Спосіб мокрого очищення доменного газу

1 Спосіб мокрого очищення доменного газу, який включає подачу запиленого високотемпературного колошникового газу (300-350°) у корпус скрубера мокрої газоочистки, нагнітання в корпус скрубера води оборотного циклу для протитечійного зрошення колошникового газу, перемішування подаваного колошникового газу і води оборотного циклу, що нагнітається, з одночасним очищенням газової фази від пилу, відведення очищеного доменного газу через верхній патрубок скрубера і відведення суспензії, що утворилася, через пристрій для видалення шламів, який відрізняється тим, що у воду оборотного циклу попередньо вводять гідроксид кальцію 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що попереднє введення у воду оборотного циклу гідроксиду кальцію здійснюють подачею в неї вапняного пилу в КІЛЬКОСТІ m(Bn) = k-P(Kon)-V(Koiir)-M(CaO)-co(C02)/[R-T-a(CaO)], Де т(ВП) - КІЛЬКІСТЬ подаваного вапняного пилу, т/година, k = 3,8ч-4,0 - експериментально встановлюваний коефіцієнт, Р(кол) -тиск газу на колошнику, Па, \/(кол г) - годинний обсяг колошникового газу, що утвориться, м3/с, М(СаО) - молярна маса оксиду кальцію, кг/моль, cov(C02) - об'ємна частка СОг у колошниковому газі, частки одиниці, R - універсальна газова постійна, Дж/(моль-К), Т -температура колошникового газу, К, а(СаО)] - активність вапняного пилу, % О 00 Винахід відноситься до технології мокрого очищення газів, зокрема до мокрого очищення доменного газу шляхом зрошення його в скруберах Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є спосіб мокрого очищення доменного газу (див наприклад, Тимченко Н А , Біловодченко Б И , Цукрів ВЛ і ш Авт свід СРСР № 1562014 АІ, кл B01D 47/06, заявл 13 06 88, опубл 07 05 90 у бюл № 17) Відомий спосіб мокрого очищення доменного газу включає подачу запиленого високотемпературного колошникового газу (300-350 ) у корпус скрубера мокрої газоочистки, нагнітання в корпус скрубера води оборотного циклу для противоточного зрошення колошникового газу, перемішування подаваного колошникового газу і води оборотного циклу, що нагнітається, з одночасним очищенням газової фази від пилу, відведення очищеного доменного газу через верхній патрубок скрубера і ВІДВІД суспензії, що утворилася, через пристрій для видалення шламів Даний спосіб мокрого очищення доменного газу по технічній сутності й ефекту, що досягається, є найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється Недоліком відомого способу мокрого очищення доменного газу є його низька ефективність, обумовлена високим вмістом дюксида вуглецю в очищеному доменному газі і підвищеній концентрації гідрокарбонату кальція у воді оборотного циклу мокрого очищення доменного газу Високий вміст дюксида вуглецю викликано його слабким поглинанням у скруберах через недолік оксиду кальція у твердій фазі колошникового газу, з одного боку, і через повільну швидкість взаємодії газоподібного СОг із твердим СаО при мокрому очищенні доменного газу в скруберах Підвищена о> ю 59280 концентрація гідрокарбонату кальція у воді оборотного циклу викликана розчиненням карбонату кальція, що утвориться, у надлишку вуглекислого газу через дифузійне обмеження реакції утворення карбонату кальція, що блокує поверхню СаО Високий вміст дюксида вуглецю знижує калорійність виробленого доменного газу, а підвищена концентрація гідрокарбонату кальція у воді оборотного циклу веде до забивання трубопроводів відкладеннями карбонату кальція В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу мокрого очищення доменного газу шляхом зниження концентрації гідрокарбонату кальцію у воді оборотного циклу мокрого очищення , що дозволить підвищити калорійність доменного газу і запобігти забиванню трубопроводів відкладеннями карбонату кальція Очікуваним технічним результатом пропонованого винаходу є підвищення калорійності доменного газу і запобігання забиванню трубопроводів відкладеннями карбонату кальція Зазначений технічний результат досягається тим, що в способі мокрого очищення доменного газу, що включає подачу запиленого високотемпературного колошникового газу (300-35000) у корпус скрубера мокрої газоочистки, нагнітання в корпус скрубера води оборотного циклу для противоточного зрошення колошникового газу, перемішування подаваного колошникового газу і води оборотного циклу, що нагнітається, з одночасним очищенням газової фази від пилу, відведення очищеного доменного газу через верхній патрубок скрубера і ВІДВІД суспензії, що утворилася, через пристрій для видалення шламів, у воду оборотного циклу попередньо вводять гідроксид кальція, попереднє введення у воду оборотного циклу пдроксида кальція здійснюють подачею в неї вапняного пилу в КІЛЬКОСТІ т(ВП)=к-Р(кол)-У(кол r)-M(CaO)-cov(C02)/[R-T-a( СаО)], де т(ВП) - КІЛЬКІСТЬ подаваного вапняного пилу, т/година, k = 3,8-ь4,0 - експериментально встановлюваний коефіцієнт, Р(кол) -тиск газу на колошнику, Па, \/(кол г) - годинний обсяг колошникового газу, що утвориться, м3/с, М(СаО) - молярна маса оксиду кальція, кг/моль, cov(C02) - об'ємна частка СОг у колошниковому газі, частки одиниці , R - універсальна газова постійна, Дж/(моль-К), Т -температура колошникового газу, К, а(СаО)] - активність вапняного пилу, % Суть технічного рішення, що заявляється, полягає втім, що попереднє введення у воду оборотного циклу пдроксида кальція дозволяє одержати розчин, практично миттєво взаємодіючий з вуглекислим газом по реакції Са(ОН)2 + СО2 = СаСОз + Н2О Карбонат кальція, що утвориться, СаСОз, ви падає в осад, переважно на поверхні твердої фази (оксиди заліза), рівномірно змішуючись зі шламами Після переробки шламів на картах, введений у такий спосіб карбонат кальція дозволяє заощаджувати вапно, що вводиться в шлами, на стадії виробництва агломерату Так як розчин пдроксида кальція Са(ОН)2 практично миттєво взаємодіє з СО2, то доменний газ цілком очищається від вуглекислого газу, у результаті чого калорійність доменного газу значно збільшується попереднє введення у воду оборотного циклу гідроксиду кальція подачею в неї вапняного пилу в КІЛЬКОСТІ т(ВП)=к-Р(кол)-У(кол r)-M(CaO)-cov(C02)/[RT-a( СаО)], дозволяє практично цілком робити зв'язування вуглекислого газу, а також практично цілком запобігти утворення в рідкій фазі шламів гідрокарбонату кальція Проведеними експериментами встановлено, що при попереднім введенні у воду оборотного циклу вапняного пилу в КІЛЬКОСТІ т(ВП) =к-Р(кіл)-У(кол r)-M(CaO)-cov(C02)/[R-T-a(CaO)], відбувається залужування шламів, а при введенні у воду оборотного циклу вапняного пилу в КІЛЬКОСТІ т(ВП)=к-Р(кіл)-У(кол r)-M(CaO)-cov(C02)/[R-T-a(CaO) ], відбувається утворення в рідкій фазі шламів гідрокарбонату кальція В обох випадках при тривалому використанні води оборотного циклу відбувається забивання трубопроводів відкладеннями карбонату кальція Таким чином, попереднє введення у воду оборотного циклу гідроксиду кальція шляхом подачі в неї вапняного пилу в КІЛЬКОСТІ т(ВП)=к-Р(кіл)-У(кол r)-M(CaO)-cov(C02)/[R-T-a( СаО)], дозволяє ПІДВИЩИТИ калорійність доменного газу і запобігти забиванню трубопроводів відкладеннями карбонату кальція, що веде до досягнення технічного результату, зазначеного у винаході Спосіб мокрого очищення доменного газу здійснюють таким чином Вапняний пил змішують з оборотною водою мокрої газоочистки доменного цеху При змішуванні вапняного пилу з водою протікає реакція утворення гідроксиду кальція При дозуванні вапняного пилу в КІЛЬКОСТІ, ЩО забезпечує повне поглинання вуглекислого газу в об'єм води, необхідній для охолодження колошникового газу, утвориться істинно розчин (не суспензія!) гідроксиду кальція Істинний розчин гідроксиду кальція насосами нагнітають у скрубера мокрої газоочистки доменного цеху Гідроксид кальція взаємодіє з СО2, що міститься в колошниковому газі, і практично цілком зв'язує його до карбонату кальція Очищений від дюксида вуглецю доменний газ направляють споживачу, а карбонат кальція разом з доменними шламами, що утворилися, використовують як вторинну сировину при виробництві агломерату, У таблиці приведені порівняльні характеристики ефективності мокрого очищення доменного газу відомим способом і способом що заявляється 59280 Таблиця Спосіб Об'ємна частка СОг у вихідному колошниковому газі, % Відомий Заявляємий 24-29 24-29 Об'ємна частКонцентрація гідрока СОг в Калорійність докарбонату кальція в очищеному менного газу, доменному рідкій фазі шламів, кдж/м3 г/л газі, % 23-28 1,15-2,30 1900-2100 1,7-1,9 0,01-0,02 2400-2700 Винахід дозволяє в порівнянні з прототипом у 13,5-14,7 рази знизити вміст СОг в очищеному доменному газі, значно (у 11-13 разів) зменшити концентрацію гідрокарбонату кальція в рідкій фазі доменних шламів, у результаті чого калорійність доменного газу зростає з « 2000кдж/м до « Комп'ютерна верстка С Волобуева Очікуваний економічний ефект, гривень/рік 4800000 2550кдж/м Очікуваний економічний ефект за рахунок збільшення калорійності доменного газу, скорочення витрати вапна на стадії агломерації шламів, а також за рахунок запобігання забиванню трубопроводів відкладеннями карбонату кальція складає близько 5 млн гривень Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна