EA010270B1 - Method of waste gas purification of organic compounds and device therefor - Google Patents
Method of waste gas purification of organic compounds and device therefor Download PDFInfo
- Publication number
- EA010270B1 EA010270B1 EA200700375A EA200700375A EA010270B1 EA 010270 B1 EA010270 B1 EA 010270B1 EA 200700375 A EA200700375 A EA 200700375A EA 200700375 A EA200700375 A EA 200700375A EA 010270 B1 EA010270 B1 EA 010270B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- absorbent
- scrubber
- distributor
- separator
- outlet
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки газообразных сред, в частности к способам и устройствам для очистки газообразных сред, и может быть использовано при очистке воздуха, в частности отходящих газов различных производств от паров вредных органических веществ.The invention relates to the field of purification of gaseous media, in particular to methods and devices for cleaning gaseous media, and can be used in the purification of air, in particular exhaust gases of various industries from vapors of harmful organic substances.
Среди органических веществ, которые могут быть удалены из отходящих газов посредством заявляемых способа и устройства, могут быть упомянуты: аммиак, уайт-спирит, скипидар, формальдегид, фурфурол, третичные амины (ТЭА, ДМЭА, ДМИА, дурнопахнущие вещества), кетоны (ацетон, 4метилпентан-2-он, метилэтилкетон, циклогексанон), спирты (этанол, бутанол, метанол, фуриловый спирт), сложные (и-бутилацетат, н-бутилацетат, этилацетат) и простые (метоксипропанол, этилцеллозольв) эфиры, предельные (циклогексан) и ароматические (фенол, бензол, ксилолы, кумол, стирол, толуол, этилбензол) углеводороды и т.д.Among the organic substances that can be removed from the exhaust gases by the claimed method and device, the following can be mentioned: ammonia, white spirit, turpentine, formaldehyde, furfural, tertiary amines (TEA, DMEA, DMIA, odorous substances), ketones (acetone, 4 methylpentan-2-one, methyl ethyl ketone, cyclohexanone), alcohols (ethanol, butanol, methanol, furyl alcohol), complex (i-butyl acetate, n-butyl acetate, ethyl acetate) and simple (methoxypropanol, ethyl cellosolve) ethers, saturated (cyclohexane and (phenol, benzene, xylenes, cumene, styrene ol, toluene, ethylbenzene) hydrocarbons, etc.
Изобретение может найти применение в металлургической, химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности, а также при нанесении и сушке лакокрасочных материалов, литейном производстве, при переработке продукции сельского хозяйства, включая мясопереработку.The invention can find application in the metallurgical, chemical, food, oil refining industries, as well as in the application and drying of paints and varnishes, foundry, in the processing of agricultural products, including meat processing.
Известен абсорбционно-биохимический способ очистки отработанных газов от органических веществ с интенсивным запахом, которые вымываются из потока отходящих газов в биоскруббере с помощью смеси активного вещества и воды, затем биохимически окисляются с помощью микроорганизмов в аэротенке [1]. При этом происходит постоянная регенерация абсорбционного раствора - очищающей воды.A known absorption-biochemical method of purification of exhaust gases from organic substances with an intense odor, which are washed out of the exhaust gas stream in a bioscrubber using a mixture of the active substance and water, is then biochemically oxidized using microorganisms in an aeration tank [1]. In this case, there is a constant regeneration of the absorption solution - cleaning water.
Известен также способ очистки газов, загрязненных фенолом, и/или формальдегидом, и/или продуктами их взаимодействия, осуществляемый путем орошения газа циркулирующим абсорбентом, насыщенным микроорганизмами. Часть примесей, содержащихся в отходящих газах, связывают, промывную жидкость собирают и содержащиеся в ней примеси по меньшей мере разлагают микроорганизмами в условиях аэрации [2]. В скруббере смесь активного ила и воды распыляется с помощью насоса и спиральных форсунок. Абсорбер действует по принципу противотока, т. е. газ перемещается с помощью вентилятора через скруббер снизу вверх. При этом имеет место массообмен между жидкой и газовой фазами. Так как между газом и жидкостью устанавливается равновесие, то газовые компоненты переходят в жидкость только до тех пор, пока парциальное давление вещества в газовой фазе выше, чем парциальное давление того же вещества в жидкости. Задачей активного вещества в абсорбере является обеспечение условий, при которых парциальное давление пахучих веществ в очищающей жидкости всегда значительно ниже, путем использования микроорганизмов. Это достигается с помощью отдельной емкости с активным илом. Микроорганизмы расщепляют органические вещества и разлагают их на воду, диоксид углерода и минеральные составляющие. Для этого используется кислород. Он подается в емкость в виде сжатого воздуха через аэрационную систему. Вода осветленная, но насыщенная газовыми составляющими до предела, поступает на ступень биоочистки.There is also a method of purification of gases contaminated with phenol and / or formaldehyde and / or their interaction products, carried out by irrigation of gas with a circulating absorbent saturated with microorganisms. Some of the impurities contained in the exhaust gases are bound, the washing liquid is collected, and the impurities contained in it are at least decomposed by microorganisms under aeration conditions [2]. In a scrubber, a mixture of activated sludge and water is sprayed using a pump and spiral nozzles. The absorber acts on the principle of counterflow, i.e., the gas is moved by a fan through the scrubber from the bottom up. In this case, mass transfer occurs between the liquid and gas phases. Since equilibrium is established between the gas and the liquid, the gas components pass into the liquid only as long as the partial pressure of the substance in the gas phase is higher than the partial pressure of the same substance in the liquid. The objective of the active substance in the absorber is to provide conditions under which the partial pressure of odorous substances in the cleaning liquid is always much lower by using microorganisms. This is achieved using a separate tank with activated sludge. Microorganisms break down organic substances and decompose them into water, carbon dioxide and mineral constituents. For this, oxygen is used. It is supplied to the tank in the form of compressed air through an aeration system. Water clarified, but saturated with gas components to the limit, enters the bio-purification stage.
К недостаткам такого способа следует отнести образование избыточного осадка в форме биомассы (активного ила) в процессе биологического распада органических веществ. Этот ил в небольших количествах может быть сброшен в канализацию или, если это не допускается, осушается и складируется. Кроме того, перед подачей в скруббер требуется предварительная очистка вентиляционного воздуха от пыли, смолистых и взвешенных веществ с целью предотвращения забивания насадки биоскруббере, а также имеется необходимость насыщения отходящих газов водяными парами во избежание потерь на каплеунос и испарение в биоскруббере. Также отработанный абсорбент перед его подачей в емкость с активным илом требует подготовительного этапа очистки в отдельной сети специальным раствором и в осаждающем резервуаре хлопьеобразующим веществом. Осадок, на 90% состоящий из минеральных веществ, должен удаляться из системы. Следует отметить, что при использовании данного способа затруднено сохранение жизнедеятельности микроорганизмов в реальных условиях периодической эксплуатации газоочистного оборудования.The disadvantages of this method include the formation of excess sediment in the form of biomass (activated sludge) during the biological decomposition of organic substances. This sludge in small quantities can be discharged into the sewer or, if this is not allowed, is drained and stored. In addition, prior to feeding into the scrubber, preliminary cleaning of the ventilation air from dust, tar and suspended solids is required in order to prevent clogging of the nozzle of the bioscrubber, and there is a need to saturate the exhaust gases with water vapor to avoid losses on droplets and evaporation in the bioscrubber. Also, the spent absorbent before it is fed into the tank with activated sludge requires a preparatory cleaning step in a separate network with a special solution and in a precipitating tank with a flocculating substance. Sludge, 90% mineral, must be removed from the system. It should be noted that when using this method, it is difficult to maintain the vital activity of microorganisms in real conditions of periodic operation of gas-cleaning equipment.
Известна также абсорбционная система очистки вентиляционного воздуха от стержневых автоматов [3, 4]. Для мокрой очистки отходящих газов применен абсорбер. Через входной патрубок загрязненный воздух подается в скруббер и проходит через три опорно-распределительные решетки, на которых располагается шаровая насадка. Над решетками расположены форсунки, обеспечивающие распыливание абсорбента в виде тонкой пленки. Загрязненный воздух, двигаясь снизу вверх, обеспечивает псевдоожиженное состояние шаровой насадки, которое, способствуя турбулизации потоков газа и жидкости, увеличивает поверхность контакта фаз. При этом токсичные вещества интенсивно поглощаются скрубберной жидкостью. В качестве абсорбента используется техническая вода. Для нейтрализации небольшого объема раствора, образовавшегося при абсорбционной очистке, используется система биохимической нейтрализации. В систему входит аэротенк, сборник очищенной воды и вторичный отстойник. Загрязненный вредными веществами раствор после абсорбера стекает в аэротенк. Туда же вводится раствор Н3РО4, улучшающий жизнедеятельность микроорганизмов. В аэротенке происходит биохимическое окисление фенола, формальдегида, метанола, цианидов. Далее абсорбционный раствор попадает в отстойник, где отделяется от активного ила, и после сборника очищенная вода вновь поступает в абсорбер.Also known is an absorption system for purifying ventilation air from rod machines [3, 4]. An absorber is used for wet cleaning of exhaust gases. Through the inlet pipe, the contaminated air is supplied to the scrubber and passes through three support and distribution grids on which the ball nozzle is located. Nozzles are located above the grilles, providing atomization of the absorbent in the form of a thin film. Polluted air, moving from the bottom up, provides a fluidized state of the ball nozzle, which, contributing to the turbulization of gas and liquid flows, increases the contact surface of the phases. At the same time, toxic substances are intensively absorbed by the scrubber liquid. Industrial water is used as an absorbent. To neutralize a small volume of the solution formed during absorption purification, a biochemical neutralization system is used. The system includes aeration tank, a collection of purified water and a secondary sump. The solution contaminated with harmful substances after the absorber flows into the aeration tank. A solution of H 3 PO 4 is introduced there, which improves the vital activity of microorganisms. In the aeration tank, biochemical oxidation of phenol, formaldehyde, methanol, cyanide occurs. Then the absorption solution enters the sump, where it is separated from the activated sludge, and after the collection, the purified water again enters the absorber.
Недостатком данного способа является то, что наряду с выводом активного ила из системы, он также предусматривает и достаточное количество сложных требований, например наличие в растворе опреThe disadvantage of this method is that, along with the removal of activated sludge from the system, it also provides for a sufficient number of complex requirements, for example, the presence in the solution
- 1 010270 деленной концентрации фенола, что достаточно затруднительно во время длительных остановок. Кроме того, имеет место значительный каплеунос из абсорбера, связанный с наличием мощного вытяжного устройства (вентилятора), необходимого для преодоления значительного гидравлического сопротивления псевдоожиженных слоев шаровой насадки. Способ трудно применим для улавливания малорастворимых в воде вредных органических соединений.- 1 010270 divided phenol concentration, which is rather difficult during long stops. In addition, there is a significant droplet drop from the absorber associated with the presence of a powerful exhaust device (fan) necessary to overcome the significant hydraulic resistance of the fluidized beds of the ball nozzle. The method is difficult to use to capture poorly soluble in water harmful organic compounds.
Наиболее близким к заявляемым способу и устройству по совокупности существенных признаков являются способ абсорбционно-биохимической очистки вентиляционного воздуха от летучих органических соединений (ЛОС) из нитрокамер и устройство для его осуществления [5]. Вентиляционный воздух при помощи вентилятора поступает в насадочный скруббер, где в результате контакта воздушной и жидкой фаз ЛОС переходят в абсорбционный раствор. Раствор состоит из технической воды и специальной комплексной добавки в количестве 0,3-0,4%, существенно повышающей эффективность абсорбции. Регенерация абсорбента осуществляется в биореакторе, где с помощью специально селекционированного штамма микроорганизмов вредные органические вещества окисляются до углекислого газа (СО2) и воды (Н2О). Биореактор оснащен рамками с биополотном для иммобилизации (закрепления) микроорганизмов-деструкторов, а также аэраторами для аэрации раствора сжатым воздухом. Очищенный раствор при помощи водяного насоса вновь подается в насадочный скруббер. К недостаткам такого способа могут быть отнесены недостаточная эффективность улавливания труднорастворимых в воде ЛОС и СО;Closest to the claimed method and device for the combination of essential features are a method of absorption-biochemical purification of ventilation air from volatile organic compounds (VOCs) from nitro chambers and a device for its implementation [5]. Ventilation air enters the nozzle scrubber by means of a fan, where, as a result of the contact of the air and liquid phases, VOCs pass into the absorption solution. The solution consists of industrial water and a special complex additive in an amount of 0.3-0.4%, which significantly increases the efficiency of absorption. Absorbent is regenerated in a bioreactor, where, using a specially selected strain of microorganisms, harmful organic substances are oxidized to carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O). The bioreactor is equipped with a framework with a biological band for immobilizing (fixing) microorganisms-destructors, as well as aerators for aeration of the solution with compressed air. The purified solution is again fed to the nozzle scrubber by means of a water pump. The disadvantages of this method can be attributed to the insufficient capture efficiency of water-insoluble VOCs and CO;
отсутствие постоянного контроля за эффективностью процесса очистки вентиляционного воздуха и биохимической регенерации абсорбционного раствора;lack of constant monitoring of the effectiveness of the ventilation air purification process and biochemical regeneration of the absorption solution;
наличие повышенного каплеуноса вследствие применения мощных вентиляторов для преодоления гидравлического сопротивления псевдоожиженных слоев шаровой насадки;the presence of increased kapleunos due to the use of powerful fans to overcome the hydraulic resistance of the fluidized beds of the ball nozzle;
неравномерность распределения воздушного потока по сечению абсорбера и потока жидкости по орошаемой площади приводит к созданию застойных зон в псевдоожиженном слое шаровой насадки;uneven distribution of air flow over the cross section of the absorber and fluid flow over the irrigated area leads to the creation of stagnant zones in the fluidized bed of the ball nozzle;
большие габаритные размеры абсорбционно-биохимического устройства, что затрудняет его применение в действующих цехах;large overall dimensions of the absorption-biochemical device, which makes it difficult to use in existing workshops;
отсутствие удаления (сепарации) пыли, смолистых и взвешенных веществ из абсорбционного раствора перед его поступлением в биореактор и связанное с этим затруднение биохимического окисления растворенных органических веществ, забивание и разрушение бионасадки;the lack of removal (separation) of dust, resinous and suspended solids from the absorption solution before it enters the bioreactor and the associated difficulty in biochemical oxidation of dissolved organic substances, clogging and destruction of the bio-nozzle;
снижение уровня кислорода в регенерируемом абсорбционном растворе в случае длительного простоя, как и затрудненное (сложное) поддержание жизнедеятельности микроорганизмов из-за отсутствия постоянного питания.a decrease in the oxygen level in the regenerated absorption solution in the event of prolonged downtime, as well as difficult (complex) maintenance of the vital activity of microorganisms due to the lack of constant nutrition.
Таким образом, задачей изобретения является создание способа очистки отходящих газов от органических соединений и соответствующего устройства, которые обеспечивали бы контроль абсорбционно-биохимической очистки, повышение эффективности и упрощение технологического процесса очистки, повышение надежности работы устройства и снижение энергозатрат на выполнение этих работ, а также снижение габаритных размеров скруббера при сохранении эффективности и повышение жизнеспособности микроорганизмов. Заявляемые способ и устройство должны обеспечивать удаление из отходящих газов вредных органических веществ, по меньшей мере, до их предельно-допустимых концентраций (ПДК) в воздухе населенных пунктов и/или рабочих зон, предпочтительно ниже их ПДК.Thus, the object of the invention is to provide a method for purification of exhaust gases from organic compounds and a corresponding device that would ensure control of absorption and biochemical purification, increase efficiency and simplify the process of purification, increase the reliability of the device and reduce energy costs for performing these works, as well as reduce overall dimensions of the scrubber while maintaining efficiency and increasing the viability of microorganisms. The inventive method and device should ensure the removal of harmful organic substances from the exhaust gases, at least to their maximum permissible concentrations (MPC) in the air of settlements and / or working areas, preferably below their MPC.
При этом способ должен обеспечивать возможность удаления из отходящих газов широкого спектра вредных органических веществ, среди которых можно назвать аммиак, уайт-спирит, скипидар, формальдегид, фурфурол, третичные амины (ТЭА, ДМЭА, ДМИА), дурнопахнущие вещества, кетоны (ацетон, 4-метилпентан-2-он, метилэтилкетон, циклогексанон), спирты (этанол, бутанол, метанол, фуриловый спирт), сложные (и-бутилацетат, н-бутилацетат, этилацетат) и простые (метоксипропанол, этилцеллозольв) эфиры, предельные (циклогексан) и ароматические (фенол, бензол, ксилолы, кумол, стирол, толуол, этилбензол) углеводороды и т.д.Moreover, the method should provide the ability to remove from the exhaust gases a wide range of harmful organic substances, including ammonia, white spirit, turpentine, formaldehyde, furfural, tertiary amines (TEA, DMEA, DMIA), odorous substances, ketones (acetone, 4 methylpentan-2-one, methyl ethyl ketone, cyclohexanone), alcohols (ethanol, butanol, methanol, furyl alcohol), complex (i-butyl acetate, n-butyl acetate, ethyl acetate) and simple (methoxypropanol, ethyl cellosolve) ethers, limit (cyclohexane) and aromatic (phenol, benzene, xylenes , cumene, styrene, toluene, ethylbenzene) hydrocarbons, etc.
Поставленная задача решается в предлагаемом способе очистки отходящих газов от органических соединений, включающем непосредственно очистку отходящих газов путем промывки в восходящем потоке жидким абсорбентом в псевдоожиженном слое шаровой насадки в скруббере при распылении абсорбента над поверхностью шаровой насадки, сбор вытекающего из скруббера абсорбента, содержащего уловленные взвешенные частицы и вредные органические вещества, и его биохимическую регенерацию в аэробном биореакторе смешанными штаммами микроорганизмов с последующим повторным использованием. Задача решается за счет того, что до очистки отходящий газ увлажняют, очистку ведут в три этапа, на первом из которых предварительно увлажненный отходящий газ пропускают в восходящем потоке через вытекающий из скруббера абсорбент, на втором этапе осуществляют упомянутую промывку жидким абсорбентом, а на третьем этапе формируют нисходящий поток газа и подают его в зону сбора абсорбента, содержащего уловленные взвешенные частицы и вредные органические вещества, с последующим формированием восходящего потока очищенного газа, при этом сбор абсорбента, содержащий уловленные взвешенные частицы и вредные органические вещества, с его последующей биохимической регенерацией и повторным использованием ведут на каждом из этапов очистки, причем очистку газов на каждом из этапов и биохимическую регенерацию абсорбента ведут под централизованThe problem is solved in the proposed method of purification of exhaust gases from organic compounds, which includes directly cleaning the exhaust gases by washing in an ascending stream with a liquid absorbent in a fluidized bed of a ball nozzle in a scrubber while spraying the absorbent over the surface of the ball nozzle, collecting the absorbent from the scrubber containing trapped suspended particles and harmful organic substances, and its biochemical regeneration in an aerobic bioreactor by mixed strains of microorganisms with next reuse. The problem is solved due to the fact that prior to cleaning, the exhaust gas is humidified, the cleaning is carried out in three stages, at the first of which the pre-moistened exhaust gas is passed in an upward flow through the absorbent flowing out from the scrubber, at the second stage, the mentioned washing with a liquid absorbent is carried out, and at the third stage form a downward flow of gas and feed it into the collection area of the absorbent containing trapped suspended particles and harmful organic substances, followed by the formation of an upward flow of purified gas, while absorbent containing the trapped particulate matter and noxious organic matter, with its subsequent biochemical regeneration and reuse are on each of the purification steps, the gas purification at each stage of regeneration of the absorbent and biochemical are under centralized
- 2 010270 ным контролем в автоматическом режиме.- 2 010270 automatic control in automatic mode.
В общем случае в качестве жидкого абсорбента может использоваться техническая вода. Однако для повышения улавливания труднорастворимых органических веществ в ряде предпочтительных форм реализации в жидкий абсорбент вводят смесь анионактивных и неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ). Кроме того, жидкий абсорбент вымывает из отходящих газов также и взвешенные (нерастворимые) частицы, например песка, пыли, смолистых веществ и др.In general, process water may be used as a liquid absorbent. However, to increase the capture of sparingly soluble organic substances in a number of preferred forms of implementation, a mixture of anionic and nonionic surfactants is introduced into the liquid absorbent. In addition, the liquid absorbent leaches suspended particles (insoluble) from the exhaust gases, such as sand, dust, tarry substances, etc.
В ряде наиболее предпочтительных случаев реализации заявляемого способа, применимых для очистки отходящих газов от широкого спектра вредных органических веществ, жидкий абсорбент содержит до 0,7 г/л анионактивных и неионогенных поверхностно-активных веществ в отношении 1:1 до 0,2 г/л диаммония фосфата и воду.In some of the most preferred cases of the implementation of the proposed method, applicable for the purification of exhaust gases from a wide range of harmful organic substances, the liquid absorbent contains up to 0.7 g / l of anionic and nonionic surfactants in a ratio of 1: 1 to 0.2 g / l diammonium phosphate and water.
Промывку газа проводят при расходе абсорбента, составляющем предпочтительно от 0,24 до 0,50 м3/ч на 1000 м3 отходящего газа.The gas washing is carried out at an absorbent flow rate of preferably from 0.24 to 0.50 m 3 / h per 1000 m 3 of exhaust gas.
Наиболее хорошие результаты по регенерации абсорбента можно получить при ее проведении при постоянной температуре от 5 до 35 °С и непрерывном отводе уловленных взвешенных частиц.The best results on the regeneration of the absorbent can be obtained when it is carried out at a constant temperature from 5 to 35 ° C and continuous removal of trapped suspended particles.
Для регенерации абсорбента используются подобранные и селекционированные штаммы микроорганизмов-деструкторов, иммобилизованных на синтетических нитях, которые биохимически окисляют широкую гамму вредных органических веществ и ПАВ в водном растворе. Среди наиболее предпочтительных для использования в заявляемом способе можно назвать штаммы типа Кйобососсик, ВасШик, Ркеибошоиак.For the regeneration of the absorbent, selected and selected strains of microorganisms-destructors immobilized on synthetic threads that biochemically oxidize a wide range of harmful organic substances and surfactants in an aqueous solution are used. Among the most preferred for use in the claimed method can be called strains of the type Kyobosossik, VasShik, Rkeiboshoyak.
Поставленная задача решается также заявляемым устройством для очистки отходящих газов от органических соединений, содержащим скруббер, снабженный внутренними элементами для абсорбции вредных органических веществ, выполненными в виде по меньшей мере двух установленных друг над другом массообменных решеток с расположенными на них слоем полимерной шаровой насадки и форсунками подачи жидкого абсорбента, штуцерами подвода отходящих и отвода очищенных газов, связанными, соответственно, с входом и выходом скруббера, и штуцерами подвода и отвода абсорбента, аэробный биореактор с системой взаимосвязанных емкостей биохимической регенерации абсорбента с бионасадками и систему насосов и трубопроводов, связывающих систему емкостей со скруббером через штуцеры подвода и отвода регенерируемого абсорбента с образованием замкнутого контура. Задача решается за счет того, что устройство дополнительно содержит распределитель-сепаратор, вертикальный соединительный трубопровод, по меньшей мере одну дополнительную распылительную форсунку, установленную в зоне штуцера подвода отходящего газа, центральный блок управления и связанные с ним с возможностью автоматического контроля и управления устройством в целом датчик расхода и датчик температуры отходящих газов, прибор контроля содержания примесей и побудитель расхода очищенных газов, датчик уровня, датчик температуры и датчик рН жидкого абсорбента, при этом распределительсепаратор размещен под скруббером, герметично связан с ним и разделен на входную и выходную камеры перегородкой, установленной в зоне под входом скруббера и наклоненной по направлению от штуцера подвода отходящего газа, причем входная камера распределителя-сепаратора связана с входом скруббера непосредственно, а выходная камера распределителя-сепаратора связана с выходом скруббера посредством вертикального соединительного трубопровода, содержащего концевой участок, который выходит в придонную зону выходной камеры распределителя-сепаратора и расположен параллельно перегородке распределителя-сепаратора, штуцер подвода отходящего газа расположен в зоне входной камеры распределителя-сепаратора, штуцер отвода очищенных газов расположен в верхней зоне выходной камеры распределителя-сепаратора, а штуцеры отвода абсорбента, содержащего уловленные взвешенные частицы и вредные органические вещества, размещены в донной зоне входной и выходной камер распределителя-сепаратора, датчик расхода и датчик температуры очищаемых газов установлены в подводящем трубопроводе, связанном со штуцером подвода отходящих газов, прибор контроля содержания примесей в очищенных газах и побудитель расхода очищенных газов установлены в отводящем трубопроводе, связанном со штуцером отвода очищенных газов, а датчик уровня, датчик температуры и датчик рН жидкого абсорбента установлены в системе емкостей биохимической регенерации абсорбента.The problem is also solved by the claimed device for purification of exhaust gases from organic compounds, containing a scrubber equipped with internal elements for the absorption of harmful organic substances, made in the form of at least two mass transfer gratings installed one above the other with a layer of polymer ball nozzle and feed nozzles located on them liquid absorbent, fittings for supplying exhaust and removal of purified gases associated, respectively, with the inlet and outlet of the scrubber, and fittings for supplying and twater absorbent aerobic bioreactor system biochemical absorbent regeneration interconnected containers bionasadkami and system of pumps and pipelines connecting the tanks to the scrubber system through the supply and discharge fittings regenerable absorbent to form a closed loop. The problem is solved due to the fact that the device further comprises a distributor-separator, a vertical connecting pipe, at least one additional spray nozzle installed in the area of the exhaust gas supply fitting, a central control unit and associated with it with the ability to automatically control and control the device as a whole flow sensor and exhaust gas temperature sensor, impurity control device and purifier gas flow inducer, level sensor, temperature and sensor to the pH of the liquid absorbent, while the distributor separator is placed under the scrubber, hermetically connected to it and divided into the input and output chambers by a partition installed in the area under the scrubber inlet and inclined in the direction from the outlet of the exhaust gas supply, and the input chamber of the distributor-separator is connected to the input the scrubber directly, and the output chamber of the distributor-separator is connected to the output of the scrubber by means of a vertical connecting pipe containing an end section that extends into the bottom zone of the outlet chamber of the distributor-separator and is located parallel to the partition wall of the distributor-separator, the outlet for supplying exhaust gas is located in the area of the inlet chamber of the distributor-separator, the outlet for cleaning the cleaned gases is located in the upper zone of the outlet chamber of the distributor-separator, and the fittings for removing absorbent containing suspended particles and harmful organic substances are located in the bottom zone of the inlet and outlet chambers of the distributor-separator, we clean the flow sensor and the temperature sensor gases are installed in the inlet pipe connected to the exhaust gas supply fitting, an instrument for monitoring the content of impurities in the purified gases and a purifier for the consumption of purified gases are installed in the exhaust pipe connected to the exhaust gas fitting, and a level sensor, a temperature sensor and a pH sensor of liquid absorbent are installed in the system of capacities of biochemical absorbent regeneration.
В предпочтительных формах реализации устройства система емкостей биохимической регенерации снабжена эрлифт-насосом, устройством отвода шлама и шламоуловителем и по меньшей мере одним теплообменным элементом. При этом предпочтительными являются также те формы реализации, в которых каждая емкость биохимической регенерации абсорбента снабжена среднепузырчатым аэратором и насадочными элементами.In preferred embodiments of the device, the biochemical regeneration tank system is equipped with an airlift pump, a sludge removal device and a sludge trap, and at least one heat exchange element. Moreover, those implementation forms are also preferred in which each capacity of biochemical regeneration of the absorbent is equipped with a medium bubble aerator and nozzle elements.
В качестве бионасадки предпочтительно используется синтетическая нить.A synthetic thread is preferably used as the bio-nozzle.
В заявляемом способе эффективность очистки отходящих газов значительно повышается также за счет того, что сепарацию отходящего газа от капельной жидкости и влаги производят путем многократного изменения направления и скорости газового потока в распределителе-сепараторе скруббера и путем взаимодействия газового потока на третьем (заключительном) этапе очистки с поверхностью жидкости (собранного жидкого абсорбента), которая является отделителем влаги из воздуха (т.н. «болото»).In the inventive method, the efficiency of cleaning the exhaust gas is also significantly increased due to the fact that the separation of the exhaust gas from the droplet liquid and moisture is produced by repeatedly changing the direction and speed of the gas stream in the scrubber distributor-separator and by interacting the gas stream in the third (final) stage of cleaning with the surface of the liquid (collected liquid absorbent), which is a separator of moisture from the air (the so-called "swamp").
Время пребывания капель жидкости в реакционной зоне можно увеличить путем установки форсунок для распыления жидкого абсорбента над массообменными решетками скруббера факелом вверх, чтоThe residence time of liquid droplets in the reaction zone can be increased by installing nozzles for spraying the liquid absorbent over the scrubber mass transfer gratings with the torch up, which
- 3 010270 также способствует повышению интенсивности процесса очистки.- 3 010270 also helps to increase the intensity of the cleaning process.
Заявленные способ и устройство будут более подробно рассмотрены на одном из возможных предпочтительных, но не ограничивающих примеров реализации, со ссылками на позиции фиг. 1 чертежей, на которой схематично изображено устройство для реализации предложенного способа очистки отходящих газов от органических соединений.The claimed method and device will be discussed in more detail in one of the possible preferred, but not limiting examples of implementation, with reference to the positions of FIG. 1 of the drawings, which schematically shows a device for implementing the proposed method of purification of exhaust gases from organic compounds.
Устройство очистки отходящих газов включает скруббер 1 со штуцерами 2 и 3 подвода и отвода газа, подводящим 4 и отводящим 5 трубопроводами, переходником (вертикальным соединительным трубопроводом) 6, внутренними элементами для абсорбции вредных органических веществ, выполненными в виде массообменных решеток 7 с расположенными на них слоем полимерной шаровой насадки 8 и форсунками 9, распределитель-сепаратор 10, систему емкостей 11 биохимической регенерации абсорбента, соединенных насосом 12 и трубопроводами 13 и 14 со штуцерами 15 и 16 подвода и отвода регенерируемого абсорбента с образованием замкнутого контура последнего и байпасной линией 17.The exhaust gas purification device includes a scrubber 1 with gas supply and exhaust fittings 2 and 3, supply 4 and 5 discharge pipes, an adapter (vertical connecting pipe) 6, internal elements for absorbing harmful organic substances, made in the form of mass transfer gratings 7 with located on them a layer of a polymer ball nozzle 8 and nozzles 9, a distributor-separator 10, a system of tanks 11 for biochemical regeneration of absorbent material, connected by a pump 12 and pipelines 13 and 14 with supply fittings 15 and 16 and from water regenerated absorbent with the formation of a closed loop of the latter and the bypass line 17.
В подводящем трубопроводе 4 скруббера установлены датчики 18 и 19 расхода и температуры очищаемых газов, а в отводящем трубопроводе 5 - прибор 20 контроля содержания примесей в очищенных газах и побудитель расхода отводимых газов, выполненный, например, в виде вентилятора 21.In the inlet pipe 4 of the scrubber, sensors 18 and 19 for the flow rate and temperature of the cleaned gases are installed, and in the outlet pipe 5 there is a device 20 for monitoring the content of impurities in the cleaned gases and a flow meter of exhaust gases, made, for example, in the form of a fan 21.
Емкости 11 снабжены рамками 22 с бионасадкой из синтетических нитей с иммобилизованными на них смешанными микроорганизмами-деструкторами, аэраторами 23, эрлифт-насосом 24 и устройством (склизом) 25 отвода шлама и взвешенных веществ, шламоуловителем (накопителем) 26, дозаторами абсорбционных 27 и биогенных 28 добавок, датчиками 29, 30, 31 уровня, температуры, рН и размещенным в нем теплообменником 32, подключенным к магистралям горячей и холодной воды (на чертеже не изображены), штуцерами 33 и 34 подачи и отвода регенерируемого абсорбционного раствора, подключенными к трубопроводам 13, 14 замкнутого циркуляционного контура, штуцером 35 для подачи технологической воды.Tanks 11 are equipped with frames 22 with a bio-nozzle made of synthetic filaments with mixed microorganisms-destructors immobilized on them, aerators 23, airlift pump 24 and a device (slime) 25 for discharging sludge and suspended solids, a sludge trap (accumulator) 26, absorption batchers 27 and biogenic 28 additives, sensors 29, 30, 31 of the level, temperature, pH and heat exchanger 32 placed therein, connected to hot and cold water lines (not shown in the drawing), fittings 33 and 34 for supplying and discharging the regenerated absorption solution, Prisoners to conduits 13, 14 a circulation path connecting pipe 35 for feeding process water.
Датчики устройства подключены к центральному блоку управления (на чертеже не изображен) и обеспечивают мониторинг процессов очистки и регенерации, автоматический контроль и управление. Прибор 20 контроля содержания примесей в очищенных газах может быть выполнен, например, в виде хроматографа, или полупроводникового газового датчика, или любого другого известного специалистам и подходящего для конкретной формы реализации устройства в целом.The sensors of the device are connected to the central control unit (not shown in the drawing) and provide monitoring of cleaning and regeneration processes, automatic control and management. The device 20 for monitoring the content of impurities in the purified gases can be made, for example, in the form of a chromatograph, or a semiconductor gas sensor, or any other known to specialists and suitable for a particular form of implementation of the device as a whole.
На входе в сепаратор-распределитель 10 в зоне подводящего трубопровода установлена дополнительная форсунка 36, связанная с трубопроводом 13 подвода регенерированного жидкого абсорбента. Распределитель-сепаратор 10 разделен на входную 37 и выходную 38 камеры перегородкой 39, которая установлена в зоне под входом 40 скруббера 1 наклонно по направлению к штуцеру 2 подвода отходящего газа. В выходной камере 38 параллельно перегородке 39 размещен концевой участок 41 вертикального соединительного трубопровода 6. Концевой участок 41 выходит в придонную область выходной камеры 38 в непосредственной близости от поверхности 42 собираемого жидкого абсорбента.At the inlet to the separator-distributor 10 in the area of the supply pipe has an additional nozzle 36 connected to the pipe 13 for supplying the regenerated liquid absorbent. The distributor-separator 10 is divided into the inlet 37 and the outlet 38 of the chamber by a partition 39, which is installed in the area under the inlet 40 of the scrubber 1 obliquely towards the exhaust gas supply fitting 2. In the outlet chamber 38, an end portion 41 of the vertical connecting pipe 6 is arranged parallel to the partition 39. The end portion 41 extends into the bottom region of the outlet chamber 38 in close proximity to the surface 42 of the collected liquid absorbent.
Буквами на схеме устройства обозначены: ж - жидкость (жидкий абсорбент), г - газ, ч - улавливаемые частицы.The letters on the device diagram indicate: g - liquid (liquid absorbent), g - gas, h - trapped particles.
Заявляемый способ с использованием заявляемого устройства осуществляется следующим образом.The inventive method using the inventive device is as follows.
В биореактор 11 через штуцер 35 подают технологическую воду, а через дозаторы 27 и 28 предварительно приготовленные растворы абсорбционных и биогенных добавок. Абсорбционные добавки предназначены для перевода труднорастворимых вредных органических веществ в раствор при водной абсорбции загрязненных газов, а биогенные добавки - для культивирования и поддержания жизнедеятельности микроорганизмов, предназначенных для очистки абсорбционного раствора от уловленных вредных веществ. После заполнения емкостей 11 технологической водой до уровня, контролируемого датчиками 29, подачу воды и добавок прекращают и производят подачу сжатого воздуха в аэраторы 23 до заданного значения растворенного кислорода. Пропуская через теплообменник 32 воду, нагревают или охлаждают раствор в емкостях биохимической регенерации абсорбента 11 до требуемой температуры. Ее контролируют при помощи датчика 30. Содержание ионов водорода (водородного показателя) рН контролируют датчиком 31 и, при необходимости, производят корректировку известными способами. Засевают раствор микроорганизмами, которые иммобилизуются (закрепляются) на бионасадке из синтетических нитей, зафиксированной на рамках 22. Микроорганизмы будут использованы для биохимической регенерации абсорбционного раствора. После наращивания достаточного количества микроорганизмов в результате использования биогенных добавок устройство готово к процессу очистки.Process water is supplied into the bioreactor 11 through the nozzle 35, and through the dispensers 27 and 28, pre-prepared solutions of absorption and biogenic additives. Absorption additives are intended for the transfer of insoluble harmful organic substances into a solution during water absorption of contaminated gases, and biogenic additives are used for the cultivation and maintenance of the vital functions of microorganisms designed to clean the absorption solution from trapped harmful substances. After filling the tanks 11 with process water to the level controlled by the sensors 29, the water and additives are stopped and compressed air is supplied to the aerators 23 to a predetermined value of dissolved oxygen. Passing water through the heat exchanger 32, heat or cool the solution in the biochemical regeneration tanks of the absorbent 11 to the desired temperature. It is monitored using a sensor 30. The content of hydrogen ions (pH) pH is monitored by a sensor 31 and, if necessary, make adjustments by known methods. The solution is inoculated with microorganisms that are immobilized (fixed) on a bio-nozzle made of synthetic fibers, fixed on frame 22. Microorganisms will be used for biochemical regeneration of the absorption solution. After building up a sufficient number of microorganisms as a result of using biogenic additives, the device is ready for the cleaning process.
Загрязненный воздух из технологических установок (отходящий газ) по подводящему трубопроводу 4 через штуцер 2 поступает в распределитель-сепаратор 10, где на входе в распределитель-сепаратор 10 во входной камере 37 отходящий газ предварительно увлажняют путем распыления абсорбционного раствора через форсунку 36, связанную с трубопроводом 13 подачи жидкого регенерированного абсорбента. Контроль расхода и температуры очищаемых газов осуществляется посредством датчиков 18 и 19, соответственно. Далее в распределителе-сепараторе 10 происходит предварительное отделение потока газа от влаги, смолистых веществ, взвешенных частиц и т. п. (первый этап очистки), как вследствие естественных физических процессов (в частности, действия силы тяжести, контакт с наклонной перегородкой 39 и т.п.), так и в результате контакта восходящего потока увлаженного отходящего газа с вытекаюThe polluted air from the process plants (exhaust gas) through the inlet pipe 4 through the nozzle 2 enters the distributor-separator 10, where at the inlet to the distributor-separator 10 in the inlet chamber 37, the exhaust gas is pre-moistened by spraying the absorption solution through a nozzle 36 connected to the pipeline 13 filing a liquid regenerated absorbent. The flow rate and temperature of the purified gases are controlled by sensors 18 and 19, respectively. Next, in the distributor-separator 10, the gas stream is preliminarily separated from moisture, tar, suspended particles, etc. (the first stage of cleaning), as a result of natural physical processes (in particular, the action of gravity, contact with the inclined partition 39 and t .p.), and as a result of contact of the ascending stream of the moistened exhaust gas with the resulting
- 4 010270 щим из скруббера жидким абсорбентом, прошедшим через систему массообменных решеток 7 и содержащим удаленные из предыдущего потока отходящих газов вредные органические вещества. Далее очищаемый отходящий газ поступает в восходящем потоке в скруббер 1, где протекает второй (основной) этап очистки. Очищаемые газы проходят через внутренние элементы скруббера 1, орошаемые жидким абсорбентом (абсорбционным раствором), подаваемым из секции биореактора 11 через штуцер 34 насосом 12. Абсорбент по трубопроводу 13 поступает через штуцеры 15 на форсунки 9 и разбрызгивается ими на слой шаровой насадки 8, поддерживаемый массообменными решетками 7. Форсунки 9 в зависимости от конкретной формы реализации могут быть установлены факелом вниз или вверх. В результате высокой турбулизации и связанного с этим интенсивного массообмена между жидкой и газовой фазами, происходящего в «псевдоожиженном» (кипящем) слое подвижной шаровой насадки 8, органические вещества, в основной своей массе, из очищаемого газа переходят в абсорбционный раствор. Абсорбционные добавки способствуют повышению перехода (массообмену) труднорастворимых газообразных органических веществ в абсорбционный раствор. Далее очищаемый газ вместе с выносимой сепарационной жидкостью из скруббера 1 в нисходящем потоке через вертикальный дополнительный трубопровод 6 поступает в выходную камеру 38 распределителя-сепаратора 10 (на третий этап очистки), изменяя при этом направление своего движения на противоположное. При этом за счет вывода концевого участка 41 вертикального соединительного трубопровода 6 в придонную зону выходной камеры 38 и за счет расположения штуцера 3 отвода очищенных газов в верхней зоне выходной камеры 38, после выхода очищаемого газа в выходную камеру 38 еще раз резко изменяется направление его движения практически на противоположное. За счет этого очищаемый газ освобождается от жидкости (абсорбционного раствора). Кроме того, прохождение потока очищаемого газа в непосредственной близости от поверхности 42 собираемого жидкого абсорбента значительно повышает отделение частиц жидкости от газового потока. Очищенный описанным выше образом отходящий газ (воздух) через штуцер 3 по отводящему трубопроводу 5 посредством побудителя расхода газа - в данной форме реализации, вентилятора 21 - выбрасывается в атмосферу. Прибор 20 при этом контролирует содержание вредных примесей в отводимых газах. При неполном удалении очищаемых примесей известными средствами (уменьшение расхода очищаемого газа, увеличение объема подачи абсорбционного раствора, оптимизация температуры в секциях биореактора 11 и т.д.) проводят регулировку процесса очистки.- 4010270 liquid absorbent from the scrubber passing through the system of mass transfer gratings 7 and containing harmful organic substances removed from the previous exhaust gas stream. Next, the cleaned exhaust gas enters the scrubber 1 in an upward flow, where the second (main) stage of purification proceeds. The gases to be cleaned pass through the internal elements of the scrubber 1, irrigated with a liquid absorbent (absorption solution) supplied from the bioreactor section 11 through the nozzle 34 by the pump 12. The absorbent passes through the nozzles 15 through the nozzles 15 to the nozzles 9 and is sprayed onto the layer of the ball nozzle 8 supported by mass transfer grilles 7. Nozzles 9, depending on the particular form of implementation, can be installed with a torch up or down. As a result of high turbulization and the associated intensive mass transfer between the liquid and gas phases occurring in the "fluidized" (boiling) layer of the movable ball nozzle 8, organic substances, in their bulk, pass from the gas to be cleaned into the absorption solution. Absorption additives help to increase the transition (mass transfer) of sparingly soluble gaseous organic substances into the absorption solution. Next, the gas to be cleaned, together with the removal of the separation liquid from the scrubber 1 in a downward flow through a vertical additional pipe 6, enters the outlet chamber 38 of the distributor-separator 10 (to the third stage of purification), changing the direction of its movement to the opposite. Moreover, due to the output of the end portion 41 of the vertical connecting pipe 6 to the bottom zone of the outlet chamber 38 and due to the location of the outlet 3 of the cleaned gases in the upper zone of the outlet chamber 38, after the outlet of the gas to be cleaned into the outlet chamber 38, its direction of movement changes sharply again to the opposite. Due to this, the gas to be purified is freed from the liquid (absorption solution). In addition, the passage of the stream of cleaned gas in the immediate vicinity of the surface 42 of the collected liquid absorbent significantly increases the separation of liquid particles from the gas stream. The exhaust gas (air) purified in the manner described above, through the nozzle 3 through the exhaust pipe 5 by means of a gas flow inducer, in this embodiment, a fan 21, is emitted into the atmosphere. The device 20 controls the content of harmful impurities in the exhaust gases. In case of incomplete removal of the purified impurities by known means (reducing the consumption of the gas being purified, increasing the supply volume of the absorption solution, optimizing the temperature in the sections of the bioreactor 11, etc.), the cleaning process is adjusted.
При необходимости параметры процесса (температуру, скорость и т.п.) изменяют посредством, например, вентилятора 21 и/или другими известными средствами. Подача жидкого абсорбента регулируется байпасной линией 17.If necessary, the process parameters (temperature, speed, etc.) are changed by, for example, fan 21 and / or other known means. The supply of liquid absorbent is regulated by bypass line 17.
Жидкий абсорбент, содержащий вредные органические вещества, удаленные из очищаемого газа на всех трех этапах очистки, скапливается в придонной зоне входной 37 и выходной 38 камер распределителя-сепаратора 10, откуда по трубопроводам 14, подключенным к штуцерам 16 и 33 отвода и подачи абсорбционного раствора, он самотеком поступает в проточные секции 11. В результате одновременно протекающих процессов физико-химической сорбции, химических и биохимических превращений, происходит процесс очистки абсорбционного раствора. Штамм микроорганизмов (ККобососсик, ВасШик, Ркеиботопак), иммобилизованный на рамках 22 с бионасадкой, окисляет органические вещества до СО2 и Н2О. Пройдя вдоль секций 11, очищаемый абсорбент по замкнутому контуру 13 подается в скруббер 1 на орошение насадки 8. Осевшие взвешенные вещества, поступающие вместе с абсорбционным раствором, выводятся из секции 11 в шламоуловитель (накопитель) 26 эрлифт-насосом 24, а плавающие - по устройству 25 отвода шлама (склизу) самотеком поступают в накопительную емкость (на чертеже не изображена).A liquid absorbent containing harmful organic substances removed from the gas to be cleaned at all three stages of purification is accumulated in the bottom zone of the inlet 37 and outlet 38 of the distributor-separator 10 chambers, wherefrom, through pipelines 14 connected to the nozzles 16 and 33 of the removal and supply of the absorption solution, it flows by gravity into the flow sections 11. As a result of simultaneously occurring processes of physical and chemical sorption, chemical and biochemical transformations, the process of cleaning the absorption solution occurs. The microorganism strain (KKobosossik, VasShik, Rkeibotopack), immobilized in the framework of 22 with a bio-nozzle, oxidizes organic matter to CO 2 and Н 2 O. Passing along sections 11, the absorbent to be cleaned in a closed circuit 13 is fed to scrubber 1 for irrigation of nozzle 8. Settled suspended the substances entering together with the absorption solution are discharged from section 11 to the sludge trap (accumulator) 26 by the air-lift pump 24, and the floating ones — by gravity drain device 25 (slip) by gravity — enter the accumulation tank (not shown in the drawing).
Виды используемых микроорганизмов, состав абсорбента и режимы обработки зависят от вида очищаемых газов, типа удаляемых примесей и степени загрязнения.The types of microorganisms used, the composition of the absorbent and the treatment regimes depend on the type of gas being cleaned, the type of impurities removed and the degree of contamination.
Использование способа и установки позволяет практически полностью удалять различные примеси из отходящих газов различных производств.Using the method and installation allows you to almost completely remove various impurities from the exhaust gases of various industries.
Способ и устройство для его осуществления иллюстрируются следующими примерами (для упрощения без ссылки на позиции чертежа).The method and apparatus for its implementation are illustrated by the following examples (to simplify without reference to the position of the drawing).
Пример 1.Example 1
Процесс очистки воздуха от паров ацетона, этилацетата, этанола, бутанола, бутилацетата, ксилола, толуола с содержанием их 0,050; 0,040; 0,080; 0,020; 0,260 г/нм3 соответственно, ведут в двухступенчатой абсорбционной колонне по следующей схеме.The process of purifying air from vapors of acetone, ethyl acetate, ethanol, butanol, butyl acetate, xylene, toluene with a content of 0.050; 0.040; 0.080; 0.020; 0.260 g / nm 3, respectively, are in a two-stage absorption column according to the following scheme.
Паровоздушная смесь (ПВС) в количестве 9000 нм3/ч с температурой 18°С, направляется (с предварительным увлажнением) через входную камеру распределителя-сепаратора в нижнюю часть скруббера за счет тяги высоконапорного вентилятора, установленного на выходе сборника-сепаратора. Скруббер представляет собой аппарат прямоугольный в плане с размерами 0,5х2,0 м, по высоте которого расположены две массообменные решетки со слоем шаровой насадки. Решетки имеют круглые отверстия 015 мм, количество отверстий подобрано таким образом, чтобы свободное сечение решетки составляло 50%. Шаровая насадка из полимерного материала имеет диаметр 35-40 мм, удельный вес - 350 кг/м3, высота слоя насадки - 0,20 м. На каждую решетку подается абсорбент в количестве 1,1 м3/ч, т.е. суммарно 2,2The steam-air mixture (PVA) in the amount of 9000 nm 3 / h with a temperature of 18 ° C is directed (with preliminary wetting) through the inlet chamber of the distributor-separator to the lower part of the scrubber due to the draft of a high-pressure fan installed at the outlet of the collector-separator. The scrubber is a rectangular apparatus with dimensions of 0.5x2.0 m, the height of which are two mass transfer gratings with a layer of ball nozzle. The grilles have round holes of 015 mm, the number of holes is selected so that the free cross-section of the grill is 50%. The ball nozzle made of polymeric material has a diameter of 35-40 mm, specific gravity is 350 kg / m 3 , the height of the nozzle layer is 0.20 m. Absorbent in the amount of 1.1 m 3 / h is supplied to each grate, i.e. total 2.2
- 5 010270 м3/ч. Состав абсорбента - вода с примесями вышеуказанных растворителей с суммарной концентрацией 2,3 г/л, поверхностно-активные вещества (ПАВ) неионогенного и анионактивного типов в виде жидкого синтетического моющего средства с концентрацией 0,6 г/л, соли диаммонийфосфата | (ΝΗ4)2ΗΡΟ4| с концентрацией 0,09 г/л. Температура абсорбента 10°С, постоянно поддерживаемая с помощью теплообменника. Абсорбент на каждой ступени абсорбции подают насосом на форсунки, установленные факелом вверх. Отработанный абсорбент из сборника-сепаратора самотеком поступает на регенерацию в биореактор.- 5 010270 m 3 / h. The composition of the absorbent is water with impurities of the above solvents with a total concentration of 2.3 g / l, surfactants of non-ionic and anionic types in the form of a synthetic liquid detergent with a concentration of 0.6 g / l, diammonium phosphate salt | (ΝΗ 4 ) 2 ΗΡΟ 4 | with a concentration of 0.09 g / l. The temperature of the absorbent is 10 ° C, constantly maintained by means of a heat exchanger. The absorbent at each stage of absorption is pumped to the nozzles installed with the torch up. Spent absorbent from the collector-separator by gravity enters the regeneration in the bioreactor.
Биореактор в виде проточного аэротенка представляет собой аппарат прямоугольного сечения объемом 8 м3, разделенный технологическими перегородками на 4 секции. В каждой секции находится аэратор барботажного типа и рамки с бионасадкой (полиэфирная текстурированная нить), на которой находится иммобилизованный штамм микроорганизмов РНобососсиз и ВасШиз. Микроорганизмы специально подобраны и селекционированы для биохимического окисления набора вышеуказанных растворителей и адаптированы к реальному абсорбенту, ПАВ и солям.A bioreactor in the form of a flowing aeration tank is an apparatus of rectangular cross section with a volume of 8 m 3 , divided by technological partitions into 4 sections. In each section there is a bubbler type aerator and a frame with a bio-nozzle (polyester textured thread), on which is an immobilized strain of microorganisms RNobosossiz and VasShiz. Microorganisms are specially selected and selected for biochemical oxidation of a set of the above solvents and are adapted to real absorbent, surfactants and salts.
Регенерация абсорбента происходит в аэробных условиях, расход воздуха на аэрацию составляет 4,5-5,0 нм3/ч на 1 м3 объема аэротенка, при этом производится постоянное удаление взвешенных частиц, песка и пыли с помощью эрлифт-насоса и устройства отвода шлама из аэротенка. В результате регенерации органические вещества (растворители) окисляются до диоксида углерода (СО2) и воды (Н2О). Регенерация абсорбента проводится до остаточного содержания растворителей не более 2,5 г/л. Регенерированный абсорбент поступает в накопительную емкость, состав корректируется, при необходимости, по содержанию ПАВ и биогенных добавок и насосом подается на форсунки для орошения шаровой насадки с целью дальнейшей очистки ПВС от паров растворителей. Контроль расхода, температуры, содержания примесей в отходящих газах, а также контроль температуры и рН абсорбента постоянно осуществляется при помощи датчиков и приборов.The regeneration of the absorbent occurs under aerobic conditions, the air consumption for aeration is 4.5-5.0 nm 3 / h per 1 m 3 the volume of the aeration tank, while suspended particles, sand and dust are constantly removed using an airlift pump and a sludge removal device from aeration tank. As a result of regeneration, organic substances (solvents) are oxidized to carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O). The regeneration of the absorbent is carried out to a residual solvent content of not more than 2.5 g / l. The regenerated absorbent enters the storage tank, the composition is adjusted, if necessary, according to the content of surfactants and biogenic additives and is pumped to nozzles for irrigation of the ball nozzle in order to further clean the PVA from solvent vapor. The control of flow, temperature, and the content of impurities in the exhaust gases, as well as the temperature and pH control of the absorbent, are constantly carried out using sensors and devices.
Степень очистки ПВС от паров ацетона - 80%, этилацетата - 82%, этанола - 92%, бутанола - 99%, бутилацетата - 75%, ксилола - 94%, толуола - 75%.The degree of purification of PVA from acetone vapor is 80%, ethyl acetate is 82%, ethanol is 92%, butanol is 99%, butyl acetate is 75%, xylene is 94%, and toluene is 75%.
Пример 2.Example 2
Способ осуществляют по примеру 1 с той разницей, что очистку ПВС от паров растворителей ведут в трехступенчатом скруббере круглого сечения. Диаметр скруббера 1,4 м, высота слоя шаровой насадки 0,15 м. Объем ПВС, поступающей на очистку, - 20800 нм3/ч, температура ПВС -18°С. ПВС содержит пары бутилацетата, ацетона, этанола, бутанола, ксилола, толуола, этилцеллозольва с содержанием их 0,600; 0,025; 0,030; 0,040; 0,030; 0,075; 0,072 г/нм3 соответственно. Состав абсорбента - вода с примесями вышеуказанных растворителей с суммарной концентрацией 1,5 г/л, поверхностно-активные вещества (ПАВ) неионогенного и анионактивного типов в виде жидкого синтетического моющего средства с концентрацией 0,45 г/л, соли диаммонийфосфата [(ΝΗ4)2ΗΡΟ4] с концентрацией 0,075 г/л. Температура абсорбента 18°С, постоянно поддерживаемая с помощью теплообменника. На каждую решетку подается абсорбент в количестве 1,7 м3/ч, т.е. суммарно 5,1 м3/ч.The method is carried out as in example 1 with the difference that the purification of PVA from solvent vapors is carried out in a three-stage circular cross-section scrubber. The diameter of the scrubber is 1.4 m, the height of the layer of the ball nozzle is 0.15 m. The volume of PVA supplied for cleaning is 20800 nm 3 / h, the temperature of the PVA is -18 ° С. PVA contains a pair of butyl acetate, acetone, ethanol, butanol, xylene, toluene, ethyl cellosolve with a content of 0.600; 0.025; 0.030; 0.040; 0.030; 0.075; 0.072 g / nm 3, respectively. The composition of the absorbent is water with impurities of the above solvents with a total concentration of 1.5 g / l, surfactants of non-ionic and anionic types in the form of liquid synthetic detergent with a concentration of 0.45 g / l, diammonium phosphate salt [(ΝΗ 4 ) 2 ΗΡΟ 4 ] with a concentration of 0.075 g / l. The temperature of the absorbent is 18 ° C, constantly maintained by means of a heat exchanger. Absorbent in the amount of 1.7 m 3 / h, i.e. a total of 5.1 m 3 / h.
Биореактор в виде проточного аэротенка представляет собой аппарат прямоугольного сечения, объемом 20 м3, разделенный технологическими перегородками на 8 секций.The bioreactor in the form of a flowing aeration tank is a rectangular section apparatus with a volume of 20 m 3 , divided by technological partitions into 8 sections.
Степень очистки ПВС от паров бутилацетата - 93%, ацетона - 99%, этанола - 95%, бутанола - 99%, ксилола - 97%, толуола - 79%, этилцеллозольва - 99%.The degree of purification of PVA from butyl acetate vapor is 93%, acetone is 99%, ethanol is 95%, butanol is 99%, xylene is 97%, toluene is 79%, ethyl cellosolve is 99%.
Пример 3.Example 3
Способ осуществляют по примеру 1 с той разницей, что очистку ПВС от паров растворителей ведут в одноступенчатом скруббере круглого сечения. Диаметр скруббера 0,2 м, высота слоя шаровой насадки - 0,25 м. Объем ПВС, поступающей на очистку, - 400 нм3/ч, температура ПВС - 18°С. ПВС содержит пары толуола, ксилола, этанола, бутанола, этилацетата, бутилацетата, уайт-спирита, скипидара, этилцеллозольва, стирола, ацетона с содержанием их 0,120; 0,080; 1,120; 0,050; 0,250; 0,450; 0,450; 0,320; 0,050; 0,020; 0,600 г/нм3 соответственно. Состав абсорбента - вода с примесями вышеуказанных растворителей с суммарной концентрацией 2,5 г/л, поверхностно-активные вещества (ПАВ) неионогенного и анионактивного типов в виде жидкого синтетического моющего средства с концентрацией 0,5 г/л, соли диаммонийфосфата [(ΝΗ4)2ΗΡΟ4] с концентрацией 0,05 г/л. Температура абсорбента 22°С, постоянно поддерживаемая с помощью теплообменника. На массообменную ступень подается абсорбент в количестве 0,14 м3/ч.The method is carried out as in example 1 with the difference that the purification of the PVA from solvent vapors is carried out in a single-stage circular cross-section scrubber. The diameter of the scrubber is 0.2 m, the height of the ball nozzle layer is 0.25 m. The volume of PVA supplied for cleaning is 400 nm 3 / h, the temperature of the PVA is 18 ° C. PVA contains a pair of toluene, xylene, ethanol, butanol, ethyl acetate, butyl acetate, white spirit, turpentine, ethyl cellosolve, styrene, acetone with a content of 0.120; 0.080; 1,120; 0.050; 0.250; 0.450; 0.450; 0.320; 0.050; 0.020; 0.600 g / nm 3, respectively. The composition of the absorbent is water with impurities of the above solvents with a total concentration of 2.5 g / l, surfactants of nonionic and anionic types in the form of a synthetic liquid detergent with a concentration of 0.5 g / l, diammonium phosphate salt [(ΝΗ 4 ) 2 ΗΡΟ 4 ] with a concentration of 0.05 g / l. The temperature of the absorbent is 22 ° C, constantly maintained by means of a heat exchanger. Absorbent is fed to the mass transfer stage in an amount of 0.14 m 3 / h.
Биореактор в виде проточного аэротенка представляет собой односекционный аппарат прямоугольного сечения объемом 0,42 м3.The bioreactor in the form of a flowing aeration tank is a single-section apparatus of rectangular section with a volume of 0.42 m 3 .
Степень очистки ПВС от паров толуола - 63%, ксилола - 89%, этанола - 90%, бутанола - 88%, этилацетата 76%, бутилацетата - 68%, уайт-спирита - 87%, скипидара - 66%, этилцеллозольва - 92%, стирола - 61%, ацетона 93%.The degree of purification of PVA from toluene vapor - 63%, xylene - 89%, ethanol - 90%, butanol - 88%, ethyl acetate 76%, butyl acetate - 68%, white spirit - 87%, turpentine - 66%, ethyl cellosolve - 92% styrene - 61%; acetone 93%.
Пример 4.Example 4
Способ осуществляется в условиях, идентичных примеру 2, но при этом изменяют расход абсорбента на трех ступенях абсорбции. Результаты опытов приведены в табл. 1.The method is carried out under conditions identical to example 2, but at the same time the consumption of absorbent is changed at three stages of absorption. The results of the experiments are given in table. one.
Пример 5.Example 5
Способ осуществляется в условиях, идентичных примеру 3, но при этом изменяют температуру абсорбента. Результаты опытов приведены в табл. 2.The method is carried out under conditions identical to example 3, but the temperature of the absorbent is changed. The results of the experiments are given in table. 2.
- 6 010270- 6 010270
Как видно из представленных результатов, при проведении очистки газов от паров растворителей оптимальной является величина расхода абсорбента 5,1 м2 3 4 5/ч, что в перерасчете на 1000 м3/ч ПВС составит 0,24-0,25 м3/ч. Уменьшение или увеличение расхода абсорбента приводит к уменьшению степени очистки ПВС от паров растворителей (пример 4).As can be seen from the presented results, when conducting gas purification from solvent vapors, the absorbent flow rate of 5.1 m 2 3 4 5 / h is optimal, which in terms of 1000 m 3 / h of PVA will be 0.24-0.25 m 3 / hours Reducing or increasing the consumption of absorbent leads to a decrease in the degree of purification of PVA from solvent vapor (example 4).
Повышение температуры абсорбента в пределах от 10 до 30°С приводит к снижению степени очистки ПВС от паров растворителей. Максимальная степень очистки ПВС достигается при более низких температурах абсорбента.An increase in the temperature of the absorbent in the range from 10 to 30 ° C leads to a decrease in the degree of purification of PVA from solvent vapors. The maximum degree of purification of PVA is achieved at lower temperatures of the absorbent.
Таблица 1. Результаты очистки паровоздушной смеси от паров растворителей в зависимости от расхода абсорбентаTable 1. The results of cleaning the vapor-air mixture from solvent vapors depending on the consumption of absorbent
Таблица 2. Результаты очистки паровоздушной смеси от паров растворителей в зависимости от расхода абсорбентаTable 2. The results of cleaning the vapor-air mixture from solvent vapors depending on the consumption of absorbent
Литература.Literature.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200700375A EA010270B1 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Method of waste gas purification of organic compounds and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200700375A EA010270B1 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Method of waste gas purification of organic compounds and device therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200700375A1 EA200700375A1 (en) | 2008-06-30 |
| EA010270B1 true EA010270B1 (en) | 2008-08-29 |
Family
ID=40849050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200700375A EA010270B1 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Method of waste gas purification of organic compounds and device therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA010270B1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2647737C1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-03-19 | Общество с ограниченной ответственностью "ИТЦМ МЕТАЛЛУРГ" ООО "ИТЦМ МЕТАЛЛУРГ" | Device for waste gas purification |
| RU2657445C1 (en) * | 2017-01-24 | 2018-06-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "ЭкоПромСервис" ООО "НПК "ЭкоПромСервис" | Modular-complete absorption unit for the hydrocarbons light factions trapping |
| WO2020073110A1 (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | Юрий Петрович Шаповалов | System and method for purifying waste gases of organic compounds |
| RU2784052C1 (en) * | 2022-05-19 | 2022-11-23 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Method for purifying natural gas from impurities of carbon dioxide and methanol |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111883860B (en) * | 2020-06-08 | 2022-08-30 | 四川鑫奋科技有限公司 | Method for recovering appearance of waste lead-acid battery |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU655658A1 (en) * | 1977-04-14 | 1979-04-05 | Волгодонский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института поверхностно-активных веществ | Method of biological purification of waste water of synthetic fatty acid production |
| SU795448A3 (en) * | 1971-11-11 | 1981-01-07 | Мицубиси Дзукогио Кабусики Кайся (Фирма) | Method of outgoing gas purification from s02 |
| SU1094615A1 (en) * | 1982-05-07 | 1984-05-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии | Method of cleaning gases from nitrogen oxides |
| SU1101281A1 (en) * | 1979-06-06 | 1984-07-07 | Проектно-конструкторское бюро по проектированию оборудования для производства пластических масс и синтетических смол | Adsorber with floating packing |
| SU1498542A1 (en) * | 1987-09-23 | 1989-08-07 | Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева | Apparatus for biological cleaning of gases |
| US5141538A (en) * | 1991-09-23 | 1992-08-25 | Jim Derington | Scrubber for grease exhaust duct |
| SU1686799A1 (en) * | 1989-04-14 | 1997-06-27 | Казанский государственный университет им.В.И.Ульянова-Ленина | Method of preliminary treatment of sewage containing phenol and other aromatic hydrocarbons |
-
2006
- 2006-12-26 EA EA200700375A patent/EA010270B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU795448A3 (en) * | 1971-11-11 | 1981-01-07 | Мицубиси Дзукогио Кабусики Кайся (Фирма) | Method of outgoing gas purification from s02 |
| SU655658A1 (en) * | 1977-04-14 | 1979-04-05 | Волгодонский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института поверхностно-активных веществ | Method of biological purification of waste water of synthetic fatty acid production |
| SU1101281A1 (en) * | 1979-06-06 | 1984-07-07 | Проектно-конструкторское бюро по проектированию оборудования для производства пластических масс и синтетических смол | Adsorber with floating packing |
| SU1094615A1 (en) * | 1982-05-07 | 1984-05-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии | Method of cleaning gases from nitrogen oxides |
| SU1498542A1 (en) * | 1987-09-23 | 1989-08-07 | Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева | Apparatus for biological cleaning of gases |
| SU1686799A1 (en) * | 1989-04-14 | 1997-06-27 | Казанский государственный университет им.В.И.Ульянова-Ленина | Method of preliminary treatment of sewage containing phenol and other aromatic hydrocarbons |
| US5141538A (en) * | 1991-09-23 | 1992-08-25 | Jim Derington | Scrubber for grease exhaust duct |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657445C1 (en) * | 2017-01-24 | 2018-06-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "ЭкоПромСервис" ООО "НПК "ЭкоПромСервис" | Modular-complete absorption unit for the hydrocarbons light factions trapping |
| RU2647737C1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-03-19 | Общество с ограниченной ответственностью "ИТЦМ МЕТАЛЛУРГ" ООО "ИТЦМ МЕТАЛЛУРГ" | Device for waste gas purification |
| WO2020073110A1 (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | Юрий Петрович Шаповалов | System and method for purifying waste gases of organic compounds |
| RU2784052C1 (en) * | 2022-05-19 | 2022-11-23 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Method for purifying natural gas from impurities of carbon dioxide and methanol |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA200700375A1 (en) | 2008-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA036807B1 (en) | System and method for exhaust gas cleaning from organic compounds | |
| EP2062637B1 (en) | Device for scrubbing polluted gases and the method of scrubbing polluted gases combined with biological treatment in the closed cycle of scrubbing water | |
| CN103599695B (en) | A kind of integrated treating device of organic exhaust gas and method | |
| US20090090240A1 (en) | Biofiltration process and apparatus for odour or voc treatment | |
| WO2011079713A1 (en) | Biotrickling filter bed for exhaust gas treatment and treatment method using the same | |
| JP2515552B2 (en) | Exhaust air and wastewater biological purification apparatus and method | |
| CN107661684A (en) | Volatile organic waste gas handling process | |
| CN102921293B (en) | Method for processing foul gas through using biological combined technology | |
| CN109603466A (en) | Organic waste gas treatment system and organic waste gas treatment method | |
| EA010270B1 (en) | Method of waste gas purification of organic compounds and device therefor | |
| KR100686937B1 (en) | Bio deodorization apparatus with rotary high pressure water injection means | |
| RU2647737C1 (en) | Device for waste gas purification | |
| KR20060126021A (en) | The offensive odor removal system which uses the maturing dead tree bark | |
| JPH04227025A (en) | Biological refining method of waste air flow | |
| RU136432U1 (en) | INTEGRATED WASTE WATER TREATMENT FROM POLLUTION | |
| JP2009165992A (en) | Exhaust gas treatment apparatus | |
| CN203710909U (en) | Integrated treatment device of organic waste gas | |
| US5348654A (en) | Co-current packed tower bio-reactor | |
| KR101723863B1 (en) | High Efficiency Deodorizing Apparatus | |
| KR100802220B1 (en) | Treatment and apparatus for odor & volatile organic compounds using soil microorganism | |
| CN215311443U (en) | Novel multistage exhaust-gas treatment device | |
| KR101010655B1 (en) | Air cleaning system | |
| KR200336701Y1 (en) | Polluted river-water purification system using direct aeration | |
| KR101902411B1 (en) | Self-cleaning waste gas scrubber | |
| KR101559427B1 (en) | Apparatus for removing offensive smell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ KG |