Шайба и процес за почистване на газове - THERMOSELECT AG
1. Шайба за почистване на газове, които съдържат частици и/или газообразни примеси с корпус (1) с вход за газ (4) и изход за газ (5), в който газовете преминават през поне една абсорбционна колона, напръскана с миеща течност, при което Освен това е осигурена струйна помпа (7), работеща с промивната течност, която е разположена в газовия поток последователно с абсорбционната колона и генерира отрицателно налягане в газовия поток и в направляващата тръба (6) за сместа от газове, излизащи от струйната помпа (7) и е осигурена течност за измиване, която е концентрично заобиколена от абсорбиращата колона, характеризира, че водещата тръба (6) има двойна обвивка от два концентрични цилиндъра, между които миещата течност може да се подава към струйната помпа (7) и че водещата тръба (6) има поне един страничен изход за подаване на миещата течност към поне една дюза за пръскане (11) осигурена е абсорбционната колона.
1. Шайба съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че струйната помпа (7) е разположена в газовия поток нагоре от абсорбционната колона.
3. Шайба съгласно претенция 1 или 2, характеризираща се с това, че газовете и прочистващата течност на изхода на струйната помпа (7) се водят едновременно и в абсорбиращата колона в противотока.
4. Шайба съгласно една от претенции 1 до 3, характеризираща се с това, че входът за газ (4) и изходът за газ (5) са разположени в един и същ край на водещата тръба (6).
5. Шайба съгласно една от претенциите от 1 до 4, характеризираща се с това, че газовият поток в края на направляващата тръба (6) срещу струйната помпа (7) може да бъде отклонен с около 180 °.
6. Шайба съгласно една от претенции 1 до 5, характеризираща се с това, че под края на направляващата тръба (6) срещу струйната помпа (7) има събирателно пространство (15) за миеща течност, заредена с примесите.
7. Шайба съгласно една от претенциите от 1 до 6, характеризираща се с това, че в направляващата тръба (6) в нейния край срещу струйната помпа (7) са предвидени преградни плочи (14) за увеличаване на отделянето на праха.
8. Шайба съгласно една от претенциите от 1 до 7, характеризираща се с това, че абсорбиращата колона се състои от няколко опаковъчни кошници (10), разположени една зад друга в газовия поток.
9. Метод за почистване на газове, които съдържат частици и/или газообразни примеси, които се отстраняват от газовете с помощта на промивна течност чрез абсорбция, като се използва скрубер съгласно поне една от претенции 1 до 8, характеризиращ се с това, че газовете са последователно през струйна помпа (7), работеща с миеща течност и през напълнена абсорбираща колона, поръсена с миеща течност.
10. Метод съгласно претенция 9, характеризиращ се с това, че струйната помпа (7) генерира отрицателно налягане в газовия поток, което поне компенсира загубата на налягане в абсорбционната колона.
11. Метод съгласно претенция 9 или 10, характеризиращ се с това, че струйната помпа (7) генерира отрицателно налягане в диапазона 20-40 mbar.
12. Метод съгласно която и да е претенция от 9 до 11, характеризиращ се с това, че загубата на налягане в абсорбционната колона е по-малка от 20 mbar.
13. Метод съгласно която и да е претенция от 9 до 12, характеризиращ се с това, че струйната помпа (7) работи с налягане на миещата течност от около 4-5 бара.
14. Метод съгласно всяка една от претенции 9 до 13, характеризиращ се с това, че количеството миеща течност, преминало през струйната помпа (7), се регулира според желаното отрицателно налягане в газовия поток.
15. Метод съгласно която и да е от претенции 9 до 14, характеризиращ се с това, че количественото съотношение на миещата течност, преминала през струйната помпа (7), към миещата течност, преминала през абсорбционната колона, е приблизително 2: 1.
Изобретението се отнася до шайба и метод за почистване на газове, съгласно преамбюла на претенции 1 и 9, съответно.
Конвенционалните скрубери за почистване на газове, замърсени с частици и/или газообразни примеси, обикновено съдържат така наречените абсорбционни колони, направени от опаковъчни или контактни тела, които се поръсват с измиваща течност. В тези абсорбционни колони се установява интимен контакт между измиващата течност и газовете, което води до абсорбиране на газообразни примеси с висока степен на ефективност. Течността за измиване може да се състои от вода, така че да се извършва само абсорбция; той обаче може да съдържа и реагенти, с помощта на които газообразните примеси, например сероводород, серен диоксид, азотни оксиди или амоняк, се превръщат в екологично съвместими вещества. Тези абсорбционни колони обикновено са оборудвани с подредени или неподредени опаковки, които са изградени в отделни секции върху носещи решетки. За да се осигури равномерно пръскане, в горната част на тези колони има разпределители на течността, които могат да бъдат проектирани както като гравитационни разпределители, така и като разпределители на дюзи.
От DE 100 06 990 A1 и DE 197 39 154 A1 са известни структури, които се използват за почистване на газове от няколко струйни скрубера.
Тези абсорбционни системи се състоят напр. от два струйни скрубера, чиито газови пътища са свързани последователно и чиито излъчватели поддържат определено входно налягане, с което се всмукват газовете. Преди да излезе в атмосферата, газовият поток се прекарва през измиваща кула надолу по течението.
От DE 27 55 327 А1 е известно устройство за абсорбиране на серен триоксид или водни пари от газ, което се състои от кула с тръба на Вентури, разположена аксиално в нея и завършваща над пода на кулата, инжекционно устройство за киселина в горния край на тръбата на Вентури, газопропусклива Плоча в пръстеновидното пространство между долния край на тръбата на Вентури и стената на кулата и накрайник за подаване на газ и изпускане на газ в горния край на тръбата на Вентури или кулата.
Недостатъкът на такива колони е относително големите височини на опаковане и произтичащите от това големи загуби на налягане. Ако в газовия поток присъстват частици прах, тези колони могат да се експлоатират само с високи разходи за поддръжка, тъй като в противен случай опаковките се запушват след кратко време на работа и загубата на налягане става твърде голяма.
По принцип газът не може да бъде почистен без загуба на налягане от страна на газа, тъй като необходимите високи коефициенти на масопренос се получават само при високи относителни скорости между газа и пречистващата течност. При помпи с течна струя обаче няма загуба на налягане и също се постигат добри коефициенти на пренос на маса. Независимо от това, те не са подходящи за почистване на газ, тъй като времето на престой на газа в измивната течност е твърде кратко, за да позволи достатъчно висока абсорбция. Удължаването на струята помпа не носи никакво подобрение, тъй като тогава се образуват големи капки течност и в същото време относителната скорост между газ и течност намалява. И двата ефекта имат неблагоприятен ефект върху абсорбцията.
Следователно целта на настоящото изобретение е да осигури скрубер или метод за почистване на газове, които съдържат частици и/или газообразни примеси, при които газовете преминават през поне една абсорбираща колона, напръскана с течност за измиване, с която е възможно е да се пречистват газовете с висок дял прах и без загуба на налягане в газовия поток, като същевременно се постига висока степен на ефективност.
Тази цел се постига съгласно изобретението чрез шайба с характеристиките на претенция 1 или чрез метод с характеристиките на претенция 9. Благоприятни разработки на шайбата съгласно изобретението и на метода съгласно изобретението са резултат от съответните свързани претенции.
Фактът, че се осигурява и струйна помпа, работеща с измиващата течност, която е разположена в газовия поток последователно с абсорбционната колона и генерира отрицателно налягане в газовия поток, съчетава предимствата на конвенционалната абсорбционна колона и течната помпа при почистване на газ. Абсорбционните ефекти на струйната помпа и абсорбционната колона се сумират, докато отрицателното налягане, генерирано в струйната помпа, може да компенсира загубата на налягане в абсорбционната колона или дори да осигури повишаване на налягането като цяло.
Струйната помпа е благоприятно разположена в газовия поток нагоре по посока на абсорбционната колона, така че праховите частици се отстраняват до голяма степен от газовия поток от струйната помпа и до абсорбиращата колона се подава до голяма степен обезпрашен газ.
Скруберът за предпочитане съдържа направляваща тръба за сместа от газове и измиващата течност, излизаща от струйната помпа, която е концентрично заобиколена от абсорбиращата колона, като водещата тръба е подходящо с двойна обвивка от два концентрични цилиндъра, между които измиващата течност може да се подава към струйната помпа и Освен това, водещата тръба е снабдена с поне един страничен изход за подаване на миеща течност към поне една дюза за пръскане на абсорбиращата колона. Също така е изгодно, ако газовият поток в края на водещата тръба, противоположна на струйната помпа, може да бъде отклонен с около 180 ° и под този край има събирателно пространство за измиващата течност, която излиза от водещата тръба и абсорбционната колона и е замърсена с примеси. Като цяло това дава много компактна и просто конструирана шайба, която се характеризира с малък отпечатък и ниски инвестиционни разходи.
Струйната помпа може да генерира отрицателно налягане в диапазона от 20-40 mbar, докато загубата на налягане в абсорбционната колона може да се поддържа под 20 mbar. Чрез промяна на количеството миеща течност, подавано през струята, отрицателното налягане, генерирано в газовия поток, може да бъде настроено на желаната стойност. За ефективно почистване количественото съотношение на миещата течност, преминала през струята помпа, към миещата течност, преминала през абсорбционната колона, трябва да бъде около 2: 1.
Изобретението е обяснено по-подробно по-долу, като се използва примерно изпълнение, показано на фигурата. Това показва представянето на вертикален разрез през шайба.
Шайбата има цилиндричен корпус 1, който е затворен в краищата с основа 2 и капак 3. Входът за газ 4 и изходът за газ 5 са разположени един срещу друг в горния край на корпуса 1. Входът за газ 4 се провежда през стената на корпуса 1 в направляваща тръба 6, простираща се в надлъжната посока на корпуса 1. Изходът за газ 5 обаче започва в стената на корпуса 1 .
Водещата тръба 6 се състои от два цилиндъра, които са концентрични един спрямо друг и към корпуса 1 и които образуват двойно кожухче с кухина между тях. Водещата тръба 6 е затворена в горния край и отворена в долния край. Кухината между двата цилиндъра на водещата тръба 6 е затворена в долния край и се отваря в дюзите на течна струйна помпа 7 в горния край .
Кухината на двойната обвивка на направляващата тръба 6 е свързана в долния край чрез съединител 8 към захранваща линия 9 за миеща течност. Течността за измиване, която е под налягане от около 3-4 бара, се издига нагоре в двойната обвивка и излиза от дюзите на течната помпа 7. Тези дюзи са осигурени в такъв брой и подреждане, че пръскането, което е възможно най-равномерно, се извършва върху напречното сечение на водещата тръба 6.
Водещата тръба 6 е заобиколена концентрично от множество пръстеновидни опаковъчни кошници 10, всяка от които се простира на разстоянието между двойното кожух и стената на корпуса 1. Опаковъчните кошници 10 са нетни ангеорди на еднакви взаимни разстояния и образуват абсорбираща колона. Множество разпръскващи дюзи 11, разпределени в периферната посока, през които се поръсва цялата повърхност на съответната опаковъчна кошница 10, са за предпочитане разположени над всяка опаковъчна кошница. Разпръскващите дюзи 11 са свързани с кухината на двойната обвивка на водещата тръба 6, така че пълнителните тела се напръскват с измиващата течност.
Сепаратор за капчици 12 е разположен над абсорбционната колона и допълнително разположение на дюзата за пръскане 13 над това. Това напръсква вода върху сепаратора за капчици 12, за да се почисти през необходимите интервали от време.
В пълнителните кошници 10 газът отново се довежда в интимен контакт със свежа течност за измиване 11, която е излязла от пръскащите дюзи 11, така че останалите газообразни примеси също се абсорбират и остатъчният прах се отделя от гравитацията, която достига до събирателното пространство 15 с миещата течност. Всички капки от измиващата течност, носени в газа, се отстраняват в сепаратора за капчици 12 и почистеният газ след това се извежда през изхода за газ 5.
Загубата на налягане на газа при протичане през уплътнителните кошници 10 може да се задържи много под 20 mbar, така че да е по-малко от отрицателното налягане, генерирано от течната помпа 7. В резултат на това скруберът всъщност може да засмуква газта, която трябва да се почисти.
Събирателното пространство 15 е снабдено с монитор за ниво, така че когато се събере предварително определено количество течност за измиване, то може да се изпразни през тръба 16. Чрез последваща обработка, тя може да бъде подадена обратно като прясна течност за миене през линия 9.
Производствените разходи за скрубера са ниски, тъй като всички тръби за пренос на течност извън корпуса 1 са пропуснати. Това означава, че абсорбиращата колона може да се монтира без допълнителна стоманена конструкция. Силите на тръбопровода са разпределени равномерно върху капака 3. Материалните подсилвания на стената на корпуса, за да поемат всякакви задържащи сили, могат да бъдат пропуснати. По същия начин не са необходими сложни конструкции за окачване на пръскащата дюза 11, тъй като те са поставени директно върху направляващата тръба 6.
Работите по поддръжката също могат да се извършват изключително ефективно. За тази цел фланецът на корпуса 17 в главата на абсорбционната колона се отваря, връзката 18 между дюзата 8 и захранващата тръба 9 се освобождава и след това цялата вътрешна част се изтегля от корпуса 1 с помощта на подходящо лостово устройство.