ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ИЗ ОТРАБОТАННЫХ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

Полезная модель относится к области технологий производства диоксида углерода и может быть использована в промышленных масштабах.
Известно технологическая линия для производства диоксида углерода, содержащая соединенные между собой по определенной схеме технологическими трубопроводами подачи рабочих тел, а также теплообменники, турбодетандер, турбокомпрессор, теплообменник-сепаратор. (RU, 2350556, С01В 31/20, F25J 3/00, 2006 г)
Недостатками известного устройства являются недостаточно высокая степень извлечения диоксида углерода (50-70%), наличие вредных и опасных примесей в смеси дымовых газов на выходе из данного устройства.
Задачей полезной модели является создание технологической линии для извлечения диоксида углерода, обеспечивающей высокую степень извлечения (90-95%), а также утилизация остальных вредных примесей, содержащихся в смеси дымовых газов и тепла.
Техническим результатом полезной модели является достижение высокой степени извлечения диоксида углерода, значительное снижение содержания вредных примесей в смеси дымовых газов, утилизация остаточного тепла дымовых газов с использованием его на технологические нужды и высокие технико-экономические показатели данного линии.
Поставленная задача и технический результат достигается тем, что технологическая линия, содержащая соединенные между собой по определенной схеме технологическими трубопроводами подачи рабочих тел, а также теплообменники, турбодетандер, турбокомпрессор, теплообменник-сепаратор. Согласно полезной модели извлечение триоксида серы проходит после его конденсации в теплообменном аппарате и в гидросепараторе. Кроме того, извлечение диоксидов серы и углерода проходит в колонных аппаратах, в результате их массообмена с очищенной водой.
На фигуре представлена технологическая линия для извлечения диоксида углерода из отработанных продуктов сгорания топлива.
Технологическая линия включает в себя, соединенные между собой по определенной схеме технологическими трубопроводами подачи рабочих тел, центробежный насос 1 для подачи воды с водопроводных сетей в водоочистительную систему обратного осмоса 2, резервуар 3 для сбора очищенной воды, центробежный насос 4 для подачи очищенной воды в кожухотрубчатый теплообменный аппарат 5 для охлаждения и осушивания дымовых газов, гидросепаратор 6 для отделения капель сконденсировавшегося пара из смеси дымовых газов, кожухотрубчатый теплообменный аппарат 7 для последующего охлаждения дымовых газов до температуры 45°С, гидросепаратор 8 для отделения капель сконденсировавшегося в теплообменном аппарате 7 триоксида серы из потока дымовых газов, кожухотрубчатый теплообменный аппарат 9 для уравнивания температуры дымовых газов и воды, колонные аппараты 10 и 11 для диффузионного извлечения диоксида серы из смеси дымовых газов, колонный аппарат 12 для диффузионного извлечения диоксида углерода из смеси дымовых газов, вентилятор 13 для вытяжки дымовых газов из колонного аппарата, резервуар 14 для сбора воды, центробежные насосы 15, 16 для перемещения жидкостей соответственно в колонные аппараты 10, 11, 12 и перемешивающий аппарат 17, для разбавлении раствора щелочи, центробежный насос 18 для эжекции раствором щелочи потока раствора угольной кислоты, выходящего из колонного аппарата 12, гидросепаратор 19 для отделения диоксида углерода из жидкого раствора соли, компрессора высокого давления 20 для подачи диоксида углерода в резервуар 21 под высоким давлением, резервуар 22 для сбора жидкого триоксида серы.
Технологическая линия работает следующим образом. Отработанные дымовые газы с температурой 140°С охлаждают и осушают в кожухотрубчатом теплообменном аппарате 5 до 100°С, в который подается вода центробежным насосом 4 из резервуара 3, пройдя предварительную очистку в системе с обратным осмосом. Далее следует отделение конденсата водяного пара в гидросепараторе 6. Затем дымовые газы повторно охлаждают до 45°С в кожухотрубчатом теплообменном аппарате 7 и отделяют конденсат триоксида серы из потока дымовых газов в гидросепараторе 8 и скапливают в резервуаре 23. Далее в кожухотрубчатом теплообменном аппарате 9 происходит уравнивание температурного градиента между потоками воды и дымовых газов (равновесная температура около 12°С). После этого дымовые газы поступают параллельно в два колонных аппарата 10 и 11, и одновременно вода, пройдя аппараты 5, 7, 9, 14, подается насосом 15 в те же колонные аппараты, в которых происходит диффузионное извлечение диоксида серы водой. Затем дымовые газы, и параллельно с ними вода, подаются в колонный аппарат 12, где диоксид углерода посредством диффузии переходит из газовой в жидкую фазу, после чего дымовые газы вытягиваются в атмосферу вентилятором высокого давления 13. Тем временем, угольная кислота, на выходе из аппарата 12, подвергается взаимодействию с щелочным раствором пищевой соды, вводимым в поток из перемешивающего устройства 17 посредством насоса 18. Что приводит к выделению углекислого газа, который, проходя через гидросепаратор 19, отделяется от жидкой фракции и перемещается под высоким давлением компрессором 20 в резервуар 21.
Данная полезная модель разработана лишь аналитически, испытания не проводились.