АППАРАТ ДЛЯ МОКРОЙ СЕРООЧИСТКИ ГАЗОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ ПОБОЧНОГО ТОВАРНОГО ПРОДУКТА

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.