Аппарат для мокрой сероочистки газов с получением побочного товарного продукта

Полезная модель относится к контактным массообменным аппаратам для мокрой сероочистки дымовых, отходящих и промышленных газов, в частности, отходящих и дымовых газов тепловых топливосжигающих электростанций, а также химических, металлургических и других предприятий, с получением побочного товарного продукта (ПТП) в виде солей серной кислоты (гипса или сульфата аммония). Аппарат для мокрой абсорбционной сероочистки газов содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубками 2, 3 подвода очищаемого и отвода очищенного газа, систему орошения очищаемого газа внутри корпуса 1 циркулирующим жидким сорбентом и расположенный в нижней части корпуса 1 сборник 7 жидкой фазы сред, взаимодействующих в процессе очистки газа, с линиями подачи в указанный сборник реагентов и окислителя, а также устройство активного ввода последнего для получения в качестве ПТП солей серной кислоты, причем указанное устройство выполнено в вилле расположенного внутри указанного корпуса по меньшей мере одного струйного насоса, напорное сопло которого подключено к линии подвода окислителя. Отличие: струйные насосы выполнены каждый в виде газожидкостного инжектора 9 и установлены полностью под уровнем жидкости внутри указанного сборника 7 тангенциально по окружности его днища или вертикально с направлением подачи окислителя сверху вниз. 1 п. ф-лы, 3 ил.

Область техники

Полезная модель относится к контактным массообменным аппаратам для мокрой сероочистки дымовых, отходящих и промышленных газов, в частности, отходящих и дымовых газов тепловых топливосжигающих электростанций, а также химических, металлургических и других предприятий, с получением побочного товарного продукта (ПТП) в виде солей серной кислоты (гипса или сульфата аммония).

Предшествующий уровень техники

В мокрых технологиях сероочистки газов применяют абсорберы, объем которых разделен на две зоны: абсорбционную и сборно-окислительную. В абсорбционной зоне, орошаемой жидким сорбентом, происходит абсорбция диоксида серы, содержащегося в газах, с образованием солей сернистой кислоты (сульфитов). Этот сорбент сливается в сборную емкость, в которой осуществляют окисление полученных сульфитов до сульфатов (солей серной кислоты), представляющих собой полезно используемый ПТП.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога заявляемой полезной модели аппарат для мокрой абсорбционной сероочистки газов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода очищаемого и отвода очищенного газа, систему орошения очищаемого газа внутри корпуса циркулирующим жидким сорбентом и расположенный в нижней части корпуса сборник жидкой фазы сред, взаимодействующих в процессе очистки газа, с линиями подачи в указанный сборник реагентов и окислителя, а также устройство активного ввода последнего для получения в качестве ПТП солей серной кислоты, причем указанное устройство выполнено в виде расположенного внутри указанного корпуса по меньшей мере одного струйного насоса, напорное сопло которого подключено к линии подвода окислителя (RU 126958, B01D 53/00, 2013 [1]). Согласно [1] устройство активного ввода окислителя представляет собой вертикально расположенную по оси корпуса аппарата трубу Вентури. При этом окислитель (воздух) подведен к напорному соплу последней только в качестве добавки к части потока очищаемого газа, а смесь подаваемого в напорное сопло газовоздушного потока с подсасываемой им из указанного сборника через входной конус трубы Вентури жидкостью поступает в верхнюю часть корпуса аппарата, откуда движется вниз через барботажно-провальные распределительные тарелки. Такая технологическая схема аппарата не может обеспечить достаточно интенсивного взаимодействия окислителя с абсорбированными жидким сорбентом сернистыми соединениями из-за недостаточного количества окислителя, который может пропустить труба Вентури, и отсутствия средств активации взаимодействующих сред в самом сборнике жидкой фазы.

Раскрытие полезной модели

Задачей полезной модели является повышение эффективности выхода ПТП в процессе очистки газа от сернистых соединений в аппарате согласно полезной модели, а достигаемым полезной моделью техническим результатом - повышение интенсивности взаимодействия реагирующих сред в сборнике жидкой фазы взаимодействующих сред.

Решение указанной задачи и достижение указанного технического результата обеспечиваются тем, что в аппарате для мокрой абсорбционной сероочистки газов, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода очищаемого и отвода очищенного газа, систему орошения очищаемого газа внутри корпуса циркулирующим жидким сорбентом и расположенный в нижней части корпуса сборник жидкой фазы сред, взаимодействующих в процессе очистки газа, с линиями подачи в указанный сборник реагентов и окислителя, а также устройство активного ввода последнего для получения в качестве ПТП солей серной кислоты, причем указанное устройство выполнено в виде расположенного внутри указанного корпуса по меньшей мере одного струйного насоса, напорное сопло которого подключено к линии подвода окислителя, согласно полезной модели указанные струйные насосы выполнены каждый в виде газожидкостного инжектора и установлены полностью под уровнем жидкости внутри указанного сборника жидкой фазы взаимодействующих сред тангенциально по окружности его днища или вертикально с направлением подачи окислителя сверху вниз.

Причинно-следственная связь между отличительными признаками полезной модели и указанным техническим результатом заключается в том, что выполнение струйных насосов каждого в виде газожидкостного инжектора и расположение их полностью под уровнем жидкости внутри указанного сборника жидкой фазы взаимодействующих сред тангенциально по окружности его днища или вертикально с направлением подачи окислителя сверху вниз позволяет подавать требуемое количество окислителя при высоком давлении, ускоряющем растворение реагентов в жидкой среде, и под высоким напором при интенсивном перемешивании реакционной смеси непосредственно в зоне образования ПТП в виде различных сульфатов.

Краткое описание фигур чертежа

На фиг. 1 схематично изображен в продольном разрезе аппарат для мокрой очистки газов от сернистых соединений согласно полезной модели в примере с тангенциальной установкой инжекторов; на фиг. 2 - то же в поперечном разрезе по A-A; на фиг. 3 - продольный разрез того же аппарата в примере с вертикальной установки инжекторов.

Расшифровка позиций чертежа

1 - корпус аппарата; 2 - патрубок подвода очищаемого газа; 3 - патрубок отвода очищенного газа; 4 - форсунки для распыливания жидкого сорбента; 5 - линия циркуляции жидкого сорбента; 6 - циркуляционный насос; 7 - сборник жидкой фазы взаимодействующих сред; 8 - линия подачи окислителя в сборник жидкой фазы взаимодействующих сред; 9 - газожидкостный инжектор; 10 - каплеуловитель; 11 - линия отвода из аппарата сырого побочного продукта.

Подробное описание полезной модели

Аппарат для мокрой абсорбционной сероочистки газов содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубком 2 подвода очищаемого газа и патрубком 3 отвода очищенного газа, а также систему орошения очищаемого газа внутри корпуса 1 с помощью форсунок 4 жидким сорбентом, циркулирующим по линии 5, оборудованной насосом 6. В нижней части корпуса 1 расположен сборник 7 жидкой фазы сред, взаимодействующих в процессе очистки газа, с не показанными на чертеже линиями подвода к нему реагентов и с линией 8 подвода окислителя (воздуха). Аппарат содержит также устройство активного ввода окислителя для получения в качестве ПТП солей серной кислоты, выполненное в виде расположенного внутри корпуса 1 по меньшей мере одного струйного насоса, напорное сопло которого подключено к линии 8 подвода окислителя. Согласно полезной модели указанные струйные насосы выполнены каждый в виде газожидкостного инжектора 9 и установлены полностью под уровнем жидкости внутри указанного сборника 7 жидкой фазы взаимодействующих сред. При этом они могут быть установлены тангенциально по окружности днища корпуса 1 (фиг. 1, 2) или вертикально с направлением подачи окислителя сверху вниз (фиг. 3). В верхней части корпуса 1 перед местом поворота очищенного газа к выходу из патрубка 3 установлен каплеуловитель 10. В нижней части к циркуляционной линии 5 подключена линия 11 отвода из аппарата сырого побочного продукта.

Работа аппарата

Аппарат для мокрой абсорбционной сероочистки газов работает следующим образом. Очищаемый газ подается в рабочее пространство корпуса 1 аппарата через патрубок 2. Перед подачей газа предварительно заполняют сборник 7 жидкой фазы жидким сорбентом (водой) с добавкой необходимых реагентов и включается в работу циркуляционный насос 6, многократно прогоняющий жидкий сорбент через распыливающие его в верхней части корпуса 1 форсунки 4. Очищенный газ, пройдя каплеуловитель 10 отводится потребителю через патрубок 3. Одновременно с подачей очищаемого газа в сборник 7 жидкой фазы по линии 8 через газожидкостные инжекторы 9 подается в качестве окислителя сжатый воздух. При этом за счет локального повышения давления воздуха ускоряется растворимость кислорода и интенсифицируется весь процесс получения сульфатов в качестве ПТП. В окончательном товарном виде сульфаты получают после осушки сырого продукта, направляемого на заключительную обработку (оборудование на чертеже не показано) по линии 11.

Аппарат для мокрой абсорбционной сероочистки газов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода очищаемого и отвода очищенного газа, систему орошения очищаемого газа внутри корпуса циркулирующим жидким сорбентом и расположенный в нижней части корпуса сборник жидкой фазы сред, взаимодействующих в процессе очистки газа, с линиями подачи в указанный сборник реагентов и окислителя, а также устройство активного ввода последнего для получения в качестве побочного товарного продукта солей серной кислоты, причем указанное устройство выполнено в виде расположенного внутри указанного корпуса по меньшей мере одного струйного насоса, напорное сопло которого подключено к линии подвода окислителя, отличающийся тем, что указанные струйные насосы выполнены каждый в виде газожидкостного инжектора и установлены полностью под уровнем жидкости внутри указанного сборника жидкой фазы взаимодействующих сред тангенциально по окружности его днища или вертикально с направлением подачи окислителя сверху вниз.