Способ очистки горячих окислительных топочных газов

 

Использование: для очистки горячих газов, отходящих от промышленных установок, бытовых печей и двигателей, от соединений тяжелых металлов и кислых примесей. Сущность изобретения: очищаемый топочный газ пропускают через одну по меньшей мере оросительную камеру или орошаемое пространство, промывают очищаемый газ впрыскиванием в его поток рециркулирующей промывочной жидкости. Рециркулирующую жидкость перерабатывают. Очищаемый газ охлаждают в процессе промывки до температуры ниже 100^oС. Промывочная жидкость содержит водный раствор комплексного соединения этилендиаминтетраацетата, соединений тяжелых металлов, серы и азота. В качестве промывочной жидкости используют остаточную жидкость, полученную в фотографической или фотохимической промышленности, с высоким значением величины химического потребления кислорода, представляющую собой отработанный фиксажный раствор. Переработку промывочной жидкости проводят электролизом и/или осаждением при добавлении железа, и/или добавлением Ca(OH)₂ до pH выше 5, и/или добавлением галогенида, и/или добавлением ионов кальция и нитрат-ионов. После оросительной камеры очищаемый газ пропускают через парожидкостный сепаратор. После первой стадии промывки предусмотрено пропускание очищаемого газа через каскад последовательных стадий промывки с автономными системами рециркуляции. При этом температуру очищаемого газа снижают до 50 - 60^oС. 6 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу очистки горячих газов, отходящих от промышленных установок, бытовых печей, двигателей. Такие газы содержат соединения тяжелых металлов, кислые газы HBr, HCl, HF, SO₂, NO_x, CO₂ и газы типа N₂, O₂ и СО.

Цель изобретения полная очистка и снижение до минимума вреда, наносимого окружающей среде.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа по изобретению, в котором первая стадия промывки соединена с центральной промывочной колонной для осуществления ряда последовательных стадий промывки; на фиг.2 центральная промывочная колонна с несколькими связанными с ней устройствами для первой стадии промывки, вид сверху.

Промывочный реактор 1, образуя первую стадию промывки, связан с центральной промывочной колонной 2 через парожидкостной сепаратор 3. Ниже сепаратора 3 расположен слив 4 промывочной жидкости, который связан с рециркуляционной и очистительной системами для промывочной жидкости. Колонна 2 состоит из нескольких устройств для осуществления ряда последовательных стадий промывки, например стадий 5, 6 и 7. Каждое устройство имеет расположенный на днище распылитель для промывочной жидкости, например сопло Вентури 8. Стадии отделяются друг от друга каплесборниками 9. Внизу колонны 2 расположен резервуар 10 для промывочной жидкости. Для каждой стадии промывки имеются отдельные резервуары 11. Рециркуляция жидкости осуществляется с помощью насосов 12. Слив жидкости в резервуары 11 осуществляется с помощью поддонов 13 сопел Вентури.

При работе устройства топочный газ проходит через первый промывочный реактор 1, где он вступает в контакт с промывочной жидкостью, состоящей, например, из остаточной жидкости, представляющей собой отработанный фиксажный раствор. В результате происходит окислительно-восстановительная реакция между промывочной жидкостью и топочным газом. Одновременно с этим жидкость 4, сливающаяся из сепаратора 3, рециркулирует и очищается. Достигаются предварительная очистка топочного газа и очистка и разложение остаточного фиксажного раствора.

Предварительно очищенный и увлажненный топочный газ далее подают в центральную промывочную колонну 2 на стадию 5 промывки и контактируют его с промывочной жидкостью, которую подают снизу вверх по отношению к потоку газа с помощью сопла Вентури 8. Здесь происходит дальнейшая очистка с помощью химических реакций, а каплесборник 9 позволяет избытку жидкости попадать обратно в резервуар 10. На следующей стадии 6 промывки происходит аналогичная обработка газа с помощью сопел Вентури 8 и циркуляционной системы резервуара 11 и насоса 12. За последней стадией 7 промывки над каплесборником 9 расположен водяной душ, который дополнительно охлаждает топочный газ. Жидкости с каждой стадии промывки обрабатываются раздельно и далее используются для добавки взамен испарившейся жидкости в первый промывочный реактор 1. Практически объем газа, проходящий через первый промывочный реактор 1 достигает значений 6000-10000 м³/ч.

Возможно подключение нескольких промывочных реакторов 1 к центральной промывочной колонне.

В системе с четырьмя подключенными к центральной промывочной колонне 2 промывочными реактора 1 (фиг.2) каждый отделяется от нее парожидкостным сепаратором 3. Преимуществом такой системы является возможность бесперебойной работы в случае поломки в одном из реакторов. В случае отказа одной из промывочных стадий центральной промывочной колонны остальные стадии будут работать в обычном режиме. Возможно использование других промывочных систем.

П р и м е р. Удельный вес промывочной жидкости составляет 1050-1350 г/л. Жидкость содержит различные органические вещества, среди них комплексообразователи, такие как ЭДТА. Ионы тяжелых металлов Сu⁺⁺, Ag⁺, Cr⁺⁺⁺. Ni⁺⁺, Co⁺⁺, будут служить катализаторами для множества реакций между топочным газом и промывочной жидкостью. Также содержатся ионы SO₄^--, SO₃^-- Br^-, Cl^-, F^-, NO₄^-, NH₄⁺, Na⁺, K⁺, Ca⁺⁺. При разложении ЭДТА, NH₄⁺ и NO₃^- образуются СО₂ и N₂ в процессе очистки газов. Из остаточной жидкости образуются илы, в которых содержатся зола, сульфаты свинца, фторид кальция, галогениды серебра, сульфаты ферроаммония. Такой ил непрерывно отделяют от промывочной жидкости. Рециркуляционный поток промывочной жидкости может быть подвергнуть электролизу или связыванию с помощью ионов железа, в результате чего тяжелые металлы выпадают в осадок. Добавлением Са(ОН)₂ увеличивают рН рециркуляционного потока до значения выше 5. Для осаждения серебра к промывочной жидкости может быть добавлен какой-либо галогенид. Путем добавления к промывочной жидкости ионов кальция и нитрат-ионов достигается удаление SO₂ и NH₃ из топочного газа.

На первой стадии промывки очищаемый газ охлаждается до температуры ниже 100^оС, после последней стадии промывки температуру топочного газа понижают до 50-60^оС. Степень очистки для большинства компонентов составляет более 90% для таких компонентов как зола, оксиды серы и азота более 97% для гидрогалогенидов выше 99% Главным преимуществом способа является то, что горячие топочные газы быстро охлаждаются при впрыскивании в их поток промывочной жидкости с температурой 60-70^оС, в результате чего не происходит образования диоксинов и бензофуранов. Другое преимущество состоит в том, что используемые промывочные жидкости при контакте с окислительным топочным газом претерпевают такие химические превращения, что содержащиеся в них вредные вещества превращаются в другие вещества, не представляющие опасности для окружающей среды.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ГОРЯЧИХ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ТОПОЧНЫХ ГАЗОВ, преимущественно после печей сжигания, двигателей и промышленных установок, включающий пропускание очищаемого газа по меньшей мере через одну оросительную камеру или орошаемое пространство, промывку очищаемого газа впрыскиванием в его поток рецеркулирующей промывочной жидкости, содержащий водный раствор комплексного соединения этилендиаминтетраацетата, соединений тяжелых металлов, серы и азота, и обработку промывочной жидкости в процессе рециркуляции, отличающийся тем, что очищаемый газ охлаждают в процессе промывки до температуры ниже 100^oС и в качестве промывочной жидкости, содержащей указанный водный раствор, используют остаточную жидкость, полученную в фотографической или фототехнической промышленности с высоким значением величины химического потребления кислорода и представляющую собой отработанный фиксажный раствор.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что очищенный газ после оросительной камеры пропускают через парожидкостный сепаратор.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что обработку промывочной жидкости в процессе рециркуляции проводят посредством электролиза или осаждением при добавлении железа.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что pH рециркулирующей жидкости увеличивают до значения выше 5 добавлением гидроксида кальция.

5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что к промывочной жидкости добавляют галогенид.

6. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что к промывочной жидкости добавляют ионы кальция и нитрат-ионы.

7. Способ по пп.1-6, отличающийся тем, что очищаемый газ после охлаждения до температуры ниже 100^oС на первой стадии промывки пропускают через каскад последовательных стадий промывки с автономными системами рециркуляции промывочной жидкости, при этом температуру топочного газа понижают до 50-60^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2