RU2087722C1

RU2087722C1 - Method of cleaning of flue gases from polluting components

Info

Publication number: RU2087722C1
Application number: RU94006482A
Authority: RU
Inventors: В.И. Беспалов; Н.А. Страхова; В.З. Мордисон; Г.З. Дайхин; Л.А. Долина; Г.С. Ермолаева
Original assignee: Ростовская-на-Дону государственная академия строительства
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1997-08-20

Abstract

FIELD: protection of atmospheric air from harmful effluents; applicable in any industry. SUBSTANCE: the offered method includes separation of the flow of flue gases into isolated portions, each of which is successively compressed by increasing pressure with simultaneous spraying with liquid. Prior to spraying, spraying liquid is transformed in the state of superheated vapor and pressure in zone of reaction of gases with liquid is increased by 100-120 times relative to pressure corresponding to liquid boiling point. After spraying with liquid, clean flue gases are discharged to atmosphere, and slime is removed. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к защите атмосферного воздуха от вредных выбросов и может быть использовано в любой отрасли промышленности. The invention relates to the protection of atmospheric air from harmful emissions and can be used in any industry.

Известен способ введения в дымовые газы пара с его последующей конденсацией, при которой происходит поглощение сконцентрированной влагой вредных компонентов, после чего шлам удаляют, а очищенные газы выводят в атмосферу (Саранчук В. Качан В.Н. Рекун В.В. и др. Физико-химические основы гидрообеспыливания и предупреждение взрывов угольной пыли в шахтах. Киев, Наук.думка, 1984, с. 89-94). There is a method of introducing steam into flue gases with its subsequent condensation, in which harmful components are absorbed by concentrated moisture, after which the sludge is removed and the purified gases are vented to the atmosphere (Saranchuk V. Kachan V.N. Rekun V.V. et al. Physics -chemical fundamentals of water dedusting and prevention of coal dust explosions in mines. Kiev, Nauk.dumka, 1984, p. 89-94).

Наиболее близким к заявляемому является способ гидродинамического обеспыливания газа, включающий подачу факела орошающей жидкости в газовый поток, разделенный на изолированные порции, каждую из которых последовательно сжимают, увеличивая давление и одновременно орошая диспергированной жидкостью, а после этого вывод в атмосферу очищенных газов и удаление шлама (а.с. N 1645560, F 21 F 5/02, 1991). Closest to the claimed one is a method of hydrodynamic dedusting of gas, comprising supplying a torch of an irrigating liquid to a gas stream, divided into isolated portions, each of which is successively compressed, increasing pressure and simultaneously irrigating with a dispersed liquid, and after that the purification of gases into the atmosphere and removal of sludge ( A.S. N 1645560, F 21 F 5/02, 1991).

Однако известный способ, обеспечивая высокую эффективность очистки по твердым фракциям загрязняющих компонентов, не позволяет добиться высокой эффективности очистки по газообразным компонентам, т.к. воздействуя на дымовые газы, система представляет собой жидкостной факел, а следовательно, со всей полнотой свойств капель: малой плотностью, высокой упругостью, слабыми адгезионными свойствами, слаборазвитой площадью поверхности, малой растворяющей способностью по газам и т.п. However, the known method, providing high cleaning efficiency for solid fractions of polluting components, does not allow to achieve high cleaning efficiency for gaseous components, because acting on flue gases, the system is a liquid torch, and therefore, with the fullness of the droplet properties: low density, high elasticity, poor adhesive properties, poorly developed surface area, low gas solubility, etc.

Сущность изобретения заключается в том, что перед орошением орошающую жидкость переводят в состояние перегретого пара, а давление в зоне взаимодействия газов с жидкостью повышают в 100-120 раз относительно давления, соответствующего температуре кипения жидкости. The essence of the invention lies in the fact that before irrigation, the irrigating liquid is transferred to the state of superheated steam, and the pressure in the zone of interaction of gases with the liquid is increased 100-120 times relative to the pressure corresponding to the boiling point of the liquid.

Пример. В предлагаемом способе дымовые газы, содержащие в качестве загрязняющих компонентов SO₂ NO_x (двуокись серы и оксиды азота), разделяли на изолированные порции. После чего каждую отдельно взятую порцию сжимали путем увеличения давления, одновременно орошая ее. Причем это орошение производили перегретым паром с t^o 150^oC, полученным за счет предварительного нагрева воды. А упомянутое увеличение давления в зоне взаимодействия газов с жидкостью осуществляли до значений, в 100-120 раз превышающих значение давления, соответствующего температуре кипения воды (0,1 МПа).Example. In the proposed method, flue gases containing SO ₂ NO _x (sulfur dioxide and nitrogen oxides) as polluting components were divided into isolated portions. Then each individual portion was compressed by increasing pressure, while irrigating it. Moreover, this irrigation was performed with superheated steam with t ^o 150 ^o C, obtained by pre-heating the water. And the aforementioned increase in pressure in the zone of interaction of gases with liquid was carried out up to values 100-120 times higher than the pressure corresponding to the boiling point of water (0.1 MPa).

При этом разделение потока газа на изолированные порции позволяет, не нарушая динамики основного потока, обеспечивать изменение термоаэродинамических параметров отдельных его порций. Введение в порцию газа жидкости в виде перегретого пара обеспечивает максимальное насыщение порции газа влагой по всему ее объему и контакт молекул дымовых газов с молекулами воды что в свою очередь способствует интенсификации процессов адсорбции и химического взаимодействия между молекулами воды и газов. Moreover, the separation of the gas stream into isolated portions allows, without violating the dynamics of the main stream, to provide a change in the thermo-aerodynamic parameters of its individual portions. The introduction of liquid in the form of superheated steam into a portion of a gas ensures maximum saturation of the portion of the gas with moisture throughout its volume and the contact of flue gas molecules with water molecules, which in turn helps to intensify the processes of adsorption and chemical interaction between water and gas molecules.

При увеличении давления в зоне взаимодействия газов с водой последняя конденсируется. Процесс конденсации обеспечивает растворение газов в каплях воды, уже провзаимодействовавших с ней на молекулярном уровне. With increasing pressure in the zone of interaction of gases with water, the latter condenses. The condensation process ensures the dissolution of gases in water droplets that have already interacted with it at the molecular level.

Растворение газов в воде интенсифицируется в заявляемом способе за счет повышенной температуры в зоне взаимодействия, которая обеспечивается подачей в эту зону перегретого пара (t^o 150^oC). Степень растворения отдельных газовых компонентов зависит от их химической природы, но в условиях реализации заявляемого способа (большая поверхность контакта и высокая температура) даже плохо растворимые в нормальных условиях компоненты повышают свою растворимость (например, оксиды азота).The dissolution of gases in water is intensified in the inventive method due to the increased temperature in the interaction zone, which is provided by supplying superheated steam to this zone (t ^o 150 ^o C). The degree of dissolution of individual gas components depends on their chemical nature, but under the conditions of the implementation of the proposed method (large contact surface and high temperature), even components poorly soluble under normal conditions increase their solubility (for example, nitrogen oxides).

Известно, что управлять процессом конденсации пара (интенсифицировать его) можно либо снижением t^o среды ниже t^o кипения жидкости при неизменном давлении, либо увеличением давления при неизменной t^o среды, что и предложено реализовать в заявляемом способе. При этом выбранное давление, в 100-120 раз большее исходного давления смеси газа с паром, соответствует полной конденсации пара. Это все обеспечивает повышение эффективности очистки дымовых газов от газообразных, в т.ч. плохо растворимых загрязняющих компонентов за счет увеличения плотности молекул воды в газовой среде, относительно малой упругости, повышенных адгезионных свойств, высоко развитой площади поверхности жидкой фазы и увеличения растворяющей способности по газам.It is known that it is possible to control the steam condensation process (to intensify it) either by decreasing the medium temperature t ^o below the liquid boiling t ^o at a constant pressure, or increasing the pressure at a constant medium t ^o , which is proposed to be implemented in the inventive method. In this case, the selected pressure, 100-120 times greater than the initial pressure of the gas-vapor mixture, corresponds to the complete condensation of the vapor. All this provides an increase in the efficiency of cleaning flue gases from gaseous, including poorly soluble contaminants due to an increase in the density of water molecules in the gas medium, relatively low elasticity, increased adhesive properties, a highly developed surface area of the liquid phase and an increase in gas solubility.

После осуществления перечисленных основных этапов заявляемого способа сконденсировавшуюся воду вместе с растворенными в ней загрязняющими газовыми компонентами удаляют в виде шлама, а очищенные дымовые газы выпускают в атмосферу. Таким образом осуществляли заявляемый способ последовательно для каждой новой порции дымовых газов, обеспечивая тем самым непрерывную динамику основного газового потока. After the implementation of the above main stages of the proposed method, the condensed water together with the polluting gas components dissolved in it is removed in the form of sludge, and the purified flue gases are released into the atmosphere. Thus, the inventive method was carried out sequentially for each new portion of flue gases, thereby ensuring continuous dynamics of the main gas stream.

В результате проведенных экспериментов установлена зависимость эффективности очистки газов от двуокиси серы (SO₂) при изменении давления газов, при температуре 150-160^oC:
Таким образом, заявляемый способ позволяет обеспечить эффективность очистки дымовых газов от SO₂ 97% что на 54% больше, чем у прототипа, по NO_x эффективность очистки 62% что на 54% больше, чем у прототипа.As a result of the experiments, the dependence of the efficiency of gas purification from sulfur dioxide (SO ₂ ) when changing the gas pressure at a temperature of 150-160 ^o C:
Thus, the claimed method allows to ensure the efficiency of flue gas cleaning from SO ₂ 97%, which is 54% more than the prototype, NO _x cleaning efficiency 62%, which is 54% more than the prototype.

Использование предлагаемого способа обеспечивает очистку дымовых газов практически от любых растворимых и даже слаборастворимых компонентов. Using the proposed method provides the purification of flue gases from virtually any soluble and even slightly soluble components.

Claims

A method of purifying flue gases from polluting components, including dividing the flue gas stream into isolated portions, sequentially compressing each portion with increasing pressure and simultaneously irrigating the gases with a liquid, subsequently discharging the cleaned flue gases to the atmosphere and removing sludge, characterized in that the irrigation liquid is transferred before irrigation to the state of superheated steam, and the pressure in the zone of interaction of gases with the liquid is increased 100 to 120 times relative to the pressure corresponding to the boiling point of the liquid tee.