СПОСОБ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ГОРЕНИЯ
METHOD OF MULTISTAGE WET CLEANING OF COMBUSTION OFF GASES

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для защиты воздушного бассейна от твердых частиц, образующихся при сжигании топлива в различных энергетических установках, и, в частности, к многостадийной мокрой очистке отходящих газов горения.
Мокрая очистка газов применяется во всех отраслях промышленности. Известны способы очистки газов, в которых вода используется для отделения дисперсной или газообразной примеси от газа. При этом улавливаются аэрозоли и хорошо растворимые в воде газы.
Простейшими аппаратами для мокрой очистки и одновременно охлаждения газов являются полые скрубберы - вертикальные колонны круглого или прямоугольного сечения. Колонна орошается водой, которая разбрызгивается через форсунки. В противоточном скруббере обеспечивается лучший тепло- и массообмен между газом и жидкостью. Степень улавливания пыли в таких аппаратах тем больше, чем больше расход орошающей жидкости, запыленность газа и размер частиц пыли.
Известна установка для мокрой очистки газовых промышленных выбросов от пыли и вредных газовых примесей, содержащая дымовую трубу, установленный над ней отражатель, центральную трубу для подачи жидкости над отражателем, устройство для распределения жидкости, колпак, размещенный над дымовой трубой с отражателем, кольцевой поддон с наклонным днищем, слой насадки, орошаемой жидкостью для очистки газа, вытяжной вентилятор для отсасывания охлажденного очищенного газа (DE 1551879, кл. F23J 15/00, 1972).
Недостатками известной установки являются низкая эффективность очистки газа вследствие неравномерного распределения и взаимодействия жидкости и газа, высокое гидравлическое сопротивление потоку газа и необходимость установки вытяжного вентилятора для отсасывания охлажденного газа.
Известен двухстадийный способ мокрой очистки газовых выбросов, в котором на первой ступени осуществляют улавливание взвешенных веществ в скруббере Вентури в циклонном каплеуловителе, на второй ступени осуществляют адсорбентом абсорбционную очистку в абсорбере с подвижной насадкой (RU 2377053, кл. B01D 53/14, опубл. 27.06.2009 г.).
Недостатками данного способа являются большой расход адсорбента и необходимость частой смены подвижной насадки.
Мокрая очистка дымовых газов предусмотрена в СНиП2.01.28-85 (Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Пособие по проектированию. -М.: ЦИТП Госстроя СССР №1990, дата введения 1984.07.15, дата актуализации теста документа 2008-10-01).
Основной недостаток всех методов мокрой очистки газов от аэрозолей - это образование больших объемов жидких отходов (шлама). Поэтому если не предусмотрены замкнутая система водооборота и утилизация всех компонентов шлама, то мокрые способы газоочистки по существу только переносят загрязнители из газовых выбросов в сточные воды, т.е. из атмосферы в водоемы.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение экологической и экономической эффективности процесса очистки отходящих газов горения теплоэнергетических установок за счет замкнутой системы водооборота.
Для достижения указанного технического результата предлагается способ многоступенчатой мокрой очистки отходящих газов горения, в котором горячие потоки отходящих газов последовательно охлаждают в рекуперативном воздухонагревателе и затем в скруббере-охладителе Вентури поступающей в него водопроводной водой; выходящие из скруббера-охладителя Вентури газожидкостные потоки продуктов горения сушат с отделением крупных частиц минеральных примесей и выделением их в шлам; оставшиеся частицы пыли захватывают жидкостью в пылеуловителе; отделяют смоченные частицы пыли в газопромывателе Вентури, имеющем каплеотбойник для отделения после пылеуловителя капель жидкости; из газопромывателя Вентури отработанную жидкость в виде раствора или суспензии делят на два потока, один из них разбавляют жидкостью, циркулирующей в системе газопромывателя Вентури, и направляют обратно в скруббер-охладитель Вентури, другой - в распылительную сушку для повторного выделения оставшихся в отработанной жидкости твердых частиц минеральных примесей, подогретый воздух из рекуперативного воздухонагревателя вводят в газоход очищенного газового потока, соединенного через дымосос с дымовой трубой, а выделенную из дымовой трубы влагу подают в емкость с водопроводной водой.
Сущность предлагаемого способа многостадийной очистки отходящих газов горения поясняется на рис.1 на котором приведена технологическая схема осуществления способа, где 1 - вход потока отходящих газов, 2 - рекуперативный воздухонагреватель, 3 - скруббер-охладитель Вентури, 4 - емкость подвода водопроводной воды, 5 - распылительная сушка, 6 - шламонакопитель, 7 - пылеуловитель, 8 - каплеотбойник, 9 - газопромыватель Вентури, 10 - емкость отработанной жидкости, 11 - дымосос, 12 - дымовая труба, 13 - выход очищенного газа, 14 - выделенная из дымовой трубы влага.
Способ осуществляется следующим образом.
Поток отходящего газа горения, требующий очистки, подают для охлаждения в рекуперативный воздухонагреватель 2, затем в скруббер-охладитель Вентури 3, в который для охлаждения потока отходящего газа из емкости 4 подают водопроводную воду. Частично охлажденный поток очищаемого отходящего газа направляют в распылительную сушку 5, в которой крупные твердые частицы минеральных примесей выпадают в виде шлама и собираются в емкости шламонакопителя 6. Из распылительной сушки 5 газожидкостный поток очищаемого от твердых частиц отходящего газа горения поступает в пылеуловитель 7, в котором оседающая пыль в виде мелких фракций твердых частиц направляется в шламонакопитель 6, а очищенный от пыли газожидкостный поток подают в капелеотбойник 8 для отделения после пылеуловителя 7 из газожидкостного потока капель жидкости и затем в газопромыватель Вентури 9, из которого очищенный газ направляют по газоходу через дымосос 11 в дымовую трубу 12. Мелкодисперсные частицы минеральных веществ, неуловленные в сухом пылеуловителе 7, промывают в газопромывателе Вентури 9 и выводят из него в виде раствора или суспензии в емкость 10, где делят на два потока, один из которых разбавляют жидкостью, циркулируемой в системе, включающей емкость с водопроводной водой, скруббер-охладитель Вентури 3 и газопромыватель Вентури 9, и направляют обратно в скруббер-охладитель Вентури 3, а второй более концентрированный - обратно в распылительную сушку 5. Подогретый воздух из рекуперативного воздухонагревателя 2 вводят в газоход потока очищенного газа для повышения его температуры и понижения относительной влажности и, как следствие, предотвращения конденсации влаги в дымососе 11. Образующуюся в дымовой трубе 12 влагу 14 направляют в емкость 4 с водопроводной водой.
Преимущества предложенного способа в том, что он позволяет эффективно обеспечивать очистку отходящих газов, используя замкнутый цикл водооборота, не прибегая к большому использованию водопроводной воды, устраняет перенос загрязнителей отходящих газов горения в окружающую среду, сокращает энергозатраты за счет использования тепла рекуперативного воздухонагревателя при дополнительной сушке очищенного газового потока и выделения из него влаги.