RU2033245C1

RU2033245C1 - Gas outburst purification apparatus

Info

Publication number: RU2033245C1
Application number: RU9393042186A
Authority: RU
Inventors: А.В. Друцкий; В.А. Смольский; А.Н. Фомкин
Original assignee: Друцкий Алексей Васильевич
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1995-04-20

Abstract

FIELD: protection of environment. SUBSTANCE: apparatus has absorber with spraying device, pan and working volume, electrolyzer and pump. Electrolyzer has hermetically sealed casing. Cathodes are made from stainless steel, anodes are made from titanium with oxide-ruthenium coating. Outlet branch pipe of electrolyzer is disposed in lower part of casing and connected with spraying device and pressure branch pipe of pump, whose suction branch pipe is connected to pan. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки газовых выбросов от вредных веществ. The invention relates to the field of environmental protection and can be used to clean gas emissions from harmful substances.

Известна установка для очистки газовых выбросов, включающая абсорбер с входным и выходным газовыми патрубками, орошающим устройством, поддоном и расположенным между ними рабочим объемом, электролизер, содержащий прямоугольный корпус с входным и выходным патрубками и размещенными внутри пластинчатыми анодами и катодами, насос с всасывающим и напорным патрубками. A known installation for cleaning gas emissions, including an absorber with inlet and outlet gas pipes, an irrigation device, a pan and a working volume located between them, an electrolyzer containing a rectangular housing with inlet and outlet pipes and plate anodes and cathodes located inside, a pump with a suction and pressure head branch pipes.

Недостатком известной установки является образование вторичных веществ, требующих дополнительной утилизации, недостаточно высокая эффективность при использовании ее для улавливания различных по своим свойствам вредных веществ и недостаточно широкая область применения вследствие увлажнения газовых выбросов при контакте с водными растворами абсорбентов. A disadvantage of the known installation is the formation of secondary substances that require additional disposal, insufficiently high efficiency when used to trap harmful substances of various properties and not wide enough due to humidification of gas emissions in contact with aqueous solutions of absorbents.

Целью изобретения является повышение экологической чистоты работы установки, обеспечение высокой эффективности работы при улавливании из газовых выбросов различных по своим свойствам вредных веществ с расширением области ее применения. The aim of the invention is to improve the environmental cleanliness of the installation, ensuring high efficiency when capturing from gas emissions of various in their properties of harmful substances with the expansion of its scope.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для очистки газовых выбросов, включающей абсорбер с входным и выходным газовыми патрубками, орошающим устройством, поддоном и расположенным между ними рабочим объемом, электролизер, содержащий прямоугольный корпус с входным и выходным патрубками и размещенными внутри пластинчатыми анодами и катодами, насос с всасывающим и напорным патрубками, корпус электролизера выполнен герметичным, катоды выполнены из нержавеющей стали, аноды выполнены из титана с оксидно-рутениевым покрытием, выходной патрубок размещен в верхней части корпуса электролизера и соединен с рабочим объемом абсорбера, входной патрубок электролизера размещен в нижней части его корпуса и соединен с орошающим устройством и напорным патрубком насоса, всасывающий патрубок которого подключен к поддону абсорбера. This goal is achieved by the fact that in the installation for cleaning gas emissions, including an absorber with inlet and outlet gas pipes, an irrigation device, a tray and a working volume located between them, an electrolyzer containing a rectangular casing with inlet and outlet pipes and plate anodes and cathodes located inside , pump with suction and pressure pipes, electrolyzer body is sealed, cathodes are made of stainless steel, anodes are made of titanium with ruthenium oxide coating, out one nozzle is placed in the upper part of the electrolyser housing and connected to the working volume of the absorber, the inlet of the electrolyzer is located in the lower part of its housing and is connected to the irrigation device and the discharge nozzle of the pump, the suction nozzle of which is connected to the absorber tray.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве абсорбента используют водные растворы солей щелочных и/или щелочноземельных металлов или водные растворы смесей солей и гидрооксидов щелочных металлов. This goal is achieved by the fact that as the absorbent use aqueous solutions of salts of alkali and / or alkaline earth metals or aqueous solutions of mixtures of salts and hydroxides of alkali metals.

Поставленная цель достигается тем, что установка дополнительно содержит сепаратор с входным патрубком и выходными газовым и жидкостным патрубками, причем выходной патрубок электролизера соединен с входным патрубком сепаратора, выходной жидкостной патрубок которого подключен к нижней части поддона абсорбера. This goal is achieved in that the installation further comprises a separator with an inlet pipe and an outlet gas and liquid nozzles, and the outlet pipe of the electrolyzer is connected to the inlet pipe of a separator, the outlet liquid pipe of which is connected to the lower part of the absorber tray.

Поставленная цель достигается тем, что установка дополнительно содержит второй абсорбер с входным и выходным газовыми патрубками, оросительной системой и поддоном, соединенным через насос с оросительной системой своего абсорбера, входной газовый патрубок второго абсорбера подключен к выходному газовому патрубку первого абсорбера, поддоны обоих абсорберов соединены между собой уравнительным трубопроводом, а выходной патрубок электролизера подключен к второму абсорберу. This goal is achieved in that the installation further comprises a second absorber with an inlet and outlet gas nozzles, an irrigation system and a pan connected through a pump to the irrigation system of its absorber, the inlet gas pipe of the second absorber is connected to the outlet gas pipe of the first absorber, the pallets of both absorbers are connected between equalizing pipeline, and the outlet pipe of the electrolyzer is connected to the second absorber.

На фиг. 1 3 представлены принципиальные схемы вариантов установок для очистки газовых выбросов. In FIG. 1 3 are schematic diagrams of plant options for purifying gas emissions.

Установка для очистки газовых выбросов (фиг. 1) содержит абсорбер 1 с входным 2 и выходным 3 газовыми патрубками, оросительной системой 4, поддоном 5 и расположенным между ними рабочим объемом 8, электролизер 7, содержащий прямоугольный корпус 8 с входным 9 и выходным 10 патрубками и размещенными внутри пластинчатыми анодами 11 и катодами 12, насос 13 с всасывающим 14 и напорным 15 патрубками. Корпус 8 электролизера 7 выполнен герметичным, катоды 12 выполнены из нержавеющей стали, аноды 11 выполнены из титана с оксидно-рутениевым покрытием, выходной патрубок 10 размещен в верхней части корпуса 8 электролизера 7 и соединен с рабочим объемом 6 абсорбера 1, входной патрубок 9 электролизера 7 размещен в нижней части корпуса 8 и соединен с орошающим устройством 4 и напорным патрубком 15 насоса 13, всасывающий патрубок 14 которого подключен к поддону 5 абсорбера 1. Installation for cleaning gas emissions (Fig. 1) contains an absorber 1 with inlet 2 and outlet 3 gas pipes, an irrigation system 4, a pan 5 and a working volume 8 located between them, an electrolyzer 7 containing a rectangular housing 8 with an input 9 and an output 10 pipes and placed inside the plate anodes 11 and cathodes 12, a pump 13 with a suction 14 and pressure head 15 nozzles. The housing 8 of the electrolyzer 7 is sealed, the cathodes 12 are made of stainless steel, the anodes 11 are made of titanium with a ruthenium oxide coating, the outlet pipe 10 is located in the upper part of the housing 8 of the electrolyzer 7 and is connected to the working volume 6 of the absorber 1, the inlet pipe 9 of the electrolyzer 7 placed in the lower part of the housing 8 and connected to the irrigation device 4 and the discharge pipe 15 of the pump 13, the suction pipe 14 of which is connected to the pan 5 of the absorber 1.

В качестве абсорбента используют водные растворы солей щелочных металлов, например хлористого лития, или щелочноземельных металлов, например хлористого кальция, или их смесь, а также бинарные растворы солей и гидрооксидов щелочных металлов, например хлористого натрия и гидрооксида натрия. As the absorbent, aqueous solutions of alkali metal salts, for example lithium chloride, or alkaline earth metals, for example calcium chloride, or a mixture thereof, as well as binary solutions of salts and alkali metal hydroxides, for example sodium chloride and sodium hydroxide, are used.

Установка для очистки газовых выбросов (фиг. 2) дополнительно содержит сепаратор 16 с входным патрубком 17 и выходными газовым 18 и жидкостным 19 патрубками. Выходной патрубок 10 электролизера 7 соединен с входным патрубком 17 сепаратора 16, выходной жидкостной патрубок 19 которого подключен к нижней части поддона 5 абсорбера 1. Выходной газовый патрубок 18 сепаратора 16 может быть соединен с атмосферой. Installation for cleaning gas emissions (Fig. 2) further comprises a separator 16 with an inlet pipe 17 and an outlet gas 18 and a liquid 19 pipes. The outlet pipe 10 of the electrolyzer 7 is connected to the inlet pipe 17 of the separator 16, the output liquid pipe 19 of which is connected to the bottom of the pan 5 of the absorber 1. The outlet gas pipe 18 of the separator 16 can be connected to the atmosphere.

Установка для очистки газовых выбросов (фиг. 3) дополнительно содержит второй абсорбер 20 с входным 21 и выходным 22 газовыми патрубками, оросительной системой 23 и поддоном 24, соединенным через насос 25 с оросительной системой 23. Входной газовый патрубок 21 абсорбера 20 подключен к выходному газовому патрубку 3 абсорбера 1. Поддоны 5 и 24 абсорберов 1 и 20 соединены между собой уравнительным трубопроводом 26. Входной патрубок 10 электролизера 7 подключен к абсорберу 20 через сепаратор 16. The installation for cleaning gas emissions (Fig. 3) further comprises a second absorber 20 with inlet 21 and outlet 22 gas pipes, an irrigation system 23 and a pan 24 connected through a pump 25 to an irrigation system 23. The inlet gas pipe 21 of the absorber 20 is connected to the gas outlet absorber nozzle 3 1. The trays 5 and 24 of the absorbers 1 and 20 are interconnected by equalizing pipe 26. The inlet nozzle 10 of the electrolyzer 7 is connected to the absorber 20 through a separator 16.

Работа установки осуществляется следующим образом. The installation is as follows.

Газовые выбросы, проходя через абсорбер 1 от входного патрубка 2 к выходному патрубку 3, интенсивно контактируют с распыляемым навстречу раствором абсорбента, который поглощает газообразные вредные вещества, находящиеся в газовом потоке. Распыл раствора абсорбента осуществляется посредством подачи его насосом 13 из поддона 5 на орошающее устройство 4. Gas emissions passing through the absorber 1 from the inlet pipe 2 to the outlet pipe 3, are intensively in contact with the absorbent solution sprayed towards, which absorbs gaseous harmful substances in the gas stream. The spray of the absorbent solution is carried out by supplying it with a pump 13 from the pan 5 to the irrigation device 4.

Генерация рабочих компонентов (окислителей) в растворе абсорбента осуществляется на аноде 11 электролизера 7 в результате воздействия на раствор электрического тока. Регенерация исходного состава раствора абсорбента осуществляется непосредственно в рабочем объеме 6 абсорбера 1 в результате взаимодействия окислителей с газообразными вредными веществами, например с окисью углерода или летучими органическими веществами, или на катоде 12 электролизера 7 в случае образования солей при взаимодействии вредных веществ с компонентами раствора абсорбента, например, при улавливании окислов азота. The generation of working components (oxidizing agents) in the absorbent solution is carried out at the anode 11 of the electrolytic cell 7 as a result of the action of an electric current on the solution. The initial composition of the absorbent solution is regenerated directly in the working volume 6 of the absorber 1 as a result of the interaction of oxidizing agents with gaseous harmful substances, for example, carbon monoxide or volatile organic substances, or at the cathode 12 of the electrolyzer 7 in the case of salt formation during the interaction of harmful substances with components of the absorbent solution, for example, in the capture of nitrogen oxides.

Вследствие выполнения корпуса 8 электролизера 7 герметичным и подачи раствора через электролизер 7 снизу-вверх, обеспечивается надежное охлаждение пластин электродов 11 и 12 и исключается образование на них газовых пузырьков, а также газовой полости в корпусе 8 за счет удаления газообразных продуктов электрохимических реакций (молекулярного азота, двуокиси углерода) в рабочий объем 6 абсорбера 1, что значительно повышает эффективность работы установки в целом. Предложенные растворы абсорбентов обеспечивают полную экологическую чистоту работы установок для очистки газовых выбросов, технологическая схема которых реализует в конечном итоге полное восстановление газообразных вредных веществ до более простых безвредных составляющих, например двуокиси углерода, воды, молекулярного азота, не образуя при этом сточных вод и не расходуя безвозвратно химических реагентов. Due to the case 8 of the electrolyzer 7 being sealed and the solution being supplied through the electrolyzer 7 from the bottom to the top, reliable cooling of the plates of the electrodes 11 and 12 is ensured and the formation of gas bubbles on them and the gas cavity in the case 8 due to the removal of gaseous products of electrochemical reactions (molecular nitrogen) , carbon dioxide) in the working volume 6 of the absorber 1, which significantly increases the overall efficiency of the installation. The proposed absorbent solutions provide complete environmental cleanliness of gas emission purification plants, the technological scheme of which ultimately implements the complete recovery of gaseous harmful substances to simpler harmless components, such as carbon dioxide, water, molecular nitrogen, without generating wastewater and without spending irrevocably chemical reagents.

Вариант установки для очистки газовых выбросов (фиг. 2) исключает контакт газообразных продуктов электрохимических реакций, протекающих в электролизере 7, с очищаемыми газовыми выбросами, причем рабочий уровень раствора абсорбента в поддоне 5 за счет предложенного подключения выходного патрубка 19 сепаратора 16 выполняет функцию гидрозатвора, чем повышается надежность и эффективность работы установки. A variant of the installation for cleaning gas emissions (Fig. 2) eliminates the contact of gaseous products of electrochemical reactions taking place in the electrolyzer 7 with the cleaned gas emissions, and the working level of the absorbent solution in the pan 5 due to the proposed connection of the outlet pipe 19 of the separator 16 performs the function of a water seal, than increases the reliability and efficiency of the installation.

Вариант установки (фиг. 3) обеспечивает максимально глубокую очистку газовых выбросов от вредных веществ не только за счет двухступенчатого контакта газовых выбросов с раствором абсорбента, но и благодаря тому, что технологическая схема установки обеспечивает контакт предварительно очищенных в первой ступени газовых выбросов с остаточной низкой концентрацией вредных веществ с раствором абсорбента, имеющим максимальную концентрацию рабочих компонентов, чем достигается наиболее высокий эффект очистки газовых выбросов от вредных веществ. Передача раствора абсорбента с рабочими компонентами из поддона 24 абсорбера 20 в поддон 5 абсорбера 1 осуществляется самотеком через трубопровод 26, за счет чего упрощается схема установки, а следовательно, повышается надежность и эффективность ее работы. The installation option (Fig. 3) provides the most thorough cleaning of gas emissions from harmful substances, not only due to two-stage contact of gas emissions with an absorbent solution, but also due to the fact that the technological scheme of the installation provides contact of gas emissions pre-cleaned in the first stage with a residual low concentration harmful substances with an absorbent solution having a maximum concentration of working components, which achieves the highest effect of cleaning gas emissions from harmful substances tv. The transfer of the absorbent solution with the working components from the pan 24 of the absorber 20 to the pan 5 of the absorber 1 is carried out by gravity through the pipe 26, thereby simplifying the installation scheme, and therefore, increasing the reliability and efficiency of its operation.

Предложенные растворы абсорбентов в сочетании с технологическими схемами позволяют осуществлять процессы очистки газовых выбросов с заданными параметрами тепломассообмена в абсорберах 1, 20, в том числе и без изменения температуры и влажности очищаемых газовых потоков, что значительно расширяет область применения предлагаемых установок. The proposed solutions of absorbents in combination with technological schemes allow gas purification processes to be carried out with the specified heat and mass transfer parameters in absorbers 1, 20, including without changing the temperature and humidity of the cleaned gas streams, which greatly expands the scope of the proposed plants.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает высокую экологическую чистоту работы установки для очистки газовых выбросов, высокую эффективность ее работы при улавливании значительного перечня газообразных вредных веществ и расширение области ее применения. Thus, the proposed technical solution provides high environmental cleanliness of the installation for the purification of gas emissions, high efficiency of its operation when capturing a significant list of gaseous harmful substances and expanding the scope of its application.

Claims

1. INSTALLATION FOR CLEANING GAS EMISSIONS, including an absorber with gas inlet and outlet nozzles, an irrigation device, a tray and a working volume located between them, an electrolyzer containing a rectangular casing with inlet and outlet nozzles and plate anodes and cathodes located inside, a pump with a suction and pressure nozzles, characterized in that the electrolyzer body is sealed, the cathodes are made of stainless steel, and the anodes are made of titanium with ruthenium oxide coating, the outlet placed in the upper part of the cell body and connected to the working volume of the absorber, the inlet pipe of the cell is located in the bottom of the body and connected to the irrigation device and the pressure pipe of the pump, the suction pipe of which is connected to the pan of the absorber.

2. The installation according to claim 1, characterized in that it further comprises a separator with an inlet pipe and outlet gas and liquid pipes, the outlet pipe of the electrolyzer being connected to the inlet pipe of the separator, and the output liquid pipe connected to the lower part of the absorber tray.

3. Installation according to claims 1 and 2, characterized in that it contains an additional absorber with an inlet and outlet gas pipes, an irrigation device and a tray connected through a pump to an irrigation device, an inlet gas pipe of an additional absorber with an outlet gas pipe of the absorber, both pallets absorbers are interconnected by equalization pipeline and the outlet pipe of the electrolyzer is connected to an additional absorber.