Пристрій для відмивання димових газів повітронагрівачів доменних печей від діоксиду вуглецю

Реферат: Пристрій для відмивання димових газів повітронагрівачів доменних печей від діоксиду вуглецю включає адсорбційну колону для змішування димових газів з адсорбентом, що з'єднана з пристроєм для десорбції газів та газопроводом для транспортування виділеного СО2. Як пристрій для десорбції використовується стрипер, а адсорбційна колона виконана у вигляді змійовика. UA 118769 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВІДМИВАННЯ ДИМОВИХ ГАЗІВ ПОВІТРОНАГРІВАЧІВ ДОМЕННИХ ПЕЧЕЙ ВІД ДІОКСИДУ ВУГЛЕЦЮ UA 118769 U UA 118769 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до металургії, а саме очищення газових сумішей від діоксиду вуглецю і може застосовуватися в доменному виробництві для очищення димових газів повітронагрівачів від діоксиду вуглецю для запобігання забруднення повітряного басейну підприємства. Чорна металургія є однією з найбільш енерговитратних промислових галузей у світі. До того ж, використання у чорній металургії вугілля як одного з головних первинних енергоносіїв робить цю промисловість одним з основних джерел викидів діоксиду вуглецю. За даними міжнародної екологічної агенції (International Energy Agency, IEA); 30 % загальних викидів СО2 в навколишнє середовище припадають на металургію. Тому є необхідність в розробці заходів по утилізації діоксиду вуглецю. Основним джерелом викидів діоксиду вуглецю в доменному виробництві є доменна піч, а саме колошниковий газ, який подається до повітронагрівача, використовується як паливо та у вигляді димових газів потрапляє до повітряного басейну Відомий пристрій для виділення діоксиду вуглецю від димових газів та відповідний пристрій, який включає хімічну адсорбцію діоксиду вуглецю за допомогою аміаку та подальшу десорбцію в реакторі регенерації для циклічного використання адсорбенту (патент RU № 2473379 С2, МПК В01Д 53/86, опубл. 27.01.2013, бюл. № 3). До причин, перешкоджаючих досягненню вказаного нижче технічного результату при використанні відомого пристрою належить те, що в відомому пристрої використовується аміак як адсорбент з нестійким характером, високим рівнем небезпечності при витоку та високим рівнем випаровуваності адсорбенту. Також використання каталізаторів ТіО 2 та V2O5 істотно підвищує вартість виділення СO2 з димових газів. Площа взаємодії адсорбенту та димового газу недостатня для досягнення рівня відмивання СО2 у 90-95 %. Найбільш близьким до корисної моделі за сукупністю суттєвих ознак є пристрій поглинання та відновлення вуглекислого газу з димових газів, використовуючи аміачну воду як адсорбент за допомогою адсорбційної колони для відновлення діоксиду вуглецю (патент US № 2008/0307968 Α1, МПК В01Д 53/14, опубл. 18.12.2008). За допомогою аміаку діоксид вуглецю видаляється з димових газів, так що аміак, який міститься в димових газах, з якого вуглекислий газ видаляється і відновлюється. Регенераційна колона, яка включає секцію очищення інтегрована з адсорбційною секцією, для видалення вуглекислого газу з адсорбенту для повторної регенерації та циклічного використання. Недоліком даного пристрою є нестійкий характер аміаку, високий рівень небезпечності при витоку та високий рівень випаровуваності адсорбенту. Крім того, максимальне значення відділення СО 2 від газової суміші складає 70 %, також надзвичайна летючість та випаровуваність аміаку ускладнює проведення десорбції. В основу корисної моделі поставлена задача досягти ступеня відмивки димових газів повітронагрівачів доменних печей від СО2 на рівні 90-95 %. Відмінність запропонованої корисної моделі є те, що як адсорбент використовується моноеталомін з високою реакційною здатністю з діоксидом вуглецю та як адсорбційний прилад використовується змійовик, що збільшує площу взаємодії адсорбенту та димових газів. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для відмивки димових газів повітронагрівачів доменних печей від діоксиду вуглецю який включає адсорбційну колону для змішування димових газів з адсорбентом, що з'єднана з пристроєм для десорбції газів та газопроводом для транспортування виділеного СО2, згідно з корисною моделлю, як пристрій для десорбції використовується стрипер, а адсорбційна колона виконана у вигляді змійовика. Запропонована корисна модель пояснюється за допомогою схеми, наведеної на кресленні. Схема для здійснення способу відмивки димових газів повітронагрівачів в доменному виробництві від діоксиду вуглецю складається зі змійовика 1, який під'єднується до борова 2 повітронагрівача та системи регенерації адсорбенту від СО 2 - стрипера 3, насоса 4, нагрівача 5 конденсатора 6 та насоса 7. Пристрій працює наступним чином, димові гази подаються безпосередньо в змійовик 1 з борова 2 повітронагрівача, адсорбент подається через клапан. Після взаємодії моноеталоміну з діоксидом вуглецю в змійовику 1, суміш потрапляє до стрипера 3 для процесу термічної десорбції при температурі 100-140 °C за допомогою насоса 4. Нагрівач 5 забезпечує необхідну температуру для десорбції СО2 (100-140 °C), зі стрипера СО2 потрапляє до конденсатора 6 для охолодження, потім через газопровід діоксид вуглецю потрапляє в бункер для зберігання чи повторного використання. Моноеталомін після проведення процесу десорбції осаджується на дні стрипера та за допомогою насоса 7 потрапляє до змійовика для циклічного використання як адсорбент. Підвищення ефективності очищення димових газів повітронагрівачів досягається за рахунок використання адсорбенту моноеталоміну з високою реакційною здатністю. Оптимальними умовами для здійснення процесу адсорбції є температура до 60 °C, що підтверджено 1 UA 118769 U 5 розрахунками енергії Гібса. У міру проходження змійовика, температура димових газів знижується, потім в змійовик подається водний розчин моноеталоміну для взаємодії з СО 2 з димових газів. У міру проходження газом змійовика здійснюється адсорбція СО 2, утворюючи бікарбонат за реакцією: RNH2+Н2О+СО2RNH3 НСО3, де R-C2H4OH. Переваги запропонованого пристрою: Запропонована корисна модель дозволяє збільшити ступінь уловлювання СО 2 з димових газів повітронагрівачів доменних печей. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Пристрій для відмивання димових газів повітронагрівачів доменних печей від діоксиду вуглецю, який включає адсорбційну колону для змішування димових газів з адсорбентом, що з'єднана з пристроєм для десорбції газів та газопроводом для транспортування виділеного СО2, який відрізняється тим, що як пристрій для десорбції використовується стрипер, а адсорбційна колона виконана у вигляді змійовика. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2