Установка для одержання вуглекислоти з димових газів

Корисна модель відноситься до хімічної та газопереробної промисловості і може бути використана для одержання вуглекислоти з димових газів газових опалювальних котелен безпосередньо на об'єктах газової промисловості з використанням їх ресурсів. Відомий пристрій для виділення двоокису вуглецю з димових газів, який містить транзитний газохід з вікном у днищі, до якого прикріплений корпус з розміщеними у ньому теплообмінною, абсорбційною, десорбційною і охолоджувальною секціями, відсмоктуючою парасолькою, з’єднаною з вентилятором та осушувачем [Патент на винахід № 2217221. Російська Федерація, МПК 7 B01D53/14, дата публікації 27.11.2003]. Описаний пристрій направлений, насамперед, на підвищення надійності конструкції, але він не забезпечений засобами для автоматичного підтримування високої якості одержуваного продукту. Найбільш близькою до пропонованої за технічною суттю є установка для одержання вуглекислоти з димових газів, яка містить димохід, один кінець якого призначений для підключення до топки газоспалювального пристрою, а другий - з'єднаний з пристосуванням для одержання рідкої вуглекислоти [Каталог компанії UNION ENGINEERING, /Denmark/ - 2000. - C. 12]. Оптимальним для одержання з димових газів вуглекислоти є режим дефіциту повітря у димових газах, тобто режим підтримання коефіцієнту надлишку повітря димових газах у межах = 0,88...0,92. При цьому режимі у одержуваній вуглекислоті відсутній залишковий кисень, оксиди азоту, а вміст двоокису вуглецю у продуктах згоряння є найбільшим. Згадана вище установка не містить у своєму складі пристроїв для автоматичного підтримання оптимального коефіцієнту надлишку повітря a у димових газах у межах a = 0,88...,092 . Тому, у основу пропонованої корисної моделі поставлено задачу створення такої установки для одержання вуглекислоти з димових газів, в якій би підтримувався оптимальний коефіцієнт надлишку повітря a в димових газах, а саме a = 0,88...,092 . Поставлена задача вирішується у пропонованій установці, яка, як і відома установка для одержання вуглекислоти з димових газів, містить димохід, один кінець якого призначений для підключення до топки газоспалювального пристрою, а другий - з'єднаний з пристосуванням для одержання рідкої вуглекислоти, а, відповідно до корисної моделі, установка додатково забезпечена системою підтримування коефіцієнту надлишку повітря a у димових газах в межах a = 0,88...,092 , яка включає газоаналізатор, встановлений у відгалуженні димоходу на вході до пристосування для одержання рідкої вуглекислоти, блок управління, виконаний у вигляді програмуючого контролера, вентилятор, призначений для подання повітря до топки газоспалювального пристрою, керований вентиль, встановлений на виході вентилятора, електричний вихід газоаналізатора підключений до входу блока управління, а вихід блока управління підключений до керуючого входу керованого вентиля. Пропонована установка забезпечена системою підтримування коефіцієнту надлишку повітря a у димових газах в межах a = 0,88...,092 . У блоці управління, що входить до складу згаданої системи і виконаному у вигляді традиційного програмуючого контролера, задають рівень електричного сигналу, який відповідає оптимальному значенню коефіцієнта надлишку повітря a у димових газах. Рівень одержаного з газоаналізатора сигналу автоматично порівнюється у блоці управління з заданим у блоці управління рівнем електричного сигналу, що відповідає оптимальному значенню коефіцієнту надлишку повітря a у димових газах. В залежності від арифметичної різниці рівнів заданого і одержаного електричних сигналів, блок управління дає команду на відкривання або прикривання керованого вентиля, тобто на збільшення або зменшення потоку повітря, що подають у топку газоспалювального пристрою - підвищення або зменшення інтенсивності горіння газу. Суть пропозиції показана на схемі пропонованої установки. Установка забезпечує процес вилучення вуглекислого газу з димових газів шляхом розчинення вуглекислого газу у розчині моноетаноламіну (МЕА) і наступного одержання рідкої вуглекислоти. Пропонована установка для одержання вуглекислоти з димових газів, містить димохід 1, один кінець якого призначений для підключення до топки газоспалювального пристрою 2, а другий - з'єднаний з пристосуванням для одержання рідкої вуглекислоти 3. У якості газоспалювального пристрою 2 використана газова котельна. Димохід 1 забезпечений димососом (не показаний). Димосос призначений для прокачування димових газів через пристосування 3. Пристосування 3 включає скрубер, заповнений насадкою з керамічних кілець, пристрій для охолодження циркулюючою водою, абсорбер, забезпечений димоходом для випуску у атмосферу димових газів, з яких у абсорбері вилучили вуглекислий газ, десорбер, забезпечений кип’ятильником, теплообмінник, вуглекислотний компресор, призначений для стиснення, трубопровід, призначений для подання виснаженого розчину МЕА на адсорбер, проміжні теплообмінники, додатковий фільтр високого тиску, конденсатор, проміжну ємність, балон для рідкої вуглекислоти (не показані). Установка забезпечена системою підтримування коефіцієнту надлишку повітря a у димових газах в межах = 0,88...0,92. Згадана система включає газоаналізатор 4, встановлений у відгалуженні 5 димоходу 1, блок управління 6, виконаний у вигляді програмуючого контролера, вентилятор 7, призначений для подання повітря до топки газоспалювального пристрою 2, керований вентиль 8, встановлений на виході вентилятора 7. Газоаналізатор 4 призначений для генерації електричного сигналу, рівень значення якого відповідає значенню коефіцієнта надлишку повітря a у димовому газі, що надходить до відгалуження 5 димоходу 1. Електричний вихід газоаналізатора 4 підключений до входу блока управління 6, а вихід блока управління 6 підключений до керуючого входу керованого вентиля 8. Пропонована установка працює так. З топки газоспалювального пристрою 2 - котельної до димоходу 1 надходять димові гази, що одержують в результаті спалювання природного газу. Димові гази прокачують димососом через пристосування для одержання рідкої вуглекислоти 3, де відбувається процес одержання рідкої вуглекислоти. У згаданому процесі використовують розчин МЕА. Під час проходження димових газів через відгалуження 5 димоходу 1 і газоаналізатор 4 останній створює електричний сигнал, рівень якого відповідає коефіцієнту надлишку повітря a у димовому газі, що надійшов у відгалуження 5. Одержаний з газоаналізатора 4 електричний сигнал надходить до блоку управління 6, де його рівень порівнюється з рівнем електричного сигналу, що відповідає оптимальному значенню коефіцієнта надлишку повітря a у димових газах a = 0,88...,092 . В залежності від арифметичної різниці рівнів одержаного і заданого електричних сигналів, блок управління 6 дає команду (сигнал) на відкривання або прикривання керованого вентиля 8, тобто на збільшення або зменшення потоку повітря до топки газоспалювального пристрою 2. Таким чином підтримується оптимальний коефіцієнт надлишку повітря у димових газах в межах =0,88...0,92, а пропонована установка виробляє вуглекислоту, в якій відсутній залишковий кисень, оксиди азоту, а вміст двоокису вуглецю є суттєво більшим ніж у вуглекислоті, одержаній в установці-прототипі.