PL174537B1

PL174537B1 - Sposób mokrego oczyszczania gazów i urządzenie do mokrego oczyszczania gazów

Info

Publication number: PL174537B1
Application number: PL93301595A
Authority: PL
Inventors: Arno Bartsch
Original assignee: Metallgesellschaft Ag
Priority date: 1992-12-23
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1998-08-31
Also published as: DE4243759C1; CA2104136A1; BG98240A; RU2121866C1; TW238255B; BR9304430A; PL301595A1; FI105781B; EP0603919B1; ATE160707T1; ZA939627B; JPH07171328A; EP0603919A1; FI935827L; FI935827A0; ES2111708T3; US5413626A; BG60707B1; DE59307784D1

Abstract

1. Sposób mokrego oczyszczania gazów, w którym w kanale plukania wstepnego w gaz zawie- rajacy zanieczyszczenia, wtryskuje sie ciecz plucza- ca, po czym gaz zawierajacy ciecz pluczaca, przychodzacy z kanalu plukania wstepnego, kieruje sie do poziomego kanalu przyspieszajacego, a w kanale przyspieszajacym gaz natryskuje sie ponow- nie ciecza pluczaca, przy czym mieszanine skladaja- ca sie z gazu i cieczy, z kanalu przyspieszajacego kieruje sie do oddzielacza odsrodkowego, z którego oczyszczony gaz odprowadza sie oddzielnie od cie- czy pluczacej zawierajacej zanieczyszczenia, a stru- mien gazu prowadzi sie z predkoscia przeplywu 1,5 do 8 razy wieksza na wyjsciu z kanalu przyspieszaja- cego w stosunku do predkosci na wejsciu do kanalu przyspieszajacego, znamienny tym, ze do kanalu przyspieszajacego (8) doprowadza sie w jednostce czasu mniejsza ilosc wtryskiwanej cieczy niz w ka- nale plukania wstepnego (2). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób mokrego oczyszczania gazów i urządzenie do mokrego oczyszczania gazów.

W sposobie mokrego oczyszczania gazów, w kanał prowadzący gaz wktryskiwana jest ciecz płucząca, przy czym powstającą mieszaninę gazu z cieczą przeprowadza się przez oddzielacz odśrodkowy, a oczyszczony gaz odprowadza się z tego oddzielacza osobno od cieczy płuczącej zawierającej zanieczyszczenia. Jednocześnie z oczyszczaniem mokrym gazy mogą być chłodzone i/lub poddane obróbce chemicznej.

Sposoby i urządzenie tego rodzaju są już znane z niemieckiego opisu patentowego nr 960 452 oraz z niemieckiego opisu wyłożeniowego nr 1 300 093 i ze zgłoszenia PCT WO 88/03050. W rozwiązaniach tych kanały, przez które czyszczony gaz płynie do oddzielacza odśrodkowego, zawierają dyszowe urządzenia wtryskowe dla wprowadzania cieczy płuczącej, jednak nie zwraca się tu uwagi na optymalny kształt pomiędzy gazem i cieczą.

Ponadto z polskiego opisu patentowego nr 107 437 oraz z amerykańskiego opisu patentowego US 3 912 469 znany jest sposób mokrego oczyszczania gazów, w którym gaz z zanieczyszczeniami natryskuje się cieczą w kanale płukania wstępnego, po czym

174 537 gaz natryskuje się ponownie cieczą w kanale przyspieszającym, a następnie mieszaninę gazu i cieczy z kanału przyspieszającego kieruje się do oddzielacza odśrodkowego. Także z polskiego opisu patentowego nr 107 437 i amerykańskiego opisu US 3 912 469 znane są urządzenia do mokrego oczyszczania gazów, których kanał prowadzący gaz składa się z kanału płukania wstępnego, z co najmniej jednym urządzeniem .natryskującym oraz z przylegającego do niego, poziomego kanału przyspieszającego, połączonego z oddzielaczem odśrodkowym, usytuowanym za kanałem przyspieszającym. Natomiast z amerykańskiego opisu patentowego US 4 120 670 znane są dysze, których powierzchnia przekroju poprzecznego na wejściu jest 2 do 12 razy większa niż na wyjściu.

Zadaniem wynalazku jest uzyskanie ulepszonego rozwiązania w stosunku do znanych ze stanu techniki i opracowanie sposobu oczyszczania gazu przy mniejszych kosztach. Jednocześnie dąży się do zapobieżenia zanieczyszczeniu urządzenia oczyszczającego, tak aby zawierająca zanieczyszczenia ciecz płucząca odprowadzana była z urządzenia możliwie krótką drogą. Sposób mokrego oczyszczania gazów, w którym, w kanale płukania wstępnego w gaz zawierający zanieczyszczenia, wtryskuje się ciecz płuczącą, po czym gaz zawierający ciecz płuczącą, przychodzący z kanału płukania wstępnego, kieruje się do poziomego kanału przyspieszającego, a w kanale przyspieszającym gaz natryskuje się ponownie cieczą płuczącą, przy czym mieszaninę składającą się z gazu i cieczy, z kanału przyspieszającego kieruje się do oddzielacza odśrodkowego, z którego oczyszczony gaz odprowadza się oddzielnie od cieczy płuczącej zawierającej zanieczyszczenia, a strumień gazu prowadzi się z prędkością przepływu 1,5 do 8 razy większą na wyjściu z kanału przyspieszającego w stosunku do prędkości na wejściu do kanału przyspieszającego według wynalazku, charakteryzuje się tym, że do kanału przyspieszającego doprowadza się w jednostce czasu mniejszą ilość wtryskiwanej cieczy niż w kanale płukania wstępnego.

Korzystnie według wynalazku w kanale przyspieszającym gaz natryskuje się większymi kroplami cieczy niż w kanale płukania wstępnego.

Urządzenie do mokrego oczyszczania gazów, wyposażone w kanał prowadzący gaz, posiadający co najmniej jedno dyszowe urządzenie do wtryskiwania cieczy płuczącej, który ma ujście do oddzielacza odśrodkowego, mającego odprowadzenie oczyszczonego gazu oraz odprowadzenie cieczy płuczącej zawierającej zanieczyszczenia, przy czym kanał prowadzący gaz składa się z kanału płukania wstępnego posiadającego przynajmniej jedno urządzenie wtryskowe oraz z przylegającego do niego poziomego kanału przyspieszającego, który połączony jest z oddzielaczem odśrodkowym, a kanał przyspieszający posiada co najmniej jedno urządzenie wtryskowe, przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego przy wejściu gazu do kanału przyspieszającego jest 1,5 do 8 razy większa od powierzchni przekroju poprzecznego przy wyjściu kanału przyspieszającego przed oddzielaczem odśrodkowym według wynalazku, charakteryzuje się tym, że kanał przyspieszający wyposażony jest w odprowadzenie cieczy oraz ma długość stanowiącą 4 do 20-krotności średnicy swego wejściowego przekroju poprzecznego. Jest to długość niezbędna dla uzyskania koniecznego kontaktu między gazem i kropelkami cieczy płuczącej, korzystnie długość ta wynosi 6-15 krotności średnicy wejściowego przekroju poprzecznego kanału przyspieszającego. W wyniku natryskiwania gazu w kanale przyspieszającym większymi kroplami niż w kanale płukania wstępnego mniejsze krople z drogi wstępnego płukania łączą się w przyspieszającym odcinku drogi z większymi kroplami cieczy z przyspieszającego odcinka drogi. Uzyskuje się w wyniku tego lepszą wydajność płukania i wyższy stopień oddzielania cieczy płuczącej w oddzielaczu odśrodkowym. Zaleca się przy tym dodatkowo, aby prędkość wyjściowa cieczy płuczącej, przy wychodzeniu z dyszy do gazu w przyspieszającym odcinku drogi była możliwie mała.

Każdy z odcinków drogi, a więc płukania wstępnego i przyspieszania zawiera co najmniej jedno dyszowe urządzenie wtryskowe. Bez trudności każdy z tych odcinków może zawierać więcej niż jedno urządzenie wyposażone w dyszę, lecz najczęściej wy^starcza, gdy zarówno na odcinku drogi płukania wstępnego jak i na przyspieszającym odcinku drogi pracują po dwa urządzenia z dyszą.

Wskutek intensywnego, bezpośredniego kontaktu gazu z cieczą, zachodzącego w płuczce odśrodkowej, temperatura oczyszczanego gazu jest równa temperaturze cieczy odpływającej z płuczki. Przez schładzanie nagrzanej cieczy płuczącej przeprowadzane w wymienniku ciepła, można osiągnąć znacznie lepsze chłodzenie gazu, niż byłoby to możliwe przez pośrednie chłodzenie. W tym celu ciecz płucząca znajdująca się w obiegu zamkniętym, przed ponownym jej wtryśnięciem jest schładzana w odpowiednim wymienniku ciepła na przykład za pomocą wody chłodzącej.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku uzyskuje się wysoką jakość oczyszczania. Ponadto proces oczyszczania trwa krócej przy jednoczesnym obniżeniu jego kosztów.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia oczyszczającego w przekroju wzdłużnym, a fig. 2 - oddzielacz odśrodkowy, widziany przeciwnie do kierunku strzałki A na fig. 1.

Gaz zawierający zanieczyszczenia, zwłaszcza pyły, kropelki lub niepożądane gazowe składniki, przepływa w kierunku strzałki 1 przez kanał płukania wstępnego 2, który korzystnie wyposażony jest w dwa dyszowe urządzenia wtryskowe 3 i 4. Jako ciecz płucząca może służyć np. woda, która doprowadzana jest przewodami 5 i 6. Świeża woda dostarczana jest przewodem 7. Obróbka gazu może też służyć chłodzeniu i/lub przemianie chemicznej. Kanał płukania wstępnego 2 przechodzi w kanał przyspieszający 8, którego poprzeczny przekrój wejściowy zaznaczony jest przerywaną linią I i który zwęża się stale aż do swego poprzecznego przekroju wyjściowego, zaznaczonego przerywaną linią Π. Kanał przyspieszający 8 ma ujście do górnej cylindrycznej części oddzielacza odśrodkowego 10, widocznego również na fig. 2, w którym ciecz i gaz zostają oddzielone. Oczyszczony gaz wpływa przez kanał 11 dla czystego gazu, w kierunku strzałki A, a ciecz zawierająca zanieczyszczenia zbiera się w dolnej części oddzielacza 10 i spływa przez przewód 12 do zbiornika zbiorczego 14. W kanale przyspieszającym 8 działają różniące się prędkości gazu i kropelek cieczy, co prowadzi do poprawienia kontaktu gazu z cieczą i ułatwieniu oddzielania wielofazowej mieszaniny w oddzielaczu odśrodkowym.

Większa część cieczy płuczącej krąży z reguły w obiegu zamkniętym. Ażeby uniknąć wzbogacania ją w fazę stałą może być ona przez przewód 14, za pomocą pompy 15, odprowadzana ze zbiornika zbiorczego 13 do hydrocyklonu 16, z którego przez przewód 17 odprowadza się ciecz osadową. Częściowo oczyszczona woda odprowadzana jest z hydrocyklonu 16 przewodem 5 dla ponownego zastosowania. Jeżeli potrzeba, to w przewód 5 może być włączona chłodnica pośrednia 9.

W kanale przyspieszającym 8, gaz pochodzący z kanału płukania wstępnego 2, który został tam już natryskiwany, zostaje ponownie poddany natryskowi cieczą płuczącą. Służą do tego oba dyszowe urządzenia wtryskowe 20 i 21. Zabiega się przy tym, aby gaz w kanale przyspieszającym 8 natryskiwany był większymi kroplami cieczy niż w kanale płukania wstępnego 2. Osiąga się to w ten sposób, że prędkość wyjściową cieczy płuczącej z urządzeń wtryskowych 20 i 21 do kanału przyspieszającego 8 utrzymuje się niższą niż przy urządzeniach wtryskowych 23 i 4 na odcinku kanału płukania wstępnego 2. W ten sposób do kanału przyspieszającego 8 jest wtryskiwana w sumie ilość cieczy stanowiąca 0,2 do 0,6-krotność ilości cieczy wtryskiwanej do kanału płukania wstępnego 2. Bezwładność stosunkowo większych kropli cieczy w kanale przyspieszającym 8, wraz ze wzrastającą prędkością w nim zachodzącą, zwiększa znacznie kontakt gazu z cieczą i poprawia przez to sprawność oczyszczania. Jednocześnie drobne krople cieczy, nadchodzące z kanału wstępnego płukania 2 chwytane są w kanale przyspieszającym 8 przez duże krople cieczy, co poprawia oddzielanie tych kropli cieczy w oddzielaczu 10.

Kanał przyspieszający 8 posiada przynajmniej jedno odprowadzenie cieczy 22, z którego zebrana ciecz doprowadzana jest przez przewód 23 do zbiornika zbiorczego 13.

174 537

Przez to odprowadzanie cieczy uzyskuje się znaczne odciążenie oddzielacza odśrodkowego 10 od cieczy, co zmniejsza w nim porywanie kropli cieczy do kanału 11 dla czystego gazu. Również kanał płukania wstępnego 2 może być wyposażony w co najmniej jedno odprowadzenie cieczy 22a.

Gaz odlotowy zakładu metalurgicznego oczyszczany jest za pomocą urządzenia przedstawionego na rysunku. Kanał płukania wstępnego 2 ma długość 3 m i średnicę wynoszącą 0,4 m. Natryskiwanie wodą płuczącą następuje w dwóch miejscach 3 i 4, mianowicie przy wejściu i po środku drogi płukania wstępnego. Kanał płukania wstępnego posiada odprowadzenie cieczy 22a. Kanał przyspieszający 8 ma 3 m długości i prostokątne ujście do oddzielacza odśrodkowego 10 o wymiarach 120 x 320 mm. W kanale przyspieszającym 8 znajdują się dwa stanowiska wtryskowe 20 i 21 służące do wprowadzania wody płuczącej, mianowicie na początku i pośrodku przyspieszającego odcinka drogi. Oddzielacz odśrodkowy 10 ma wysokość 3 m i średnicę wewnętrzną wynoszącą 0,5 m.

Do kanału płukania wstępnego kierowane jest 4 340 Nm³ gazu odlotowego na godzinę, przy temperaturze gazu 84°C i prędkości przepływu wynoszącej 12,3 m/s. Zawartość pyłu metalicznego i NaOH w gazie surowym podana jest w tabeli w kolumnie A w mg/Nm3.

	A surowy gaz	B czysty gaz	C ciecz płucząca
As	27,93	0,11	450
Pb	5,56	0,14	165
Sb	2,27	0,28	35
Sn	30, 05	0,03	1115
Cu	0, 69	0,23	3
Se	0, 12	<0,01	14
Te	0,20	<0, 01	27
NaOH	534,5	4,2	14200

Stanowiska wtryskujące 3, 4, 20 i 21, które następują po sobie zgodnie z kierunkiem przepływu, jak to widać z fig. 1, posiadają następujące charakterystyki:

Ciśnienie wstępne cieczy (w barach)	(3)	(4)	(20)	(21)
4,0	4,0	2, 5	2,0
Strumień objętości cieczy (m³/h)	14,1	4,8	3,3	3,4
widmo kropli minimum (mm)	0,2	0, 02	0,02	0,2

174 537

Do stanowisk wtryskowych 4 i 20 odprowadzane jest jeszcze dodatkowo powietrze dla rozpylania cieczy płuczącej, w ilości 100 m³/h i ciśnieniu wstępnym 3 bary dla każdego stanowiska. Praca przebiega bez stosowania chłodnicy 9, a temperatura wtryskiwanej wody w przewodzie 6 wynosi około 77°C i zawiera zanieczyszczenia resztkowe (w mg/Nm3) podane w kolumnie B tabeli.

W wodzie wtryskiwanej z przewodu 6 w stanie ustalonym znajdują się zanieczyszczenia o stężeniu podanym w kolumnie C (w mg/l).

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób mokrego oczyszczania gazów, w którym w kanale płukania wstępnego w gaz zawierający zanieczyszczenia, wtryskuje się ciecz płuczącą, po czym gaz zawierający ciecz płuczącą, przychodzący z kanału płukania wstępnego, kieruje się do poziomego kanału przyspieszającego, a w kanale przyspieszającym gaz natryskuje się ponownie cieczą płuczącą, przy czym mieszaninę składającą się z gazu i cieczy, z kanału przyspieszającego kieruje się do oddzielacza odśrodkowego, z którego oczyszczony gaz odprowadza się oddzielnie od cieczy płuczącej zawierającej zanieczyszczenia, a strumień gazu prowadzi się z prędkością przepływu 1,5 do 8 razy większą na wyjściu z kanału przyspieszającego w stosunku do prędkości na wejściu do kanału przyspieszającego, znamienny tym, że do kanału przyspieszającego (8) doprowadza się w jednostce czasu mniejszą ilość wtryskiwanej cieczy niż w kanale płukania wstępnego (2).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz w kanale przyspieszającym (8) natryskuje się większymi kroplami cieczy niż w kanale płukania wstępnego (2).

3. Urządzenie do mokrego oczyszczania gazów, w^osażone w kanał prowadzący gaz, posiadający co najmniej jedno dyszowe urządzenie do wtryskiwania cieczy płuczącej, który ma ujście do oddzielacza odśrodkowego, mającego odprowadzenie cieczy płuczącej zawierającej zanieczyszczenia, przy czym kanał prowadzący gaz składa się z kanału płukania wstępnego posiadającego przynajmniej jedno urządzenie wtryskowe, oraz z przylegającego do niego poziomego kanału przyspieszającego, który połączony jest z oddzielaczem odśrodkowym, a kanał przyspieszający posiada co najmniej jedno urządzenie wtryskowe, przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego przy wejściu gazu do kanału przyspieszającego jest 1,5 do 8 razy większa od powierzchni przekroju poprzecznego przy wyjściu kanału przyspieszającego przed oddzielaczem odśrodkowym, znamienne tym, że kanał przyspieszający (8) wyposażony jest w odprowadzenie cieczy (22) oraz ma długość stanowiącą 4 do 20-krotności średnicy swego wejściowego przekroju poprzecznego.

* * *