BG111473A - Апарат за абсорбция на средно и силно разтворими газове - Google Patents
Апарат за абсорбция на средно и силно разтворими газове Download PDFInfo
- Publication number
- BG111473A BG111473A BG111473A BG11147313A BG111473A BG 111473 A BG111473 A BG 111473A BG 111473 A BG111473 A BG 111473A BG 11147313 A BG11147313 A BG 11147313A BG 111473 A BG111473 A BG 111473A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- absorbent
- absorption
- absorption column
- gas
- main
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 33
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 33
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L calcium sulfite Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])=O GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010261 calcium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Апаратът намира приложение за абсорбция на средно и силно разтворими газове в ниски концентрации и по-специално за очистване от серен диоксид на отпадни газове от топлоелектрически централи. С него се осигурява увеличаване на скоростта на дисперсната среда, което води до по-малък диаметър на абсорбционната колона. Апаратът се състои от цилиндрична абсорбционна колона (1), снабдена с входящ отвор (2) за подаване на очиствания газ и система оросители (3) за абсорбента, разположена в горната част на абсорбционната колона. Съгласно изобретението входящият отвор (2) за подаване на очиствания газ е оформен в горния край на абсорбционната колона (1) над системата оросители (3), а долната част на абсорбционната колона (1) е обхваната от основен капкоуловител (4) тип обръщач. Дънната част на абсорбционната колона (1) е отворена към обема на основния капкоуловител (4), а на дъното му е оформен отвор (12) за изпускане на уловения абсорбент, свързан с апарат (9) за химическа обработка или регенерация на абсорбента. В горната си част основният капкоуловител (4) е свързан чрез тръбни елементи (5) с допълнителни капкоуловители (6), към които са предвидени изходящ отвор (11) за отвеждане на очистения газ и изход (8) за уловения абсорбент. Основният капкоуловител (4) и допълнителните капкоуловители (6) са свързани с апарата (9) за химическа обработка или регенерация на абсорбента, който от своя страна е свързан със системата оросители (3).
Description
Област на техниката
Изобретението се отнася до апарат за абсорбция на средно и силно разтворими газове в ниски концентрации, По-спциално апаратът се използва за очистване от серен диоксид на отпадни газове от топло-електрически централи.
Предшестващо състояние на техниката
Известно е, че при абсорбция на средно и силно разтворими газове се използва обратима или необратима химична реакция на компонент от газова смес с компонент от течния абсорбент. Скоростта на абсорбцията зависи от скоростите на химичната реакция и на масопренасянето, което доставя реагентите в зоната на реакцията. Скоростта на масопренасянето се определя от скоростите на конвективното и дифузионното масопренасяне, които от своя страна могат да се интензифицират чрез увеличаването на скоростта на флуидите в граничните слоеве на фазовата граница между газа и течността.
Известно е също така, че скоростта на абсорбция зависи от съпротивленията на масопренасяне в течния (RL) и газовия (RG) граничен слой. При силно разтворимите газове скоростта на абсорбция се лимитира от съпротивлението на масопренасяне в газовата фаза (Ra, RI =0 '), докато при средно разтворимите газове тези съпротивления са съизмерими (RG : RL). Във всички случаи увеличаването на скоростта на флуидите в граничните слоеве на фазовата граница между газа и течността води до намаляването на тези съпротивления, т.е. до увеличаване на скоростта на абсорбция.
Абсорбцията се реализира най-често в дисперсните системи газ-течност, където скоростта в дисперсната фаза (капки, мехури) е практически ограничена. Интензификацията на абсорбцията се постига чрез увеличаване на скоростта на дисперсната среда.
При очистването на големи количества отпадни газове, отделяни от горивни инсталации, се използва абсорбция със суспензия от природни карбонати (СаСОз) в противоточни апарати, където скоростта на газа, а от там и диаметърът на аппарата, се лимитират от скоростта на падане на капките на абсорбента (в неподвижна газова среда), т.е. скоростта на газа трябва да бъде по-малка от скоростта на капките (Chr.Boyadjiev, Mechanism of gas absorption with two-phase absorbents, Int. J. Heat Mass Transfer, 54,3004-3008,2011).
• · · · · · · » · · · · ·*· ♦ · · · · • · ····· · ·
Известен е правоточен абсорбционен апарат тип „Venturi”, който се състои от два конуса (конфузор и дифузор), свързани с цилиндрична част (гърловина) (D. Elenkov, Chr. Boyadjiev, Hydrodynamics and Mass transfer in a nozzles Venturi absorber.II.Absoption of sulfur dioxide in water and aqueous solutions of surfactans, International Chemical Engineering, 7. №2, 191, 1967). Използването на правоточни абсорбционни апарати тип „Venturi” не намират практическо приложение за очистване на газове от SO2 в ниски концентрации поради големите хидравлични загуби.
Редица фирми (Babcock & Wilcox Power Generation Group,Inc., Alstom Power Italy, Idreco-Insigma-Consortium) предлагат инсталации за очистване на отпадни газове от SO2 в топло-електрически централи, в които се използват противоточни абсорбери, където скоростта на газа е 3.98 m.s~' (Alstom Power Italy) или 4.14 m.s~' (Idreco-InsigmaConsortium).
US 5,779,999 разкрива апарат за очистване на отпадни газове от серен диоксид посредством абсорбция със суспензия от природни карбонати (СаСОз) в противоточна абсорбционна колона, която има входящ отвор за отпадния газ (подлежащ на очистване), разположен в средната част на колоната, и изходящ отвор за очистения газ в горния й край. В горната част на колоната е монтирана система оросители за разпръскване на абсорбента, а в долната й част са предвидени помпа за рециркулация на суспензията към системата за разпръскване, аератор за вдухване на кислородсъдържащ газ в суспензията и бъркалка за механично разбъркване на суспензията.
Противоточните абсорбционни колони за очистване на отпадни газове са с голям диаметър, което се обуславя от ниската скорост на газа.
Техническа същност на изобретението
Задача на изобретението е да се създаде апарат за абсорбция на силно и средно разтворими газове, който осигурява увеличаване на скоростта на дисперсната среда, което води до по-малък диаметър на абсорбционната колона.
Тази задача е решена с апарат за абсорбция на средно и силно разтворими газове в ниски концентрации, който се състои от цилиндрична абсорбционна колона, снабдена с входящ отвор за подаване на очиствания газ и система оросители за абсорбента, разположена в горната част на абсорбционната колона. Съгласно изобретението входящият отвор за подаване на очиствания газ е оформен в горния край на абсорбционната колона над системата оросители, а долната част на абсорбционната • · · ·♦ · · ' · · ·♦ ·· · « · ··· • · ♦ · · · · ·· :::·:: : · : .:
··· ·· ·· ··· ·♦· ·· колона е обхваната от основен капкоуловител тип обръщач, като дънната й част е отворена към обема на основния капкоуловител. На дъното на основния капкоуловител е оформен отвор за изпускане на уловения абсорбент, свързан с апарат за химическа обработка или регенерация на абсорбента. В горната си част основният капкоуловител е свързан чрез тръбни елементи с допълнителни капкоуловители, към които са предвидени изходи за отвеждане на очистения газ и уловения абсорбент. Основният капкоуловител и допълнителните капкоуловители са свързани с апарата за химическа обработка или регенерация на абсорбента, който от своя страна е свързан със системата оросители.
При един вариант на изпълнение на изобретението допълнителните капкоуловители са от циклонен тип.
Тръбните елементи, чрез които са свързани допълнителните капкоуловители с основния капкоуловител, са разположени радиално спрямо основния капкоуловител.
При друг вариант на изпълнение на изобретението тръбните елементи, чрез които са свързани допълнителните капкоуловители с основния капкоуловител, са разположени тангенциално спрямо основния капкоуловител.
Абсорбционният апарат за очистване на газове от серен диоксид (SO2) в ниски концентрации съгласно изобретението може да се монтира на вертикална част на газопровод за отпадния газ чрез свързване на входящия отвор за подаване на очиствания газ с края на газопровода.
Предимствата на апарата за абсорбция на средно и силно разтворими газове се изразяват в следното: Правоточното течение на газа и течните капки осигурява движение на газо-течната дисперсия с висока скорост -15-25 m.s~}, и в резултат - над 2 пъти намаляване на диаметъра на абсорбционната колона в сравнение с противоточна колона, където скоростта на газа не надхвърля 4 m.s~'. Това води и до много по-малки хидравлични загуби в сравнение с правоточен абсорбционен апарат тип „Venturi”, където разпръскването на абсорбента се постига от газа в гьрловината при скорости 6080 m.s~}.
Пояснение на приложените фигури
Фигура 1 представлява схематично изображение при вертикален разрез на цилиндричен правоточен апарат за абсорбция на силно и средно разтворими газове.
Фигура 2 - разрез по А-А от фиг. 1 при радиално извеждане на газа от основния капкоуловител.
Фигура 3 - разрез по А-А от фиг.1 при тангенциално извеждане на газа от основния капкоуловител.
Примери за изпълнение на изобретението
Едно примерно изпълнение на правоточен абсорбционен апарат за очистване на газове от серен диоксид (SO2) съгласно изобретението се пояснява с помощта на приложените фигури 1,2 и 3.
Апаратът се състои от цилиндрична абсорбционна колона 1, снабдена в горния си край с входящ отвор 2 за подаване на очиствания газ и система оросители 3 за абсорбента, разположена под входящия отвор 2. Оросителите 3 могат да бъдат разположени по височината на колоната в няколко реда (непоказани на фигурите).
В долната си част абсорбционната колона 1 е обхваната от концентрично разположен основен капкоуловител 4 тип обръщач, а дънната й част е отворена към обема на основния капкоуловител 4. На дъното на основния капкоуловител 4 е оформен отвор 12 за изпускане на уловения абсорбент, свързан чрез тръба 7 с апарат 9 за химическа обработка или регенерация на абсорбента.
В горната си част основният капкоуловител 4 е свързан чрез тръбни елементи 5 с четири допълнителни капкоуловители 6, които в този пример са от циклонен тип. Тръбните елементи 5 са разположени радиално (фиг. 2) или тангенциално (фиг. 3) спрямо основния капкоуловител 4. Към всеки допълнителен капкоуловител 6 са предвидени изходящ отвор (11) за отвеждане на очистения газ и изход (8) за уловения абсорбент. Основният капкоуловител 4 и допълнителните капкоуловители 6 са свързани чрез тръби съответно 7 и 8 с апарат 9 за химическа обработка или регенерация на абсорбента, който от своя страна чрез циркулационна помпа 10 е свързан със системата оросители 3.
Използване на изобретението
Газът постъпва в цилиндричната абсорбционна колона 1 през входящия отвор 2 със скорост W= 15-25 m.s~' и преминава през системата оросители 3 за абсорбента, която осигурява висока степен на оросяване на очиствания газ (около 0.02 n/liquidfm3gas). Получената газо-течна дисперсия преминава надолу през абсорбционната колона 1 и навлиза в основния капкоуловител 4, където става основното разделяне на газа и течността и обръщане посоката на движение на газовата • · < · · ♦ · * · · 9 · t · » · · t·· • · ····· ·· :::·:: : · : .:
··· ·· ·· ··· ··· ·· фаза отдолу нагоре. Газът преминава през тръбите 5 и постъпва в допълнителните капкоуловители 6 (например от циклонен тип) и излиза очистен през тръбите 11.
Диаметърът на тръбите 5 се определя от d = , където D е диаметъра на цп абсорбционна колона 1, а η е броя на тръбите 5. Работната височина на абсорбера 1 може да варира Н=5—15 т в зависимост от системата оросители 3 и отношението течност/газ, което е най-често около 0.02 т3 liquid/m3gas.
Абсорбентът от капкоуловителите 4 и 6 постъпва съответно през тръбите 7 и 8 в апарата 9 за химическа обработка (окисление) или регенерация (чрез адсорбция) на абсорбента, след което се връща в системата оросители 3 чрез циркулационната помпа 10.
В един вариант абсорбентът представлява водна суспензия на калциев карбонат (СаСОз) и се събира в долната част на основния капкоуловител 4, откъдето чрез отвора 12 и тръбата 7 се подава в аппарата 9, в който се вдухва кислородсъдържащ газ за окисление на калциевия сулфит до калциев сулфат под формата на гипс (CaSO4.2H2O). В друг вариант абсорбентът е вода и се регенерира със синтетичен анионит (алкална форма R-OH на Amberlite, Duolite, Kastel, Varion, Wofatit и др.) Така обработеният абсорбент се подава чрез циркулационната помпа 10 на системата от няколко реда оросители 3, разположени по височината на колоната, създаващи многостепенна абсорбция, а увеличаването на съотношението абсорбент/газ намалява съпротивлението на междуфазното масопренасяне в течната фаза и увеличава скоростта на абсорбция.
Правоточното течение на газа и течните капки осигурява движение на газа с висока скорост (15-25 /ил1) и в резултат над 2 пъти намаляване на диаметъра на абсорбционната колона в сравнение с противоточна колона, където скоростта на газа практически не надхвърля 4 m.s~l.
Апаратът е предназначен за абсорбция на силно и средно разтворими газове с двуфазни абсорбенти (течност-твърдо) в случаи като абсорбция на SO2 и други кисели газове със суспензия на СаСОз или Са(ОН)2, а също така и с абсорбент вода и последващо регенериране чрез адсорбция със синтетични анионити.
Claims (5)
- ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ1. Апарат за абсорбция на средно и силно разтворими газове в ниски концентрации, който се състои от цилиндрична абсорбционна колона (1), снабдена с входящ отвор (2) за подаване на очиствания газ и система оросители (3) за абсорбента, разположена в горната част на абсорбционната колона, характеризиращ се с това, че входящият отвор (2) за подаване на очиствания газ е оформен в горния край на абсорбционната колона (1) над системата оросители (3), а долната част на абсорбционната колона (1) е обхваната от основен капкоуловител (4) тип обръщач, като дънната част на абсорбционната колона (1) е отворена към обема на основния капкоуловител (4), а на дънотото му е оформен отвор (12) за изпускане на уловения абсорбент, свързан с апарат (9) за химическа обработка или регенерация на абсорбента, при това в горната си част основният капкоуловител (4) е свързан чрез тръбни елементи (5) е допълнителни капкоуловители (6), към които са предвидени изходящ отвор (11) за отвеждане на очистения газ и изход (8) за уловения абсорбент, като основният капкоуловител (4) и допълнителните капкоуловители (6) са свързани с апарата (9) за химическа обработка или регенерация на абсорбента, който от своя страна е свързан със системата оросители (3).
- 2. Абсорбционен апарат съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че допълнителните капкоуловители (6) са от циклонен тип.
- 3. Абсорбционен апарат съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че тръбните елементи (5), чрез които са свързани допълнителните капкоуловители (6) с основния капкоуловител (4), са разположени радиално спрямо основния капкоуловител 4.
- 4. Абсорбционен апарат съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че тръбните елементи (5), чрез които са свързани допълнителните капкоуловители (6) с основния капкоуловител (4), са разположени тангенциално спрямо основния капкоуловител 4.
- 5. Абсорбционен апарат съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че е монтиран на вертикална част на газопровод за отпадния газ чрез свързване на входящия отвор (2) за подаване на очиствания газ с края на газопровода.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG111473A BG66697B1 (bg) | 2013-05-18 | 2013-05-18 | Апарат за абсорбция на средно и силно разтворими газове |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG111473A BG66697B1 (bg) | 2013-05-18 | 2013-05-18 | Апарат за абсорбция на средно и силно разтворими газове |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG111473A true BG111473A (bg) | 2014-11-28 |
| BG66697B1 BG66697B1 (bg) | 2018-06-29 |
Family
ID=56847685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG111473A BG66697B1 (bg) | 2013-05-18 | 2013-05-18 | Апарат за абсорбция на средно и силно разтворими газове |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG66697B1 (bg) |
-
2013
- 2013-05-18 BG BG111473A patent/BG66697B1/bg unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG66697B1 (bg) | 2018-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5565180A (en) | Method of treating gases | |
| CN1094069C (zh) | 湿法清洗处理方法 | |
| US20180140991A1 (en) | High-efficiency gradient hierarchy complex desulfurizing tower | |
| CN104607017B (zh) | 一种h型烟气除尘脱硫塔及烟气脱硫工艺 | |
| RU2532743C2 (ru) | Способ и устройство для улавливания co2 | |
| RU2650967C1 (ru) | Способ очистки газов и устройство для его осуществления | |
| CN102099093B (zh) | 用于吸收气体中有害物质的设备和方法 | |
| CN105013311A (zh) | 一种烟气脱硫除尘除雾方法 | |
| KR102036295B1 (ko) | 가스 내의 개별 성분을 흡수하기 위한 플랜트 및 방법 | |
| CN201823405U (zh) | 一种下排气旋风除雾器 | |
| CN206652377U (zh) | 氨‑肥法脱硫系统 | |
| JP5437151B2 (ja) | 排煙脱硫装置及びこれを備えた酸素燃焼装置と方法 | |
| CN104607009B (zh) | 烟气除尘脱硫塔及烟气脱硫方法 | |
| CN104607008B (zh) | 一种双循环烟气除尘脱硫塔及烟气脱硫方法 | |
| CN103908855A (zh) | 一种非均匀棒距的文丘里棒层 | |
| CN108686478A (zh) | 一种烟气脱硫及脱硫废水的处理方法与装置 | |
| CN104607022B (zh) | 一种h型烟气除尘脱硫反应器及烟气脱硫方法 | |
| CN102274688B (zh) | 多级喷雾高效吸收装置 | |
| CN106823619B (zh) | 一种穿透液膜吸收装置 | |
| CN204891578U (zh) | 一种氨-硫酸铵法烟气脱硫装置 | |
| BG111473A (bg) | Апарат за абсорбция на средно и силно разтворими газове | |
| CN104607020B (zh) | 烟气除尘脱硫反应器及烟气脱硫方法 | |
| RU2532435C2 (ru) | Способ и устройство для очистки газов путем абсорбции | |
| KR20180085168A (ko) | 황산화물 및 미세먼지 제거 사이클론 장치 및 방법 | |
| CN108404640A (zh) | 一种烟气脱硫脱硝一体化装置及方法 |