Установка для очистки газовых выбросов

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Поставленная цель достигается за счет того, что в установке, содержащей абсорбер с орошающим устройством, поддоном и рабочим объемом, электролизер, насос. Корпус электролизера выполнен герметичным. Катоды выполнены из нержавеющей стали, аноды - из титана с оксидно-рутениевым покрытием. Выходной патрубок размещен в верхней части корпуса и соединен с рабочим объемом. Входной патрубок электролизера размещен в нижней части корпуса и соединен с орошающим устройством и напорным патрубком насоса, всасывающий патрубок которого подключен к поддону. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки газовых выбросов от вредных веществ.

Известна установка для очистки газовых выбросов, включающая абсорбер с входным и выходным газовыми патрубками, орошающим устройством, поддоном и расположенным между ними рабочим объемом, электролизер, содержащий прямоугольный корпус с входным и выходным патрубками и размещенными внутри пластинчатыми анодами и катодами, насос с всасывающим и напорным патрубками.

Недостатком известной установки является образование вторичных веществ, требующих дополнительной утилизации, недостаточно высокая эффективность при использовании ее для улавливания различных по своим свойствам вредных веществ и недостаточно широкая область применения вследствие увлажнения газовых выбросов при контакте с водными растворами абсорбентов.

Целью изобретения является повышение экологической чистоты работы установки, обеспечение высокой эффективности работы при улавливании из газовых выбросов различных по своим свойствам вредных веществ с расширением области ее применения.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для очистки газовых выбросов, включающей абсорбер с входным и выходным газовыми патрубками, орошающим устройством, поддоном и расположенным между ними рабочим объемом, электролизер, содержащий прямоугольный корпус с входным и выходным патрубками и размещенными внутри пластинчатыми анодами и катодами, насос с всасывающим и напорным патрубками, корпус электролизера выполнен герметичным, катоды выполнены из нержавеющей стали, аноды выполнены из титана с оксидно-рутениевым покрытием, выходной патрубок размещен в верхней части корпуса электролизера и соединен с рабочим объемом абсорбера, входной патрубок электролизера размещен в нижней части его корпуса и соединен с орошающим устройством и напорным патрубком насоса, всасывающий патрубок которого подключен к поддону абсорбера.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве абсорбента используют водные растворы солей щелочных и/или щелочноземельных металлов или водные растворы смесей солей и гидрооксидов щелочных металлов.

Поставленная цель достигается тем, что установка дополнительно содержит сепаратор с входным патрубком и выходными газовым и жидкостным патрубками, причем выходной патрубок электролизера соединен с входным патрубком сепаратора, выходной жидкостной патрубок которого подключен к нижней части поддона абсорбера.

Поставленная цель достигается тем, что установка дополнительно содержит второй абсорбер с входным и выходным газовыми патрубками, оросительной системой и поддоном, соединенным через насос с оросительной системой своего абсорбера, входной газовый патрубок второго абсорбера подключен к выходному газовому патрубку первого абсорбера, поддоны обоих абсорберов соединены между собой уравнительным трубопроводом, а выходной патрубок электролизера подключен к второму абсорберу.

На фиг. 1 3 представлены принципиальные схемы вариантов установок для очистки газовых выбросов.

Установка для очистки газовых выбросов (фиг. 1) содержит абсорбер 1 с входным 2 и выходным 3 газовыми патрубками, оросительной системой 4, поддоном 5 и расположенным между ними рабочим объемом 8, электролизер 7, содержащий прямоугольный корпус 8 с входным 9 и выходным 10 патрубками и размещенными внутри пластинчатыми анодами 11 и катодами 12, насос 13 с всасывающим 14 и напорным 15 патрубками. Корпус 8 электролизера 7 выполнен герметичным, катоды 12 выполнены из нержавеющей стали, аноды 11 выполнены из титана с оксидно-рутениевым покрытием, выходной патрубок 10 размещен в верхней части корпуса 8 электролизера 7 и соединен с рабочим объемом 6 абсорбера 1, входной патрубок 9 электролизера 7 размещен в нижней части корпуса 8 и соединен с орошающим устройством 4 и напорным патрубком 15 насоса 13, всасывающий патрубок 14 которого подключен к поддону 5 абсорбера 1.

В качестве абсорбента используют водные растворы солей щелочных металлов, например хлористого лития, или щелочноземельных металлов, например хлористого кальция, или их смесь, а также бинарные растворы солей и гидрооксидов щелочных металлов, например хлористого натрия и гидрооксида натрия.

Установка для очистки газовых выбросов (фиг. 2) дополнительно содержит сепаратор 16 с входным патрубком 17 и выходными газовым 18 и жидкостным 19 патрубками. Выходной патрубок 10 электролизера 7 соединен с входным патрубком 17 сепаратора 16, выходной жидкостной патрубок 19 которого подключен к нижней части поддона 5 абсорбера 1. Выходной газовый патрубок 18 сепаратора 16 может быть соединен с атмосферой.

Установка для очистки газовых выбросов (фиг. 3) дополнительно содержит второй абсорбер 20 с входным 21 и выходным 22 газовыми патрубками, оросительной системой 23 и поддоном 24, соединенным через насос 25 с оросительной системой 23. Входной газовый патрубок 21 абсорбера 20 подключен к выходному газовому патрубку 3 абсорбера 1. Поддоны 5 и 24 абсорберов 1 и 20 соединены между собой уравнительным трубопроводом 26. Входной патрубок 10 электролизера 7 подключен к абсорберу 20 через сепаратор 16.

Работа установки осуществляется следующим образом.

Газовые выбросы, проходя через абсорбер 1 от входного патрубка 2 к выходному патрубку 3, интенсивно контактируют с распыляемым навстречу раствором абсорбента, который поглощает газообразные вредные вещества, находящиеся в газовом потоке. Распыл раствора абсорбента осуществляется посредством подачи его насосом 13 из поддона 5 на орошающее устройство 4.

Генерация рабочих компонентов (окислителей) в растворе абсорбента осуществляется на аноде 11 электролизера 7 в результате воздействия на раствор электрического тока. Регенерация исходного состава раствора абсорбента осуществляется непосредственно в рабочем объеме 6 абсорбера 1 в результате взаимодействия окислителей с газообразными вредными веществами, например с окисью углерода или летучими органическими веществами, или на катоде 12 электролизера 7 в случае образования солей при взаимодействии вредных веществ с компонентами раствора абсорбента, например, при улавливании окислов азота.

Вследствие выполнения корпуса 8 электролизера 7 герметичным и подачи раствора через электролизер 7 снизу-вверх, обеспечивается надежное охлаждение пластин электродов 11 и 12 и исключается образование на них газовых пузырьков, а также газовой полости в корпусе 8 за счет удаления газообразных продуктов электрохимических реакций (молекулярного азота, двуокиси углерода) в рабочий объем 6 абсорбера 1, что значительно повышает эффективность работы установки в целом. Предложенные растворы абсорбентов обеспечивают полную экологическую чистоту работы установок для очистки газовых выбросов, технологическая схема которых реализует в конечном итоге полное восстановление газообразных вредных веществ до более простых безвредных составляющих, например двуокиси углерода, воды, молекулярного азота, не образуя при этом сточных вод и не расходуя безвозвратно химических реагентов.

Вариант установки для очистки газовых выбросов (фиг. 2) исключает контакт газообразных продуктов электрохимических реакций, протекающих в электролизере 7, с очищаемыми газовыми выбросами, причем рабочий уровень раствора абсорбента в поддоне 5 за счет предложенного подключения выходного патрубка 19 сепаратора 16 выполняет функцию гидрозатвора, чем повышается надежность и эффективность работы установки.

Вариант установки (фиг. 3) обеспечивает максимально глубокую очистку газовых выбросов от вредных веществ не только за счет двухступенчатого контакта газовых выбросов с раствором абсорбента, но и благодаря тому, что технологическая схема установки обеспечивает контакт предварительно очищенных в первой ступени газовых выбросов с остаточной низкой концентрацией вредных веществ с раствором абсорбента, имеющим максимальную концентрацию рабочих компонентов, чем достигается наиболее высокий эффект очистки газовых выбросов от вредных веществ. Передача раствора абсорбента с рабочими компонентами из поддона 24 абсорбера 20 в поддон 5 абсорбера 1 осуществляется самотеком через трубопровод 26, за счет чего упрощается схема установки, а следовательно, повышается надежность и эффективность ее работы.

Предложенные растворы абсорбентов в сочетании с технологическими схемами позволяют осуществлять процессы очистки газовых выбросов с заданными параметрами тепломассообмена в абсорберах 1, 20, в том числе и без изменения температуры и влажности очищаемых газовых потоков, что значительно расширяет область применения предлагаемых установок.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает высокую экологическую чистоту работы установки для очистки газовых выбросов, высокую эффективность ее работы при улавливании значительного перечня газообразных вредных веществ и расширение области ее применения.

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ, включающая абсорбер с входным и выходным газовыми патрубками, орошающим устройством, поддоном и расположенным между ними рабочим объемом, электролизер, содержащий прямоугольный корпус с входным и выходным патрубками и размещенными внутри пластинчатыми анодами и катодами, насос с всасывающим и напорным патрубками, отличающаяся тем, что корпус электролизера выполняют герметичным, катоды выполнены из нержавеющей стали, а аноды выполнены из титана с оксидно-рутениевым покрытием, выходной патрубок размещен в верхней части корпуса электролизера и соединен с рабочим объемом абсорбера, входной патрубок электролизера размещен в нижней части корпуса и соединен с орошающим устройством и напорным патрубком насоса, всасывающий патрубок которого подключен к поддону абсорбера.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сепаратор с входным патрубком и выходными газовым и жидкостным патрубками, причем выходной патрубок электролизера соединен с входным патрубком сепаратора, а выходной жидкостный патрубок соединен с нижней частью поддона абсорбера.

3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она содержит дополнительный абсорбер с входным и выходным газовым патрубками, орошающим устройством и поддоном, соединенным через насос с орошающим устройством, входной газовый патрубок дополнительного абсорбера с выходным газовым патрубком абсорбера, поддоны обоих абсорберов соединены между собой уравнительным трубопроводом и выходной патрубок электролизера соединен с дополнительным абсорбером.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3