Способ улавливания токсичных веществ из газообразных выбросов

 

Изобретение относится к способам мокрой очистки газов от вредных и токсичных газообразоных включений при эмульгировании жидкости (воды) загрязненным газом. С целью повышения эффективности очистки жидкость эмульгируется закрученным потоком загрязненного газа. За счет радиальных токов закрученного движения происходит дополнительное дробление взаимодействующих компонентов (газа и жидкости). При этом на частицы, находящиеся в газовом пузыре эмульсии, вместе с силой гравитации действует дополнительная центробежная сила, ускоряющая перенос твердой фракции к поверхности раздела фаз и повышающая глубину очистки. Скорость загрязненного газа связана определенной зависимостью с интенсивностью орошения и аэродинамическим сопротивлением газоочистителя. 3 ил.

Изобретение относится к технике мокрой очистки газов от твердых, жидких и токсичных газообразных включений и может быть использовано в энергетике, металлургии, химической технологии и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки в насадочных газоочистителях путем стабилизации режима инверсии фаз в широком диапазоне изменения скорости загрязненного дыма и улучшения качества дробления газовых пузырей в эмульгированной жидкости.

В способе проводят эмульгирование газожидкостной смеси на поверхности малых тел (на насадках), при этом загрязненный газ подается в закрученном потоке, а жидкость - в противотоке к газу.

Для пояснения способа на фиг. 1 приведена насадка в виде трубы. Здесь загрязненный газ через шлицу 1, установленную по касательной к трубе, вводится в нижнюю часть насадки в закрученном виде, а в его верхней части наливом из коллектора 2 по стенкам трубы подается орошающая жидкость (осветленная либо загрязненная вода, прошедшая цикл газоочистки). Загрязненный газ и орошающая жидкость в результате контактного взаимодействия образуют слой эмульсии, подвешенный в сечении трубы (фиг. 1, поз. 3) над тангенциальной шлицей, который отфильтровывает и абсорбирует золу и сернистый газ. Газожидкостную смесь эмульгируют при среднерасходной скорости газа в трубе (м/с), определяемой зависимостью v= (A-β) . или v= (11-β) при этом γ_o, γ_t - удельная масса газа в нормальных и рабочих условиях соответственно, кг/м³; ΔP - аэродинамическое сопротивление газоочистителя, кгм/с^{2 .} м²; К = 1/170; A = 11 - эмпирические коэффициенты с размерностями соответственно, м⁹/кг³ и кг/нм³; β - удельный расход воды, кг/нм³.

Экспериментальный газоочиститель представляет собой батарею труб диаметром 106 мм и длиной 2 м. Его эксплуатация устойчива в широком диапазоне нагрузок по газу (5000-11500 м³/ч) и расходу орошающей жидкости (0,13-3,5 л/нм³). При этом среднерасходная скорость газа менялась от 5 до 11 м/с.

На фиг. 2 показана схема взаимосвязи показателей эффективности очистки, удельного расхода воды (q) и аэродинамического сопротивления при пылеочистке; на фиг. 3 - график зависимости эффективности очистки и интенсивности орошения в сероочистке.

Средний показатель эффективности золоулавливания по 28 опытам составил 99,8% и почти не зависел от расхода орошающей жидкости (во многих экспериментах золоочистка превышала 99,9% ). При среднерасходной скорости газа, превышающей 12 м/с (что возможно при сопротивлении газоочистителя > 240 кг/м²), наблюдается режим захлебывания. Снижение аэродинамического сопротивления < 80 кг/м² приводит к резкому уменьшению пылеочистки (на фиг. 2 нанесена экспериментальная точка крестиком). В интервале сопротивления газоочистителя 80-240 кг/м² степень пылеочистки составляет 99,65-99,93% и почти не зависит от расхода орошающей жидкости (на фиг. 2 заштрихованная часть).

Нейтрализация окислов серы увеличивается с ростом интенсивности орошения и достигает более 60% при 3,5 л/нм³ (фиг. 3). Для более глубокой нейтрализации серы система орошения стенки насадки наливом позволяет легко вводить в процесс дисперсные плохорастворимые реагенты - известняк и гашеную известь. Орошение батареи пульпой не вызывает затруднений, при этом степень нейтрализации растет в сравнении с очисткой осветленной водой с 20 до 40% при расходе подпиточной воды 0,45 л/нм³. Повышение нейтрализации происходит за счет выщелачивания щелочи золы в процессе перемещения пульпы по циркуляционному контуру.

Пример расчета скорости при следующих исходных данных: температура газа на входе в эмульгатор t = 210^оС; барометрическое давление P = 725 мм рт. ст. ; разрежение в эмульгаторе H = 400 мм вод. ст. ; располагаемое аэродинамическое сопротивление эмульгатора (определяется возможностями дымососа) равно 170 мм вод. ст. ; расход воды на орошение равен 0,5 кг/нм³.

Определяют удельный вес рабочего газа γ_t при γ_о, равном 1,3 кг/нм³ ; v= (11-0,5)= 10,15 м/с .

При сопротивлении батареи эмульгатора 240 мм вод. ст. скорость достигает 12,06 м/с.

v= (11-0/5)= 12,06 м/с и соответствует переходу процесса в режим захлебывания.

Скорость, при которой происходит существенное снижение КПД золоулавливания, наступает при снижении аэродинамического сопротивления батареи ниже 80 мм вод. ст. и равна v= (11-0/5)= 6,96 м/с.

При повышении интенсивности орошения, например, до 3 кг/нм3, минимальный предел еще более понизится и составит v= (11-3)= 5,3 м/с. (56) 1. Справочник по пыле- и золоулавливанию. Под ред. А. А. Русанова. М. : Энергоатомиздат, 1983, с. 98. 2. Справочник по пыле- и золоулавливанию. Под ред. А. А. Русанова. М. : Энергоатомиздат, 1983, с. 96-97.

Формула изобретения

СПОСОБ УЛАВЛИВАНИЯ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЫБРОСОВ, включающий взаимодействие газового потока с подаваемой в противотоке жидкостью на поверхности малых тел насадки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки путем стабилизации режима инверсии в широком диапазоне скорости газа, загрязненный газ подают закрученным потоком, а газожидкостную смесь эмульгируют при средней расходной скорости газа в телах насадки, определяемой зависимостью V= (A-β)
где γ_o , γ_t - удельная масса газа в нормальных и рабочих условиях соответственно, кг/м³;
ΔP - аэродинамическое сопротивление газоочистителя, кгм/с · м²;
К= 1/170;
А= 11 - эмпирические коэффициенты с размерностями соответственно μ⁹/кг и кг/нм³;
β - удельный расход воды, кг/нм³.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3