Скруббер

Изобретение относится к скрубберу для очистки газов, в частности к скрубберу в форме башни, содержащему несколько ступеней очистки. Скруббер для очистки газов содержит несколько ступеней (1-4) скруббера, расположенных на различных уровнях друг над другом. По меньшей мере одна из ступеней (2-4) скруббера, расположенная над самой нижней ступенью (1), содержит резервуар (10, 15, 20) в форме кольца, расположенный внутри башенного скруббера, причем резервуар (10, 15, 20) в форме кольца расположен вокруг центрального канала (9, 14, 19), через который очищаемый газ проходит вверх. У дна каждой ступени скруббера (2-4), кроме самой нижней, расположен разделительный лоток (11, 16, 21), отделяющий текучую среду скруббера от газа, проходящего вверх. Разделительный лоток (11, 16, 21) содержит наклонно размещенные пластинки (25), направляющие текучую среду скруббера в каналы (26) лотков, расположенные под пластинками, причем эти каналы направляют текучую среду скруббера к резервуарам в форме кольца. У каждой ступени (1-4) скруббера расположен циркуляционный насос (27, 30, 34) для подачи через подающие трубы (29, 33, 37) текучей среды, имеющейся в резервуаре, из резервуара (7, 10, 15, 20) у дна ступени скруббера в пучки (8, 13, 18, 23) распылителей, расположенные у верхней части ступени (1-4) скруббера. Текучая среда распределяется по всему поперечному сечению скруббера в направлении, противоположном направлению движения очищаемого газа. Технический результат - упрощение монтажа и обслуживания башенного скруббера. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение относится к скрубберу для очистки газов, в частности к скрубберу в форме башни, содержащему несколько ступеней очистки.

Скрубберы являются обычными, известными в процессе очистки газов, и они используются среди других применений для очистки выхлопных газов, дымов и других технологических газов, например, в химической промышленности. Скруббер используется для очистки газов от загрязнений, которые не должны быть выпущены в атмосферу.

Скруббер обычно конструируется, как вертикальный цилиндр, в котором циркулирует технологическая текучая среда, обычно в направлении противотока с газом, который должен быть очищен. Технологическая текучая среда, такая как вода с добавками или без них, нагнетается вокруг и вводится в скруббер через систему сопел в верхней части скруббера. Газ, который должен быть очищен, вводится у дна скруббера и впоследствии поднимается для того, чтобы покинуть скруббер из его верхней части. Технологическая текучая среда и газ, таким образом, приводятся в контакт друг с другом, посредством чего определенные компоненты, которые присутствуют в газе, такие как, например, HCl, SO₂ и HF, абсорбируются технологической текучей средой. Газ, таким образом, очищается от загрязнений.

Для того чтобы улучшить контакт между технологической текучей средой и газом, который должен быть очищен, известна набивка колонны, которая может быть установлена в скруббер. Набивка колонны может быть изготовлена из пластмассового или металлического, или керамического материала, и она может быть разработана с различными геометрическими формами для того, чтобы обеспечить большую или меньшую поверхность контакта между газом и текучей средой.

Скруббер, как было отмечено выше, может быть собран из нескольких отдельных ступеней, где каждая ступень имеет свой собственный контур циркуляционного насоса и свою собственную систему сопел. Ступени в этом случае разделяются посредством специальных разделительных слоев, которые собирают технологическую текучую среду и направляют ее вперед в резервуар насоса, из которого технологическая текучая среда может, в свою очередь, быть направлена в установку циркуляционного насоса. Резервуар насоса должен быть в состоянии вместить объем текучей среды, который является достаточно большим, чтобы он мог обеспечить удовлетворительное функционирование насосной установки во время нормальной работы и, что более важно, во время циклов запуска и остановки, когда вся текучая среда должна быть собрана в резервуар.

В скруббере, который имеет только одну ступень, нижняя часть скруббера, донная часть, действует как резервуар насоса. В установках скруббера с двумя или большим числом ступеней для каждой ступени скруббера требуется такой объем разделительного резервуара, чтобы текучие среды из различных ступеней не смешивались друг с другом. Традиционный способ такого выполнения должен включать наружный резервуар, размещенный на более низком уровне, чем ступень скруббера.

В установках скрубберов, имеющих несколько ступеней, и в скрубберах, размещенных в башне, описанные выше решения с резервуарами приводят к обширной укладке труб для трубопроводов как подачи, так и отвода для каждого скруббера. Поскольку башни с несколькими ступенями скруббера могут быть очень высокими, имеют место жесткие требования к насосам, которые должны осуществлять циркуляцию технологической текучей среды так, чтобы они могли нагнетать текучую среду на такую высоту, которая требуется для больших объемов. Кроме того, объем текучей среды в трубах становится очень большим, и резервуары должны иметь такие размеры, чтобы они могли вместить всю текучую среду, когда поток останавливается по той или иной причине.

Поэтому задачей настоящего изобретения является выполнение скруббера, в частности башенного скруббера с несколькими ступенями скруббера, в котором описанные выше проблемы с укладкой труб и резервуарами могут быть решены более эффективным образом.

Технический результат достигается посредством скруббера, содержащего несколько ступеней скруббера, в котором ступени скруббера расположены в башенном скруббере с различными ступенями на различных уровнях друг над другом в башенном скруббере и в котором по меньшей мере одна из ступеней скруббера, расположенная над самой нижней ступенью, содержит резервуар в форме кольца, расположенный внутри башенного скруббера, причем этот резервуар в форме кольца расположен вокруг центрального канала, через который может подниматься газ, который должен быть очищен.

Соответственно, все ступени скруббера, расположенные над первой ступенью, снабжены резервуарами в форме кольца.

Изобретение теперь будет описано более подробно посредством неограничительного варианта осуществления, показанного на прилагаемых чертежах, где на фиг.1 изображена принципиальная схема башенного скруббера в соответствии с изобретением, на фиг.2 изображен схематический перспективный вид лотка для сбора потока, который используется между различными ступенями в башенном скруббере, на фиг.3 изображено схематически размещение циркуляционного насоса в соответствии с первым вариантом, на фиг.4 изображено схематически размещение циркуляционного насоса в соответствии со вторым вариантом и на фиг.5 изображено схематически размещение циркуляционного насоса в соответствии с третьим вариантом.

Таким образом, на фиг.1 показан схематически башенный скруббер, содержащий четыре ступени 1, 2, 3 и 4 скруббера. Башенный скруббер окружен цилиндрической наружной поверхностью 5, дно скруббера имеет вход 6 для газа, который должен быть очищен. В самой нижней ступени 1 скруббера внутри башни выполнен резервуар 7 для сбора текучей среды, которая используется для очистки входящего газа в самой нижней ступени 1 скруббера. Эта текучая среда может с помощью труб и циркуляционного насоса, не показанных на чертеже, подаваться из резервуара для сбора вверх в пучки 8 сопел в верхней части ступени 1 скруббера и здесь распыляться, чтобы встретиться с проходящим вверх газом.

Суженная секция размещена внутри башенного скруббера 1 над самой нижней ступенью скруббера, как показано на чертеже, образуя канал 9 в центре башни для того, чтобы обеспечить возможность газу проходить вперед и вверх в следующую ступень 2 скруббера. Пространство в форме кольца образовано между каналом 9 и наружной поверхностью 5 башни, в которой резервуар 10 в форме кольца может быть размещен для приема текучей среды скруббера из второй ступени скруббера. Разделительный лоток 11, показанный подробно на фиг.2, расположен на самом верху в канале 9, при этом текучая среда скруббера, поступающая сверху, может быть собрана и направлена в резервуар 10 в форме кольца, который окружает разделительный лоток 11. Газ, который поступает снизу через канал 9 из ступени 1 скруббера, может, однако, проходить через разделительный лоток 11 и проходить вверх. Также расположено соединение 12 резервуара 10 в форме кольца, посредством которого могут быть соединены циркуляционный насос и труба, не показанные на чертежах, для того чтобы нагнетать текучую среду, которая была собрана в резервуаре 10 в форме кольца, вплоть до пучков 13 сопел, расположенных в верхней части второй ступени 2 скруббера, чтобы распылять ее оттуда и встретить газ, проходящий вверх во вторую ступень 2 скруббера.

Третья и четвертая ступени 3 и 4 скруббера также выполнены с суженными секциями внутри башенного скруббера, образуя каналы 14 и 19 в центре башни для того, чтобы обеспечить возможность прохождения газа вперед и вверх к следующим ступеням 3 и 4 скруббера. Пространства в форме кольца образованы между каналами 14 и 19 и наружной поверхностью 5 башни, причем в них могут быть размещены дополнительные резервуары 15 и 20 в форме кольца для приема текучей среды скруббера из третьей и четвертой ступеней скруббера. Разделительные лотки 16 и 21 расположены на самом верху в каналах 14 и 19, при этом текучая среда скруббера, проходящая сверху, может быть собрана и направлена в резервуары 15 и 20 в форме кольца, которые окружают разделительные лотки 16 и 21. Газ, который проходит снизу через каналы 14 и 19 из ступеней 2 и 3 скруббера, может проходить через разделительные лотки 16 и 21 и вверх. Таким же образом расположены соединения 17 и 21 резервуаров 15 и 20 в форме кольца, с каждым из которых циркуляционный насос и труба, смотри фиг.3-5, могут быть соединены для того, чтобы нагнетать текучую среду, которая была собрана в резервуарах 15 и 20 в форме кольца, вверх до пучков 18 и 23 распылителей, расположенных в верхней части третьей ступени 3 скруббера и четвертой ступени 4 скруббера, чтобы распылять ее оттуда и встретить газ, проходящий вверх в эти третью и четвертую ступени 3 и 4 скруббера.

Башенный скруббер заканчивается над четвертой ступенью 4 скруббера выходом 24 для газа, который был очищен в башенном скруббере.

Ясно, что башенный скруббер может содержать меньше или больше, чем четыре ступени скруббера, которые показаны в настоящем варианте осуществления. Необходимо отметить, что только те части башенного скруббера, которые являются значительными для изобретения, были показаны на чертежах и объяснены в этом тексте.

На фиг.2 показаны, как было описано выше, разделительные лотки 11, 16, 21, использованные в скруббере в соответствии с изобретением. Такие разделительные лотки 11, 16, 21, таким образом, используются между различными ступенями скруббера для того, чтобы отделять текучую среду скруббера и направлять ее в соответствующий резервуар 10, 15, 20 для рециркуляции. Разделительные лотки содержат ряд размещенных с наклоном пластинок 25, по которым текучая среда может стекать в каналы 26 лотка. Каждая пластинка 25 снабжена соединяющим каналом 26 лотка. Каналы 26 лотка открыты на обоих концах и проходят несколько дальше, чем полный диаметр каналов 9, 14, 19, так, чтобы текучая среда, которая проходит в каналы 26 лотка, могла быть направлена в соответствующий резервуар 10, 15, 20. Между каждой парой пластинок 25 и каждым каналом лотка образовано пространство, через которое газ может проходить снизу вверх. Это пространство, однако, покрывается соседней пластинкой так, чтобы никакая текучая среда или по существу никакая текучая среда не могла пройти сверху вниз через разделительные лотки 11, 16, 21.

На фиг.3 показан первый вариант осуществления изобретения, в котором циркуляционный насос 27 расположен, например, у резервуара 10 для того, чтобы осуществлять циркуляцию текучей среды скруббера, которая была собрана в резервуаре 10, обратно в пучки 13 распылителей. Резервуар 28 насоса соединен с наружной стороны наружной поверхности 5 башенного скруббера в этом варианте осуществления, причем резервуар насоса соединен непосредственно с резервуаром 10 внутри наружного кожуха посредством соединения 12. Циркуляционный насос 27 может быть любым подходящим насосом, который может подавать достаточные количества текучей среды скруббера по подающей трубе 29 вверх в пучки 13 распылителей.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления подающая труба 29 размещена внутри наружной поверхности 5 башенного скруббера.

Посредством расположения, как показано на фиг.3, отдельного резервуара 28 насоса снаружи наружной поверхности 5 и расположения циркуляционного насоса 27 снаружи наружной поверхности 5 эти части выполнены так, чтобы сделать легким доступ для обслуживания и ремонта, в то время как длина подающей трубы 29 может быть ограничена высотой соответствующей ступени скруббера, ступени 2 в иллюстрированном примере. Ясно, что такое размещение циркуляционного насоса и резервуара насоса возможно для любой ступени скруббера в башенном скруббере, и очевидно, что длина подающей трубы может быть ограничена высотой соответствующей ступени скруббера таким образом. Циркуляционный насос может также иметь более низкую производительность при подаче, чем та, которая требуется, если насос всегда размещен на земле.

На фиг.4 показан второй вариант осуществления изобретения, в котором циркуляционный насос 30 может быть расположен, например, у резервуара 15 для того, чтобы осуществлять рециркуляцию текучей среды скруббера, которая была собрана в резервуаре 15, в пучки 18 распылителей. В этом варианте осуществления опора 31, такая как пол, смонтированный на раме, например, расположена снаружи наружной поверхности 5 башенного скруббера, причем на эту опору опирается циркуляционный насос 30 на той же высоте, что и резервуар 15. Циркуляционный насос 30 соединен через входную трубу 32 и соединение 17 с резервуаром 15 внутри наружного кожуха. Циркуляционный насос 30 может быть любым подходящим насосом, который может подавать достаточное количество текучей среды скруббера по подающей трубе 33 вверх в пучки 18 распылителей.

Посредством расположения циркуляционного насоса 30, который опирается снаружи наружной поверхности 5, как это показано на фиг.4, и соединяется с резервуаром 15 внутри наружного кожуха, насос выполнен так, чтобы сделать легким доступ для обслуживания и ремонта, в то время как длина подающей трубы 33 может быть ограничена высотой соответствующей ступени скруббера, ступени 3 в иллюстрированном примере. Ясно, что такое размещение циркуляционного насоса возможно для любой из ступеней скруббера в башенном скруббере, и очевидно, что длина подающей трубы может быть ограничена высотой соответствующей ступени скруббера таким образом. Циркуляционный насос может также иметь более низкую производительность при подаче, чем та, которая требуется, если насос всегда помещен на земле.

На фиг.5 показан третий вариант осуществления изобретения, в котором циркуляционный насос 34 может быть расположен, например, в соединении с резервуаром 15 для того, чтобы осуществлять рециркуляцию текучей среды скруббера, которая была собрана в резервуаре 15, в пучки 18 распылителей. В этой конструкции опора 35, такая как пол, смонтированный на раме, например, расположена снаружи наружной поверхности 5 башенного скруббера, причем на эту опору опирается циркуляционный насос 34 на уровне земли. Циркуляционный насос 34 соединен через входную трубу 36 и соединение 17 с резервуаром 15 внутри наружного кожуха. Циркуляционный насос 34 может быть любым подходящим насосом, который может подавать достаточные количества текучей среды скруббера по подающей трубе 37 вверх в пучки 18 распылителей.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения подающая труба 37 размещена внутри наружной поверхности 5 башенного скруббера. Он также может быть кожухом для входной трубы 36.

Конструкция в соответствии с фиг.5 обеспечивает быстрый доступ к циркуляционному насосу 34 для обслуживания и ремонта, но она естественно приводит к укладке более длинных труб, чем в первых двух вариантах осуществления.

Конструкции скрубберов в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы для всех типов скрубберов, которые содержат две или более ступени, расположенные друг над другом, независимо от области применения скруббера.

Скруббер в соответствии с изобретением может содержать известным образом набивку колонны того типа, который был описан во введении для того, чтобы обеспечить большую или меньшую поверхность контакта между газом и текущей средой.

Трубы и подающие трубы, которые были показаны на чертежах как уложенные снаружи наружной поверхности 5 скруббера, могут преимущественно быть уложены внутри этого кожуха для того, чтобы избежать риска замораживания во время длительного нерабочего периода и чтобы обеспечить возможность заводской сборки.

1. Скруббер для очистки газов, содержащий несколько ступеней (1-4) скруббера, в котором ступени скруббера расположены в башенном скруббере с различными ступенями на различных уровнях друг над другом в башенном скруббере, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из ступеней (2-4) скруббера, расположенная над самой нижней ступенью (1) скруббера содержит резервуар (10, 15, 20) в форме кольца, расположенный внутри башенного скруббера, причем резервуар (10, 15, 20) в форме кольца расположен вокруг центрального канала (9, 14, 19), через который газ, который должен быть очищен, проходит вверх, причем у дна каждой ступени скруббера (2-4) над самой нижней ступенью расположен разделительный лоток (11, 16, 21), отделяющий текучую среду скруббера от газа, проходящего вверх, и направляющий текучую среду скруббера в резервуар (10, 15, 20) в форме кольца.

2. Скруббер по п.1, отличающийся тем, что все ступени (2-4) скруббера, расположенные над самой нижней ступенью (1) скруббера содержат резервуар (10, 15, 20) в форме кольца, размещенный внутри башенного скруббера.

3. Скруббер по п.1 или 2, отличающийся тем, что у каждой ступени (1-4) скруббера расположен циркуляционный насос (27, 30, 34) для подачи через подающие трубы (29, 33, 37) текучей среды, имеющейся в резервуаре, из резервуара (7, 10, 15, 20) у дна ступени скруббера в пучки (8, 13, 18, 23) распылителей, расположенные у верхней части ступени (1-4) скруббера для распределения по всему поперечному сечению скруббера в направлении против потока газа вверх.

4. Скруббер по п.1, отличающийся тем, что разделительный лоток (11, 16, 21) содержит наклонно размещенные пластинки (25), направляющие текучую среду скруббера, которая поступает сверху, в каналы (26) лотков, расположенные под пластинками, причем эти каналы направляют текучую среду скруббера к резервуарам в форме кольца.

5. Скруббер по п.3, отличающийся тем, что циркуляционный насос (27, 30) соединен с резервуаром в форме кольца и размещен, по существу, на том же уровне, что и резервуар.

6. Скруббер по п.5, отличающийся тем, что циркуляционный насос (30) расположен снаружи резервуара (15) в форме кольца и снаружи башенного скруббера, и соединен посредством входной трубы (32) с соединением (17) на резервуаре (15).

7. Скруббер по п.5, отличающийся тем, что резервуар (28) насоса расположен снаружи резервуара (10) в форме кольца и снаружи башенного скруббера, непосредственно соединенным с резервуаром (10) посредством соединения (12), при этом циркуляционный насос (27) расположен в резервуаре (28) насоса или соединен с резервуаром (28) насоса.

8. Скруббер по п.3, отличающийся тем, что циркуляционный насос (34) расположен на земле снаружи резервуара (15) в форме кольца и снаружи башенного скруббера, и соединен посредством входной трубы (36) с соединением (17) на резервуаре (15).

9. Скруббер по п.1, отличающийся тем, что подающая труба (29, 37) для подачи текучей среды скруббера в пучки (8, 13, 18, 23) сопел размещена внутри наружной поверхности (5) башенного скруббера.