RU46753U1

RU46753U1 - INSTALLATION FOR PRODUCING CARBON ACIDS FROM SMOKE GASES

Info

Publication number: RU46753U1
Application number: RU2005102001/22U
Authority: RU
Inventors: Роман Михайлович Говдяк; Любомир Богданович Чабанович; Борис Иванович Шелковский
Original assignee: Роман Михайлович Говдяк; Любомир Богданович Чабанович; Борис Иванович Шелковский
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2005-07-27

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к химической и газоперерабатывающей промышленности и может быть использована для получения углекислоты из дымовых газов отопительных котелен непосредственно на объектах газовой промышленности с использованием их ресурсов. У. включает дымоход, один конец которого предназначен для подключения к топке газосжигающего устройства, а второй - соединен с приспособлением для получения жидкой углекислоты, а, в соответствии с предложением, установка дополнительно снабжена системой поддержания коэффициента избытка воздуха α в дымовых газах в пределах α=0,88...0,92, которая включает газоанализатор, установленный в ответвлении дымохода на входе приспособления для получения жидкой углекислоты, блок управления, выполненный в виде программирующего контролера, вентилятор, предназначенный для подачи воздуха в топку газосжигающего устройства, управляемый вентиль, установленный на выходе вентилятора, электрический выход газоанализатора подключен ко входу блока управления, а выход блока управления подключен к управляющему входу управляемого вентиля. В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача создания установки для получения углекислоты из дымовых газов, в которой автоматически поддерживается оптимальный коэффициент избытка воздуха а в дымовых газах в пределах α=0,88...0,92.The proposed utility model relates to the chemical and gas processing industries and can be used to produce carbon dioxide from the flue gases of heating boilers directly at gas industry facilities using their resources. The unit includes a chimney, one end of which is designed to be connected to the furnace of a gas-burning device, and the other is connected to a device for producing liquid carbon dioxide, and, in accordance with the proposal, the installation is additionally equipped with a system for maintaining the coefficient of excess air α in flue gases within α = 0.88 ... 0.92, which includes a gas analyzer installed in the chimney branch at the inlet of a device for producing liquid carbon dioxide, a control unit made in the form of a programming controller, a fan, etc. designed to supply air to the furnace of a gas-burning device, a controlled valve installed at the fan outlet, the electric output of the gas analyzer is connected to the input of the control unit, and the output of the control unit is connected to the control input of the controlled valve. The proposed utility model is based on the task of creating a plant for producing carbon dioxide from flue gases, which automatically maintains the optimal coefficient of excess air and in flue gases in the range α = 0.88 ... 0.92.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к химической и газоперерабатывающей промышленности и может быть использована для получения углекислоты из дымовых газов отопительных котельных непосредственно на объектах газовой промышленности с использованием их ресурсов.The proposed utility model relates to the chemical and gas processing industries and can be used to obtain carbon dioxide from the flue gases of heating boilers directly at gas industry facilities using their resources.

Известна установка для получения углекислоты из дымовых газов, состоящая из транзитного газохода с окном в днище, к которому примыкает корпус с размещенными в нем теплообменной, абсорбционной и десорбционно-охладительной секциями, отсасывающим зонтом, соединенным с вентилятором и осушителем [Патент на изобретение №2217221, Российская Федерация, МПК 7 B 01 D 53/14, дата публикации 27.11.2003]. Описанная установка направлена на повышение надежности конструкции, однако, она не обеспечена средствами для автоматического поддержания высокого качества получаемого продукта.A known installation for producing carbon dioxide from flue gases, consisting of a transit gas duct with a window in the bottom, which adjoins a housing with heat exchange, absorption and desorption-cooling sections placed therein, a suction umbrella connected to a fan and a desiccant [Patent for the invention No. 22217221, Russian Federation, IPC 7 B 01 D 53/14, publication date 11/27/2003]. The described installation is aimed at improving the reliability of the design, however, it is not provided with means for automatically maintaining the high quality of the resulting product.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является установка для получения углекислоты из дымовых газов, которая включает дымоход, один конец которого предназначен для подключения к топке газосжигающего устройства, а второй - соединен с приспособлением для получения жидкой углекислоты [Каталог оборудования компании UNION ENGINEERING, /Denmark/ - 2000. - С.12].The closest to the proposed technical essence is the installation for the production of carbon dioxide from flue gases, which includes a chimney, one end of which is designed to connect to the furnace of a gas-burning device, and the other is connected to a device for producing liquid carbon dioxide [UNION ENGINEERING equipment catalog, / Denmark / - 2000. - P.12].

Оптимальным для получения из дымовых газов углекислоты является режим дефицита воздуха в дымовых газах, то есть режим поддержания коэффициента избытка воздуха а в дымовых газах в пределах α=0,88...0,92. При этом режиме в полученной жидкой углекислоте отсутствуют остаточный кислород и оксиды азота, а содержание двуокиси углерода в продуктах сгорания является наибольшим. Указанная выше установка не имеет в своем составе устройств для автоматического поддержания оптимального коэффициента избытка воздуха а в дымовых газах в пределах α=0,88...0,92.The optimal mode for obtaining carbon dioxide from flue gases is the mode of deficiency of air in flue gases, that is, the mode of maintaining the coefficient of excess air in flue gases in the range of α = 0.88 ... 0.92. In this mode, the resulting liquid carbon dioxide contains no residual oxygen and nitrogen oxides, and the content of carbon dioxide in the combustion products is the highest. The above installation does not include devices for automatically maintaining the optimal coefficient of excess air and in flue gases in the range of α = 0.88 ... 0.92.

Потому, в основу предлагаемой полезной модели поставлена задача создания такой установки для получения углекислоты из дымовых газов, в которой автоматически Therefore, the basis of the proposed utility model is the task of creating such an installation for producing carbon dioxide from flue gases, in which automatically

поддерживался бы оптимальный коэффициент избытка воздуха α в дымовых газах в пределах α=0,88...0,92.the optimal coefficient of excess air α in flue gases would be maintained within the range of α = 0.88 ... 0.92.

Поставленная задача решается в предлагаемой установке, которая, как и известная установка для получения углекислоты из дымовых газов, включает дымоход, один конец которого предназначен для подключения к топке газосжигающего устройства, а второй - соединен с приспособлением для получения жидкой углекислоты, а, в соответствии с предложением, установка дополнительно снабжена системой поддержания коэффициента избытка воздуха α в дымовых газах в пределах α=0,88...0,92, которая включает газоанализатор, установленный в ответвлении дымохода на входе приспособления для получения жидкой углекислоты, блок управления, выполненный в виде программирующего контролера, вентилятор, предназначенный для подачи воздуха в топку газосжигающего устройства, управляемый вентиль, установленный на выходе вентилятора, электрический выход газоанализатора подключен ко входу блока управления, а выход блока управления подключен к управляющему входу управляемого вентиля.The problem is solved in the proposed installation, which, like the well-known installation for producing carbon dioxide from flue gases, includes a chimney, one end of which is designed to connect to the furnace of a gas-burning device, and the other is connected to a device for producing liquid carbon dioxide, and, in accordance with the proposal, the installation is additionally equipped with a system for maintaining the coefficient of excess air α in flue gases in the range α = 0.88 ... 0.92, which includes a gas analyzer installed in the chimney branch de devices for producing liquid carbon dioxide, a control unit made in the form of a programming controller, a fan designed to supply air to the furnace of a gas-burning device, a controlled valve installed at the fan outlet, the gas analyzer's electrical output is connected to the control unit input, and the control unit output is connected to control input of a controlled valve.

Предлагаемая установка обеспечена системой поддержания коэффициента избытка воздуха α в дымовых газах в пределах α=0,88...0,92. В блоке управления, который входит в состав названной системы и выполненному в виде традиционного программирующего контролера, задают уровень электрического сигнала, который отвечает оптимальному значению коэффициента избытка воздуха в дымовых газах. Уровень полуденного из газоанализатора сигнала автоматически сравнивается в блоке управления с заданным в блоке управления уровнем электрического сигнала, который соответствует оптимальному значению коэффициента избытка воздуха α в дымовых газах. В зависимости от арифметической разницы уровней заданного и полученного электрических сигналов, блок управления дает команду на открывание или прикрывание управляемого вентиля, то есть на увеличение или уменьшение потока воздуха, который подают в топку газосжигающего устройства - увеличение или уменьшение интенсивности горения газа.The proposed installation is provided with a system for maintaining the coefficient of excess air α in flue gases in the range α = 0.88 ... 0.92. In the control unit, which is part of the said system and made in the form of a traditional programming controller, the level of the electric signal is set, which corresponds to the optimal value of the coefficient of excess air in flue gases. The level of the midday signal from the gas analyzer is automatically compared in the control unit with the level of the electrical signal specified in the control unit, which corresponds to the optimal value of the coefficient of excess air α in flue gases. Depending on the arithmetic difference in the levels of the given and received electrical signals, the control unit gives a command to open or close a controlled valve, that is, to increase or decrease the air flow that is supplied to the furnace of a gas-burning device — to increase or decrease the intensity of gas combustion.

Суть предложения показана на схеме предлагаемой установки. Установка обеспечивает процесс извлечения (выделения) углекислого газа из дымовых газов путем его растворения в растворе моноэтаноламина (МЕА) и последующего получения жидкой углекислоты.The essence of the proposal is shown in the diagram of the proposed installation. The installation provides a process for the extraction (emission) of carbon dioxide from flue gases by dissolving it in a solution of monoethanolamine (MEA) and the subsequent production of liquid carbon dioxide.

Предлагаемая установка для получения углекислоты из дымовых газов, включает дымоход 1, один конец которого предназначен для подключения к топке газосжигающего устройства 2, а второй - соединен с приспособлением 3 для получения жидкой углекислоты. В качестве газосжигающего устройства 2 использована газовая котельная. Дымоход 1 обеспечен дымососом /не показан/. Дымосос предназначен для прокачивания дымовых газов через приспособление 3 для получения жидкой углекислоты. Приспособление 3 включает скруббер, заполненный насадкой из керамических колец, устройство для охлаждения циркулирующей водой, абсорбер, обеспеченный дымоходом для сбрасывания в атмосферу дымовых газов, лишенных углекислоты в абсорбере, десорбер, обеспеченный кипятильником, теплообменник, углекислотный компрессор, предназначенный для сжатия углекислоты, трубопровод, предназначенный для подачи истощенного раствора МЕА на абсорбер, промежуточные теплообменники, дополнительный фильтр высокого давления, конденсатор, промежуточную емкость, баллон для жидкой углекислоты /не показаны/. Установка снабжена системой поддержания коэффициента избытка воздуха α в дымовых газах в пределах α=0,88...0,92. Указанная система включает газоанализатор 4, установленный в ответвлении 5 дымохода 1 на входе приспособления 3 для получения жидкой углекислоты, блок управления 6, выполненный в виде программирующего контролера, вентилятор 7, предназначенный для подачи воздуха в топку газосжигающего устройства 2, управляемый вентиль 8, установленный на выходе вентилятора 7. Газоанализатор 4 предназначен для генерации электрического сигнала, уровень значения которого соответствует значению коэффициента избытка воздуха α в дымовых газах, которые поступают в ответвление 5 дымохода 1. Электрический выход газоанализатора 4 подключен ко входу блока управления 6, а выход блока управления б подключен к управляющему входу управляемого вентиля 8.The proposed installation for producing carbon dioxide from flue gases, includes a chimney 1, one end of which is designed to be connected to the furnace of a gas-burning device 2, and the other is connected to a device 3 for producing liquid carbon dioxide. As a gas-burning device 2, a gas boiler room is used. The chimney 1 is provided with a smoke exhauster / not shown /. The smoke exhaust is designed to pump flue gases through the device 3 to obtain liquid carbon dioxide. The device 3 includes a scrubber filled with a nozzle of ceramic rings, a device for cooling with circulating water, an absorber provided with a chimney for discharging into the atmosphere flue gases devoid of carbon dioxide in the absorber, a stripper provided with a boiler, a heat exchanger, a carbon dioxide compressor designed to compress carbon dioxide, a pipeline, designed to supply the depleted MEA solution to the absorber, intermediate heat exchangers, an additional high-pressure filter, a condenser, an intermediate tank st, the balloon for the liquid carbon dioxide / not shown /. The installation is equipped with a system for maintaining the coefficient of excess air α in flue gases in the range α = 0.88 ... 0.92. The specified system includes a gas analyzer 4 installed in the branch 5 of the chimney 1 at the inlet of the device 3 for receiving liquid carbon dioxide, a control unit 6, made in the form of a programming controller, a fan 7, designed to supply air to the furnace of a gas-burning device 2, a controlled valve 8 mounted on fan output 7. The gas analyzer 4 is designed to generate an electrical signal, the level of which corresponds to the value of the coefficient of excess air α in the flue gases that enter to branch 5 of the chimney 1. The electric output of the gas analyzer 4 is connected to the input of the control unit 6, and the output of the control unit b is connected to the control input of the controlled valve 8.

Предлагаемая установка работает так.The proposed installation works like this.

Из топки газосжигающего устройства 2 - котельной в дымоход 1 поступают дымовые газы, которые получают в результате сжигания природного газа. Дымовые газы прокачивают дымососом через приспособление 3 для получения жидкой углекислоты, где осуществляется процесс получения жидкой углекислоты, в котором используют раствор моноэтаноламина. Во время прохождения дымовых газов через ответвление 5 дымохода 1 и газоанализатор 4 последний генерирует электрический сигнал, уровень которого соответствует коэффициенту избытка воздуха α в дымовых газах, которые поступили в From the furnace of the gas-burning device 2 - the boiler house, flue gases are received into the chimney 1, which are obtained as a result of burning natural gas. Flue gases are pumped through a smoke exhauster through a device 3 for producing liquid carbon dioxide, where the process for producing liquid carbon dioxide, in which a solution of monoethanolamine is used, is carried out. During the passage of flue gases through the branch 5 of the chimney 1 and the gas analyzer 4, the latter generates an electrical signal, the level of which corresponds to the coefficient of excess air α in the flue gases that entered

ответвление 5. Полученный из газоанализатора 4 электрический сигнал поступает в блок управления 6, где его уровень сравнивается с уровнем электрического сигнала, который соответствует оптимальному значению коэффициента избытка воздуха а в дымовых газах (α=0,88...0,92). В зависимости от арифметической разницы уровней указанных электрических сигналов, блок управления 6 дает команду (сигнал) на открывание или прикрывание управляемого вентиля 8, то есть на увеличение или на уменьшение потока воздуха, который подают в топку газосжигающего устройства 2 - на увеличение или на уменьшение интенсивности горения природного газа в топке котельной. Таким образом, поддерживается оптимальный коэффициент избытка воздуха в дымовых газах в пределах α=0,88...0,92, а предлагаемая установка производит углекислоту, в которой отсутствуют остаточный кислород и оксиды азота, а содержание двуокиси углерода является существенно большим чем в установке-прототипе.branch 5. The electric signal received from the gas analyzer 4 enters the control unit 6, where its level is compared with the level of the electric signal, which corresponds to the optimal value of the coefficient of excess air a in flue gases (α = 0.88 ... 0.92). Depending on the arithmetic difference in the levels of these electrical signals, the control unit 6 gives a command (signal) to open or close the controlled valve 8, that is, to increase or decrease the air flow that is supplied to the furnace of the gas-burning device 2 - to increase or decrease the intensity burning natural gas in a boiler room furnace. Thus, the optimal coefficient of excess air in flue gases is maintained within the range of α = 0.88 ... 0.92, and the proposed installation produces carbon dioxide, in which there are no residual oxygen and nitrogen oxides, and the content of carbon dioxide is significantly higher than in the installation prototype.

Claims

Installation for producing carbon dioxide from flue gases, including a chimney, one end of which is designed to connect to the furnace of a gas-burning device, and the other is connected to a device for producing carbon dioxide, characterized in that the installation is additionally equipped with a system for maintaining the coefficient of excess air α in flue gases within α = 0.88 ... 0.92, which includes a gas analyzer installed in the chimney branch at the inlet of the device for producing liquid carbon dioxide, a control unit made in the form of a program iruyuschego controller, a fan for supplying air into the furnace gazoszhigayuschego device controlled valve mounted on the fan outlet, the electrical output of the gas analyzer connected to an input of the control unit and the control unit output is connected to a control input of a controlled valve.