УСТАНОВКА ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к технике мокрой очистки дымовых газов и может быть использована в газоочистных установках теплоэлектростанций.
Известно устройство для улавливания токсичных веществ из газообразных выбросов (Вариант №1) (патент RU 2104752 C1 B01D 47/04, опубл. 20.02.1998). Устройство состоит из корпуса, который содержит в себе параллельно установленные орошаемые насадки с размещенными в них аксиальными лопастными завихрителями и сборный бункер с гидрозатвором. Насадки выполнены в виде параллелепипедов и имеют общий подвод и отвод дымовых газов, а также. Лопастной завихритель выполнен из четырех лопастей, имеющих форму тупоугольных треугольников, тупые углы которых вписаны в двугранные углы параллелепипеда, а середины противолежащих сторон касаются друг друга в одной точке, лежащей на оси параллелепипеда.
Однако указанное известное устройство имеет следующие недостатки:
- слабая поглотительная способность сернистого ангидрида водой (до 40%);
- ограниченная концентрация насыщения сернистого ангидрида в результате орошения водой;
- отсутствие обратной связи между количеством подаваемой на орошение жидкости и содержанием сернистого ангидрида в отходящих газах;
- заиливание (зарастание) рабочих поверхностей конструкции из-за высокой адгезии золообразующих частиц к незащищенному ни чем металлу, из которого выполнены рабочие поверхности устройства, что приводит к увеличению вредных выбросов, к аварийным остановкам и уменьшению межочистного периода;
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство мокрой очистки газов (патент RU 2154518 С2 B01D 47/04, опубл. 20.08.2000).
Устройство содержит корпус, состоящий из верхней и нижней частей, между которыми размещен кольцевой лопаточный завихритель. Кольцевой лопаточный завихритель установлен в кольцевой щели, образованной между стенкой верхней части корпуса и дозатором орошающей жидкости. К нижней части корпуса примыкает патрубок для подвода газов (подводящий патрубок). Над дозатором орошающей жидкости установлено орошающее устройство. К верхней части корпуса примыкает патрубок для отвода газов (отводящий патрубок), при этом отвод газов осуществляется в направлении, обозначенном стрелкой. Нижняя часть корпуса снабжена днищем, предназначенным для сбора жидкости. Под днищем установлен патрубок с гидрозатвором для слива жидкости. При этом одна из двух частей корпуса или обе эти части вместе могут быть выполнены в виде усеченного конуса, больший диаметр которого обращен в сторону патрубка для отвода газов.
Однако известная установка мокрой очистки газов имеет такие же недостатки, как и предыдущий аналог, а именно:
- слабая поглотительная способность сернистого ангидрида водой (до 40%);
- ограниченная концентрация насыщения сернистого ангидрида в результате орошения водой;
- отсутствие обратной связи между количеством подаваемой на орошение жидкости и содержанием сернистого ангидрида в отходящих газах;
- заиливание (зарастание) рабочих поверхностей конструкции из-за высокой адгезии золообразующих частиц к незащищенному ни чем металлу, из которого выполнены рабочие поверхности устройства, что приводит к увеличению вредных выбросов, к аварийным остановкам и уменьшению межочистного периода;
- высокая стоимость устройства, поскольку его конструкция изготовлена из титанового листа, являющимся дорогостоящим металлом;
- высокие трудозатраты из-за сложности сварки титанового листа.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание установки для мокрой очистки дымовых газов, обеспечивающей повышение эффективности поглощения сернистого ангидрида, снижение адгезионных свойств рабочих поверхностей к золообразующим частицам, возможность регулирования количества подаваемой орошающей жидкости в зависимости от концентрации сернистого ангидрида в отходящих газах.
Технический результат - повышение эффективности работы установки.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предлагается установка для мокрой очистки дымовых газов, содержащая корпус и рабочие элементы, включающие патрубки для подвода и отвода газов, блок лопаточных завихрителей, систему орошения, каплеуловитель, сборный бункер с гидрозатвором, согласно полезной модели, рабочие элементы установки выполнены из металла, покрытого силикатной эмалью, а в патрубке для отвода газов установлен датчик сернистого ангидрида, связанный с исполнительным механизмом задвижки через электронный блок газоанализатора и контроллер, при этом в качестве орошающей жидкости системы орошения применена содосульфатная смесь.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фигуре схематически представлена установка для мокрой очистки дымовых газов.
Установка содержит корпус 1, рабочие элементы и электронную систему. Рабочие элементы включают: блок кольцевых лопаточных завихрителей 2, систему орошения 3, каплеуловитель 4, патрубки для подвода и отвода газов, сборный бункер с гидрозатвором 6. Электронная система включает: датчик сернистого ангидрида 7, электронный блок газоанализатора 8, контроллер 9, исполнительный механизм задвижки 10.
Рабочие элементы установки изготовлены из металла, покрытого силикатной эмалью, имеющей высокую сопротивляемость абразивному износу, что значительно снижает адгезионные свойства к золообразующим частицам и исключает зарастание рабочих поверхностей установки продуктами горения угля, повышая тем самым продолжительность межочистного периода, в результате чего увеличивается срок службы установки, повышается степень очистки отходящих газов и, следовательно, повышается эффективность работы установки. Рабочие элементы могут быть изготовлены, например, из стали, в т.ч. жаропрочной стали, титана и т.д.
Блок кольцевых лопаточных завихрителей 2 состоит из нескольких ячеек и размещен между нижней и верхней частями корпуса. Патрубок 5 для подвода газов (подводящий патрубок) примыкает к нижней части корпуса 1. Патрубок для отвода газов (отводящий патрубок) (на фигуре не отмечен) расположен в верхней части корпуса 1. Орошающая система 3 содержит дозатор орошающей жидкости, орошающее устройство. Нижняя часть корпуса 1 снабжена днищем, предназначенным для сбора жидкости. Под днищем установлен сборный бункер с гидрозатвором 6 для слива жидкости. На выходе отходящих газов, в отводящем патрубке, установлен датчик сернистого ангидрида 7, соединенный с электронным блоком газоанализатора 8, который соединен с контроллером 9, соединенным с исполнительным механизмом задвижки 10, регулирующим подачу орошающей жидкости. Благодаря электронной системе «датчик сернистого ангидрида - электронный блок газоанализатора - контроллер» происходит регулирование объема реагента подаваемого на орошение, что обеспечивает повышение экономичности и увеличение степени очистки отходящих газов, в результате чего повышается эффективность работы установки.
В качестве орошающей жидкости системы орошения 3 использована содосульфатная смесь, химическая абсорбция которой к сернистому ангидриду существенно выше, чем у других известных реагентов, что позволяет существенно повысить эффективность поглощения сернистого ангидрида, обеспечивая тем самым повышение степени очистки отходящих газов и повышение эффективности работы установки.
Установка работает следующим образом.
Запыленные дымовые газы после котла через прямоугольный подводящий патрубок 5, поступают в нижнюю часть корпуса 1 и входят в блок лопаточных завихрителей 2, где происходит их интенсивная закрутка в лопатках ячеек.
Орошающий реагент в виде содосульфатной смеси подается по трубкам системы орошения 3 в каждую ячейку блока лопаточных завихрителей 2. При взаимодействии жидкого реагента с вращающимся газовым потоком, выходящим из блока лопаточных завихрителей 2, происходит образование пенного вращающегося слоя, который накапливается над лопатками. В слое пены с высокоразвитой поверхностью улавливаются мелкие частицы, оставшиеся после прохождения газового потока через слой жидкости.
Насыщенный сернистым ангидридом реагент с уловленной золой сливается через блок лопаточных завихрителей 2 в золосмывные аппараты (на фигуре не показаны), через которые поступает в каналы сборного бункера с гидрозатвором 6.
Дымовые газы после очистки в эмульсионном слое содосульфатной смеси поступают в каплеуловитель 4, где потеряв вращательную скорость, закручиваются для сепарации капель на стенке сепарационной обечайки (на фигуре не показана).
Непрореагировавший с реагентом сернистый ангидрид, воздействуя на чувствительный элемент датчика 7, подает сигнал, пропорциональный концентрации сернистого ангидрида, на электронный блок газоанализатора 8, где усиливается, преобразуется в числовой код и передается на контроллер 9. Контроллер 9 управляет исполнительным механизмом задвижки 10, который открывает и закрывает задвижку, регулируя объем реагента подаваемого на орошение. Получая сигнал от датчика сернистого ангидрида 7, электронный блок газоанализатора 8 передает сигнал на контроллер 9, который с помощью исполнительного механизма задвижки 10 увеличивает количество орошающей жидкости при повышении содержания сернистого ангидрида, а при понижении содержания сернистого ангидрида уменьшает количество орошающей жидкости, поддерживая тем самым постоянство объема реагента.
Реакция между сернистым ангидридом и солевым раствором проходит по следующей схеме:
3
3
2
3
2
(NaHCO+NaHSO)+SO=NaHSO+CO (1)
2
Обогащенный сернистым ангидридом (SO) реагент возвращается после фильтрации на орошение газов до достижения определенной концентрации сернистого ангидрида.
И далее:
3
2
2
5
2
2NaHSO=NaSO+НO (2)
2
2
5
2
2
4
Полученный пиросульфит натрия (NaSO) при хранении на воздухе теряет сернистый ангидрид (SO) и поглощает кислород, переходя в сульфат натрия (NaSO). Таким образом, получается два ценных продукта: концентрированный сернистый газ и сульфат натрия.
Использование данной установки обеспечивает:
- высокую степень очистки дымовых газов (до 80%);
- повышение экономичности, за счет системы, регулирующей объем подаваемой орошающей жидкости;
- увеличение временного периода, за который происходит зарастание рабочих поверхностей продуктами горения угля, что в свою очередь снижает частоту нарушения рабочего режима установки;
- увеличение срока службы установки.
Предлагаемая установка для мокрой очистки дымовых газов позволяет повысить эффективность поглощения сернистого ангидрида, снизить адгезионные свойства рабочих поверхностей к золообразующим частицам и регулировать количество подаваемой орошающей жидкости в зависимости от концентрации сернистого ангидрида в отходящих газах, что обеспечивает увеличение степени очистки отходящих газов.