Установка для улавливания летучих веществ из газовых выбросов

(51)5 В 0 3/18 Е ИЗОБРЕТЕ ПИ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТО лонны, продольный разрез; на фиг.2 - технологическая схема установки; на фиг,3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. - разрез в плоскости Б-Б фиг. 1; на фи,5 - разрез В-В на фиг,1; на фиг.( - разрез Г-Г на фиг,5; н фиг.- разрез Д-Д на фиг,З; на фиг.8 - разрез Е-Е на фиг,3,Установка для улавливания летучих веществ иэ газовых выбросов содержит вертикальную цилиндрическую колонну 1 с тангенциально направленными патрубками 2 в нижней части колонны для ввода газовых выбросов, кубовую часть а едставлень ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Краснодарский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР У 1393458, кл. В 01 П 53/18, 1986. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ (57) Изобретение относится к очистке промышленных газовых выбросов из летучих веществ для защиты воздушного бассейна от загрязнения, может найти применение в химической, нефтехимической, газовой и других смежных отраслях промьпцленности и позволяет интенсифицировать процесс массообмена за счет равномерного распределения жидкости по сечению колонны и многократного ее диспергирования. Установка для улавливания летучих веществ Изобретение относится к очисткепромышленных газовых выбросов от летучих веществ с целью защиты воздушного бассейна от загрязнения и можетбыть использовано в химической, нефтехимической, газовой и других смежных отраслях промышленности,Цель изобретения - повышение эффективности массообмена за счет равномерного распределения жидкости посечению колонны и многократного еедиспергирования,На фиг,1 схематически просновная .и дополнительная части коиз газовых выЬросов включает колоннудля взаимодействия Ьольших объемовгазовых выбросов и малых объемов абсорбента, в которой установленыструйно-распылительные контактныеустройства на двух уровнях. На нижнемуровне после распыления и равномерного распределения малого объема абсорбента по сечению колонны и на верхнем уровне происходит взаимодействивмежду циркулирующим абсорбентом с газовыми выбросами при меньших скоростях за счет резкого увеличения диаметра колонны. 11 ричем абсорбент движется перекрестным током с газовымивыбросами, Установка содержит такжеемкости циркулирующего и свежего абсорбента, соединенные посредствомсистемы труЬопроводов и запорнойарматурой соответственно с дополнительным струйно-распылительным контактным устройством и основным.1 з.п. ф-лы, 8 ил, 1 Ь 3602 Ьколонны 3 для слива отработднцого абсорбента, центральную вертикальную трубу 4 для подачи адсорбецта в колонну 1 с горизонтальным отражательным кольцом 5 нд конце и горизоцтальным отражательным диском 6 под трубой 4снаружи центрдльной трубы 4 концентрически установлены ступени вверх трубы 7, к нижним кромкдм кото рых прикреплены верхние отражательные кольца 8, а к соответствующим смежным внутренним трубам прикреплены нижние отражательные кольца 9, вокруг каждого кольцевого сечения из отражатель ных кольца 5 и диска б и колец 8 и 9 установлены отражательные цилиндры 10 увеличивающихся дидметров и увеличивающихся высот снизу вверх с прямоугольными вертикалью.:ми окнами 11 и простенками 12 и тддружные сплошные цилтдтщрьт 13 без окон, Наружные сплошные цилиндры 13 с втдутренттттлти отражательными цилицдрдми 10 образуот увеличивающиеся по диаметру снттзу 25 вверх ступени, стрпчем наружным сплошным цилиндром для самой верхней ступени цдибольшегс диаметра слу:дддт корпус колошиц 1, Отражательные цилиндры 10 и сплошные цилиндры 13 крепятся между собой и к трубам 4 ц 7 рддцдльцыми ригслями 14, устдцовлешдыми цд опоре колонны 1, 11 ри условии равномерного распределения дбсорбецта цо поперечному сечешпо ко.донцы 1 отцоше 35 ние ширины окна 11 к ширине ттростецкд 12 каждого отрдждтельцого цилшддрд 10 равно отношению площади кольцевогосечения между стенкой сплошного цилиндра 13 и данного отражательного цилиндра 10 к площади кольцевого се - чеция между данным отрдждте:тьцым цилиндром 10 и втдутрешдтцд смежным цилиндром 10, ширина окон 11 и простенков 12 каждого наружного цшттт 1 тдрд 10 больше, чем смежного внутреннего цилиндра 10, д колттчестпо окон 11 цилиндров 10 равны простым числам, увеличивающимся от внутренних к наружным цилиндрам 10 для тредтупрежттентттт сопттд 50 дения положений окон 11 и простенков 12 концентрически расположенных цилиндров 10 в радиальных направлениях для одной ступени ц обеспечения тем самым равномерного дбсорбецта по55всему сечению колошды при произвольной установке отрдждтельцых цилиндров 10 и с их окнами 11;труг относительно друга,Смежные концентрические трубы 7 фиксируются между собой и с трубой 4 (тде показано) и сообщены между собой вершинами открытътми концами в наружной трубе 7, Размеры труб 7 и центрадтьцой трубы 4 принимаются так, что плоцтдтти кольцевых сечений между трубами 7 и между отражательными .кольцами 8 и 9 каждой ступени пропорциональны кольцевым сечениям колонны между сплошными цилиндрами 13 каждой ступени, на которую подается адсорбент из кольцевого сечения, а площадь кольцевого сечения между отражательными кольцами 8 и 9 равна площади кольцевого межтруЬного сечения между внутренним диаметром наружной трубы / и наружным диаметром смежной с цей внутренней трубы / или поперечным сечением центральной трубы 4, К тшружцой трубе 7 подсоединен патрубок 15 дитя подачи абсорбецта в колонну 1, Над основной колонной 1 коаксидльцо установлена дополнительная чдсть колонны 1 Ь,большего диаметра, чем ос:цовцдя колонна, конический переход 17 между осцовцой колонной 1 ц дополнительной частью 16 расположен ниже верхней кромки колонны 1 так, что между коническим переходом 17 и колонной 1 образован карман для сбора дбсорбецтд, осесимметрично в дополшттельцой части колонны 16 установлена центральная вертикальная труЬа 18 для подачи дбсорбента с горизонтальшцм отражательным кольцом 19 на конце и гортзотдтдльтдым отражательным диском 20 под трубой, снаружи центральной трубы 18 концентрически установлены ступенями трубы 21, к нижним кромкам которых прикреплены верхние отражательные кольца 22, а к соответствуюцтим смежным внутренним трубам 21 прикреплены нижние отражательные кольца 23. Смежные концентрические трубы 21 фиксируются между собой и трубой 18 (тде показано) и сообщены между собой верхними открытыми Концамц в цдружцой трубе 21, К наружной трубе 21 подсоединен патрубок 24 д:тя подачи абсорЬецта в дополнительтдуто часть колонны 16, Наружная труба 21 креттится к радиальным ригелям 25, ус:тацовленным ца опоры в дополнительной части колонны 16. В кармане конического перехода 17 имеется патрубок 2 то, из которого,збсорбент самотеком стекает по трубопроводу 27 в одну5 1 ЬЗЬ 026 из двух емкостей 28, работающих попаремен 1 О, причем нтордя емкость 28 всегда здОлцеца свежим дбсорбентом, а перндя емкость 28 здОлцеца цирку 5 пирующим дбсорбецтом, 11 ецтробежцый насос 29 задвижками 30 ца всасываю м пдтрубке подсоединен к емкости 28 цирку.ируоего раствора, а нагнетательцым трубопроводом 31 соединен 10 с патрубком 2 для подачи циркулирующего дбсорбс.цта н распределитель жидкости дополнитсяцой части колонны 16. 11 етробежцый насос 32 задвижками 33 цд всасывающем патрубке подсоеди цены к емкости 28 циркулирующего абсорбецтд, а цдгнетдте,и цым трубопроводом 34 соединен с пдтрубком 15 для гОддчи дбсорбецтд н распреГели тель жидкости копонны 1. К куЬоной 20 части 3 колонны 1 подс.оедицец центробежный насос 35 для поддчи отрдбо - тдццго дбсорбецта ца регенерацию и утпгздцио летучих всестн (це Окдздцс), Регецерировдцый абсорбент 25 и свеж;1 абсорбецт по трубопроводу 36 с задвижкам 37 подаются н емкость 8 свежеГО дЬсорбентд11 д цаг сетдтельцом труЬОпроноде 31 устацон- с хслддильцик 38 гля Охлаждения 30 циркулирудощего дссорбецта перед пода- н ей его и распределитель жи;исости до- в полнитеьОй части колспцы 16. УстаОвка;ля улднпивдция летучихвеществ з газовых ныбросон работаетс едуо:,1 и О бра 3 Ом,ЦиркулируюПй абсорбецт из емкости28 (фи.1-8) центробежным насосом 32по трубопроводу 34 через патрубок 14подается н наружную трубу и в концентрически рдсположеццые в цей трубыи цецтральцуо трубу 4 н колонне 1и выходит между горзоцтапьцыми отражательными кольцам 1 8 и 9, д такжемежду кольцом 5 и;пском Ь, н результате чего поц действием сцл инерции,Обуслов;сивых скоростгь."1 напором, исил тяжести по высоте Образуется нкдждой ступени параболоды вращения,которые нд своем пути встречают отра -жа тель:ые цил 1 цдры 1 О с вертикальнымипрямоугольными окнами 11 и простенками 12 и сплошными цилиндрами 13, причем жидкость проходит через окна 11и отрд:сдется От простсцког 12 каждогострасдег-.Ого цилиндра 10 и, наконец, ог сгецйк сплошного цилиндра 13в каждс;и ступец. 11 ри истечении аЬсорбента из кольцевого сечения между отражательнымикольцами 8 и 9 в виде параболоидавращения в данной ступени наибольшееколичество абсорбента проходит черезокна 11 внутреннего отражательногоцилиндра 1 О, которое последовательнопроходит через окна 11 следующих нарусых цилиндров 10, причем каждыйраз количество абсорбента, проходящеечерез окна 11 последующего наружногоцгли 1 дрд 10 меньше, чем количествоабсорбентд, прошедшее через окна 11смежного внутреннего цилиндра 10 навеличину отражательного абсорбентаот простенков 12, в результате чегоабсорбент равномерно распределяетсяО поперечному сечению колонны в каждой ступени, а абсорбент в мелкодисперсном состоянии обеспечивает высокую удельную поверхность массообменавысокую эффективность массооЬменаежду газом и абсорбентом,1 адовые выбросы подаются в нижнюю часть колонны 1 через тангенцилльно направленные патрубки 2, чтообеспечивают винтообразное движениегазовых ныЬросов в колонне 1 вверхи тесное взаимодействие с движущимсяциз дЬсорЬентом в виде капель какзоне между отражательными цилиндрами 10 и сплошными цилиндрами 13, гдепроисходит интенсивное диспергирование жидкой фазы и высокоэффективныймассообмен между газов и абсорбентом,так и ниже этой зоны н условиях свобоДНОГО ПадеНИя каПЕль жидксй фаЗЫ,Вращательное движение газа создает,дополнительные взаимодействия элементарных объемов газа в горизонтальныхплоскостях с каплями жидкости, чтопрактически в два раза увеличиваетвероятность столкновений элементарных45 объемов газовой и жидкой фаз, чтообеспечивает повьппение эффективностимасообмена между газом и абсорбентоми извлечение летучих веществ из газовых ныЬросов,зй 11 осле прохождения зоны отражательных цилиндров 10 и сплошных цилиндров13 колонны 1 газовые выбросы продолжают вращательное выходящее движениев дополнительную часть колонны 1 Ь,где резко увеличивается поперечноесечение колонны 16, а следовательно,резко уменьшается линейная скоростьдвижения газовых выбросов в полномсечении дополнительной части колонны16 что приводит к осдждешцо унесенных капель, жидкости из колонны 1, где скорость намного веппе, и захватом их циркулируощцм абсорбецтом через распределитель жддкости в дополнив тельной части колонны 16. Циркулирующий абсорбецт в распределитель жидкости В дополнительной дст 11 колонны 16 подается центробежным цдсосом 29 из емкости циркулирующего д(дсорбецта 28 по трубопроводу 31 через холодильник 38 по пдтрубку 24. Из цатрубка 4 циркулирующий дбсорбецт поступает в наружную труЬУ и в коццецтри ески расположенные в ней трубы 21 и центральную трубу 18 в цопоздцте:п,цой части колоцць 1 ь 1 выхо,цт между горизонтальц 11 ми (зтрджд з е 111)111 Г 1 к пьедГи 22 и 23, а тд(ж между ко:ьцом 19 и диском 20, з резузьтдте чего иод действием си ицерцш, обуслов:с.ццых скоростным цдпором, и сцл тяжести цо высоте оо 1 чзуотся в кдждой стуиецц расходящиеся от центры к периферии 25 потоки дбсорбец гд в пце пдраболоцов вращения, которые цд своем пути тес;до взаимодейстдзузог с зрдщдюццГсл восходящим потоком 1 дзозх выбросоп. Так как количество циркуиируощго дб сорбентд в дополнительной части колонны 16 намного бгвд,п, чем в колонне 1, д скорость гдзовх выбросов намного меньше, то в цоиолштельной чдст 11 колони 16 па гд 1 ох гзыьросов циркулирующим дбсорбеитом ц.зилекдются остатки летучих вееетп 11 уцеееицые из колоны 1 кдшп дб(:(зрбецтд, 11 ос.е взаимодействия с гд зодзГН выбросап абсорбецт по;1 цей(.тп 1 ем си ицерцп 4(1 и сил тяжести 1 о идрдбо:пческцм трдекториям попадает ид с генки дополнительной части колонны 16 и текдет в конический перекоп/, 1 з ,от 11 о самотеком с гКает ,.ре 1 Едыдубо( 26 по трубопроводу 27 в 1 зыбот;ищуо емкость 28 цизкузпруо 1(зо исорбцт,.Циркулируочдш дбсорбцт з р,ботдощей емкости 28 вырдбд щпгдется зд счет поддчи ее цдсосо 1 .ц кзепрГ е:итель жидкости колонны 1.11 осле вырдботди ц 11 зкузирудопдегорастворы:з рд ботдог,х одкости 28, задвижками 30 ц 33 1 рек;почдются насосы 29 и 32 цд вт(з 1 уо емкостд, 28 свежего дбсорбецтд, которыя стдцовтся уже работающей (. ци 1 зкузируо 1 ЛГ абсорЬентом, а перв;зя е.п,ость 28 выполняется регецерцзов;зциГ и сзсжи абсорбецтом по трубопроводу 36 с задвижками 37,Отрдботаццый, насыщенный летучими веществами в колонне 1 абсорбент стекает в кубовую часть колонны 3, откуда центробежным насосом 35 подается цд регенерацию ,не показано), из абс(зрбентд выделяется и утилизируютсяя тучде вещества.11 одача в дополнительную часть колонны 16 охлажденного аЬсорбента способствует повышению его аЬсорбционной сособности и снижению содержания летучих веществ в отходящих газовых выбросов,Установка для улавливания летучих веществ из газовых выЬросов обеспечивде г высокоэффективное поглощение летучих вещесв из газовых выбросов ир максимальной движущей силе процссд мдссообмеца в противоточном вздмодействии с абсорбентом в колонне 1 в условиях многократного диспер 11 розлния жидкой фазы и ударно-отраж;11 льиого действия в распределителе жддкзсти при восходящем вращательном ;циГцид газовых выбросов, Взаимодействие газовых выбросов в дополнительной чдсти колонны 16 с циркулирующим дб(.орбецтом, намного большим в количественном отцошеции, чем в колонне 1, обеспечивает увеличение движущей силы процесса мдсообмена и способстЕзет повышению степени извлечения лету пх дзеоеств и газовых выбросов.11 спользовацие охлажденного цирку.ф дп 1 зу 1 оего дбсорбецта также способствует более полному улавливанию летуих веществ из газовых выбросов в доолнительной части колонны 16Увеличенный диаметр дополнительнойдети колонны 16 по сравнению с колциой 1 ОЬеспечивает улавливание в л эи-яительной части колонны 16 унес епых кдпелд. ыбсорбента с газовыми пыбросами из колоццы 1 за счет резкоо уменьшения скорости газовых выбро- ОЕЗ В ЦОЛЦОМ СЕЧЕНИИ КОЛОННЫ,11 следствие выио;нения конструктивцыд эдемецтс отражательных цилиндров з зшстово о материала в колонне 1О ГСутс .зИЕЗ ОтражатЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В о иозцит еленОИ час ти кОлОнны 1 6 11 ц 1 здвлдческое сопротивление в колон ых потоку газовых выбросов очень мало и це превышает ЬО11 а при скоростях газа в полном сечении колонны цо 5 Г/с, поэтому не пЬтребуется ус 16 ЗЬО 2 Ьтановка дополнительных вентиляторов для проталкивания газовых выбросов через колонны для улавливания иэ них летучих веществ, а достаточно их подвести газопроводами в нианкзо часть колонны.Технические преимущества установки для улавливания летучих веществ иэ газовых выбросов заключаются в повышении степени извлечения летучих веществ из газовых выбросов эа счет увеличйния движущей силы процесса масообиена, предупреждения уноса абсорбента при высоких скоростях газовых выбросов в колонне, интенсификации массооьмена между газом и жидкостью за счет сообщения газовым выбросам вращательного движения.20 формула и з обре т ения1. Установка для улавливания летучих веществ иэ газовых выбросов, включающая вертикальную цилиндрическую колонну, патрубки для ввода газовых 25 выбросов в нижней части и подачи абсорбента сверху, кубовую часть колонны для слива отработанного абсорбента, струйно-раслылительное контактное устройство, содержащее цент ральную вертикальную трубу для подачи аидкости с горизонтальным отражательным диском под нижним срезом трубы, имеющим диаметр больше диаметру трубы, отражательное кольцо, прикреплен- З 5 ное к нижнему срезу центральной трубы и выполненное диаметром, равным диаметру отражательного диска, концентрически установленные ступенчато вверх трубы, расположенные снаружи 40 центральной трубы с отражательными кольцами, одни иэ которых прикреплены к нижним кромкам каждой трубы, а другие - к сиеаной внутренней трубе н расположены на расстоянии относи телЪно друг друга с оЬразованием кольцевого сечения, размещенные вокруг центральной трубы концентрически установленные отражательные цилиндры с вертикальньзки окнами и простенками, 50 равномерно выполненными в боковых стенках, при этом отношение ширины окна к ширине простенка по окружности каждого цилиндра равно отношению площади кольцевого сечения между стенкой колонны и данным отражательньяцилиндром и смежным внутреннии цилиндром, верхние кромки окон отрааательных цилиндров расположены выше отражательного диска центральной трубы, а нижние - нике отражательного диска, вокруг каждого кольцевого сечения коаксиально по отношению к отрааательным цилиндрам раслолоаены допол нительные отражательные сплошные цилиндры, выполненные с увеличивающимися диаметрами и высотами снизу вверх, смежные трубы соединены одна с другой и сообщены верхниии концами между собой в наружной трубе, площадь кольцевых сечений мемду отражательными кольцами каждой ступени труб пропорциональны кольцевым сечениям колонны между сплошньии цилиндрами соответствующей ступени, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена между газом и жидкостью эа счет равномерного рас-,; пределения жидкости по сечению колонны и многократного ее диспергирования, установка снабжена дополнительной цилиндрической частью колонны, коаксиально установленной над основной, диаметром большим диаметра ос" новной колонны, при этом соединение между ними выполнено коническим ниае верхней кромки основной колонны с образованием кармана для сбора абсорбента, и снабжена дополнительным струйно-раслылительныи контактным устройством, выполненным аналогично основному и установленным осесииметрично в дополнительной части колонны, емкостью циркулирующего абсорбента, насосом циркулирующего абсорбента, соединенньви посредствои систеиы трубопроводов и запорной арматуры с дополнительньк струйно-распылительным контактным устройством, емкостью свеаего аЬсорбента, насосом свежего абсорбента, соединенньии посредствои системы труЬопроводов и запорной арматуры с основным контактныи устройством, и снабжена трубопроводом регенерированного абсорбента, соединенного с емкостью свежего абсорбента2. Установка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена холодильником для охлаждения абсорбента, установленным перед дополнительным оросительным устройством.1Ф1636026 Г-Г д-В 9 Г Ю 12 ц Составитель Г,урусоваактор С.Патрушева Техред Л.Сердюкова КорректоР М.Самборская роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород Гагарина, 10 аказ 776 Тираж 436 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5