідина може складатися з води, так що відбувається лише поглинання; однак він також може містити реактиви, за допомогою яких газоподібні домішки, наприклад сірководень, діоксид сірки, оксиди азоту або аміак, перетворюються в екологічно сумісні речовини. Ці абсорбційні колони зазвичай оснащені упорядкованими або невпорядкованими насадками, які вбудовані в окремі секції на опорних решітках. Для забезпечення рівномірного розбризкування у верхній частині цих колон є розподільники рідини, які можуть бути виконані як гравітаційні розподільники, так і як розподільники сопел.
З DE 100 06 990 A1 та DE 197 39 154 A1 відомі конструкції, які використовуються для очищення газів кількома струминними шайбами.
Ці системи поглинання складаються, наприклад, з двох струменевих скруберів, газопроводи яких з'єднані послідовно і випромінювачі підтримують певний тиск на вході, з яким всмоктуються гази. Перш ніж вийти в атмосферу, потік газу пропускається через очисну вежу, що стоїть нижче.
З DE 27 55 327 A1 відомий пристрій для поглинання триоксиду сірки або водяної пари з газу, що складається з башти з трубкою Вентурі, розташованою осьово в ній і закінчується над підлогою вежі, інжекційного пристрою для кислоти у верхньому кінці трубки Вентурі, газопроникною Пластина в кільцевому просторі між нижнім кінцем трубки Вентурі і стінкою вежі, а також соплоподача і газовідвідна форсунка у верхньому кінці трубки Вентурі або вежі.
Недоліком таких колон є відносно великі висоти насадки і в результаті великі втрати тиску. Якщо в потоці газу присутні частинки пилу, ці колонки можна експлуатувати лише з високими витратами на технічне обслуговування, оскільки в іншому випадку ущільнення засмічуються через короткий час роботи, і втрати тиску стають занадто великими.
В принципі, газ неможливо очистити без втрати тиску на газовій стороні, оскільки необхідні високі коефіцієнти масопередачі отримуються лише при високих відносних швидкостях між газом та промивною рідиною. Однак у струменевих насосів рідини відсутні втрати тиску, а також досягаються хороші коефіцієнти масообміну. Тим не менше, вони не підходять для очищення газу, оскільки час перебування газу в промивній рідині занадто короткий, щоб забезпечити досить високе поглинання. Подовження струменевого насоса не приносить жодних поліпшень, оскільки тоді утворюються великі краплі рідини, і в той же час відносна швидкість між газом і рідиною зменшується. Обидва ефекти негативно впливають на всмоктування.
Отже, метою цього винаходу є створення скрубера або способу очищення газів, які містять тверді частинки та/або газоподібні домішки, в яких гази пропускаються щонайменше через одну абсорбційну колону, обприскувану миючою рідиною, за допомогою якої можливо полягає в очищенні газів з високим вмістом пилу і без втрати тиску в потоці газу, одночасно досягаючи високого ступеня ефективності.
Ця мета досягається згідно винаходу шайбою з ознаками п. 1 або способом з ознаками п. 9. Вигідні розробки шайби згідно винаходу та способу згідно винаходу є результатом відповідних пов'язаних підзаявок.
Також передбачений той факт, що реактивний насос, що працює з промивною рідиною, який розміщений у потоці газу послідовно з абсорбційною колоною і створює негативний тиск у потоці газу, поєднує в собі переваги звичайної абсорбційної колони та рідинного насоса при очищенні газу. Ефекти поглинання струменевого насоса та абсорбційної колони складаються, тоді як негативний тиск, що створюється в реактивному насосі, може компенсувати втрати тиску в абсорбційній колоні або навіть забезпечити посилення тиску загалом.
Струменевий насос вигідно розташовується в потоці газу над потоком абсорбційної колони, так що пилові частинки в основному видаляються з потоку газу струминним насосом, а газ, що в основному не містить пилу, подається до абсорбційної колони.
Скрубер переважно містить направляючу трубку для суміші газів і промивної рідини, що виходить із струменевого насоса, який концентрично оточений абсорбційною колоною, при цьому направляюча трубка, відповідно, має подвійну оболонку з двох концентричних циліндрів, між якими очищувальна рідина може подаватися до реактивного насоса, і Крім того, направляюча трубка забезпечена принаймні одним бічним виходом для подачі промивної рідини щонайменше до одного розпилювального сопла поглинальної колони. Також вигідно, якщо потік газу в кінці направляючої трубки, протилежної струминному насосу, може бути відхилений приблизно на 180 °, а нижче цього кінця є збірний простір для промивної рідини, яка виходить із направляючої трубки та абсорбційної колони і забруднена домішками. Загалом, це дає дуже компактну та просто сконструйовану шайбу, яка характеризується невеликим розміром та низькими інвестиційними витратами.
Струменевий насос може генерувати вакуум в діапазоні 20-40 мбар, тоді як втрати тиску в абсорбційній колоні можуть утримуватися нижче 20 мбар. Змінюючи кількість промивної рідини, що подається через струменевий насос, негативний тиск, що утворюється в потоці газу, може бути встановлено на бажане значення. Для ефективного очищення кількісне співвідношення промивної рідини, пропущеної через струминний насос, до промивної рідини, пропущеної через абсорбційну колону, має становити близько 2: 1.
Далі винахід пояснюється більш докладно з посиланням на варіант здійснення, показаний на малюнку. Це показує зображення вертикального перерізу через шайбу.
Шайба має циліндричний корпус 1, який закритий на торцях основою 2 і кришкою 3. Впускний отвір 4 для газу і вихідний отвір для газу 5 розташовані навпроти один одного на верхньому кінці корпусу 1. Вхід газу 4 проводиться через стінку корпусу 1 у направляючу трубку 6, що проходить у поздовжньому напрямку корпусу 1. З іншого боку, газовідвід 5 починається у стінці корпусу 1 .
Напрямна трубка 6 складається з двох циліндрів, концентричних один до одного і до корпусу 1 і які утворюють подвійну оболонку з порожниною між ними. Напрямна трубка 6 закрита у верхньому кінці і відкрита в нижньому кінці. Порожнина між двома циліндрами направляючої трубки 6 закрита на нижньому кінці і відкривається в соплах рідинного насоса 7 на верхньому кінці .
Порожнина подвійної оболонки направляючої трубки 6 з'єднана на нижньому кінці через з'єднувач 8 з живильною лінією 9 для промивання рідини. Миюча рідина, що знаходиться під тиском близько 3-4 бар, піднімається вгору в подвійній сорочці і виходить із форсунок рідинного насоса 7. Ці насадки забезпечені в такій кількості та розміщенні, що максимально рівномірне розпорошення відбувається по поперечному перерізу напрямної трубки 6.
Напрямна трубка 6 оточена концентрично безліччю кільцевих пакувальних кошиків 10, кожна з яких простягається на відстань між подвійною сорочкою і стінкою корпусу 1. Фасувальні кошики 10 є сітчастими ангеордами на однакових взаємних відстанях і утворюють поглинальну колону. Безліч розпилювальних сопел 11, розподілених в окружному напрямку, переважно розташовані над кожним пакувальним кошиком, через який рівномірно посипається вся поверхня відповідного пакувального кошика 10. Розпилювальні форсунки 11 з'єднані з порожниною подвійної оболонки напрямної трубки 6, так що заливні корпуси розпорошуються миючою рідиною.
Краплинний сепаратор 12 розташований над абсорбційною колоною, а над ним - інша розпилювальна форсунка 13. Це розпорошує воду на сепаратор крапель 12, щоб очистити його через необхідні інтервали часу.
У пакувальних кошиках 10 газ знову потрапляє в тісний контакт зі свіжою промивною рідиною 11, яка витікала з розпилювальних сопел 11, так що залишкові газоподібні домішки також поглинаються, а залишковий пил відокремлюється під дією сили тяжіння, яка потрапляє в збірний простір 15 з промивною рідиною. Будь-які краплі промивної рідини, що переносяться разом із газом, видаляються в сепараторі для крапель 12, а очищений газ потім виводиться через газовідвід 5.
Втрати тиску газу, коли він протікає через насадкові кошики 10, можуть бути дотримані на рівні нижче 20 мбар, так що вони будуть нижчими за негативний тиск, що створюється рідинним струминним насосом 7. В результаті скрубер насправді здатний всмоктувати газ, який потрібно очистити.
Збірний простір 15 забезпечений системою контролю рівня, так що, коли зібрана заздалегідь визначена кількість промивної рідини, вона може спорожнитися через лінію 16. Подальшою обробкою він може подаватися назад як свіжа миюча рідина через лінію 9.
Виробничі витрати на скрубер низькі, оскільки всі трубопроводи, що подають рідину поза корпусом 1, опущені. Це означає, що поглинаючу колону можна встановити без додаткової сталевої конструкції. Сили трубопроводу рівномірно розподілені по кришці 3. Матеріальне підсилення стінки корпусу для того, щоб поглинути будь-які утримуючі зусилля, не можна. Так само не потрібні складні конструкції для підвішування розпилювального сопла 11, оскільки вони розміщені безпосередньо на направляючій трубці 6.
Роботи з технічного обслуговування також можна проводити надзвичайно ефективно. Для цього відкривається фланець корпусу 17 на голівці поглинальної колони, звільняється з’єднання 18 між соплом 8 і подавальною трубою 9, а потім вся внутрішня частина витягується з корпусу 1 за допомогою відповідного важільного пристрою.