Спосіб очищення газових викидів виробництва карбаміду від забруднюючих речовин

Спосіб очищення газових викидів виробництва карбаміду від забруднюючих речовин, при якому газові викиди пропускають через пакет вихрових труб з одночасним зрошенням згаданого пакета поглинальною рідиною, за яку використовують циркулюючий в виробництві слабоконцентрований розчин карбаміду, який відрізняється тим, що величину параметрів згаданої поглинальної рідини підтримують на наступному рівні: - рН не більше 6,8, - температура не більше 40 °С. (19) (21) u200703236 (22) 26.03.2007 (24) 10.08.2007 (46) 10.08.2007, Бюл. № 12, 2007 р. (72) Жигайло Борис Данилович, Березницький Віктор Семенович, Сердюк Анатолій Іванович, Пілюгін Віктор Вікторович, Скляров Віталій Леонідович, Гриців Роман Герасимович (73) Жигайло Борис Данилович, Березницький Віктор Семенович, Сердюк Анатолій Іванович, Пілюгін Віктор Вікторович, Скляров Віталій Леонідович, Гриців Роман Герасимович 3 25443 - підвищена кількість поглинальної рідини на вузол очищення - 200-350м 3/годину; - громіздкість і велика металоємність обладнання для очищення; - низький показник очищення від домішок аміаку. Найбільш близьким до заявленого по технічній суті та досягнутому результату (прототипом) є спосіб очищення газових викидів виробництва карбаміду від забруднюючих речовин, включаючий їх пропускання через поглинальну рідину, яку розпилюють шляхом пропускання через пакет вихрових труб зі швидкістю 7-9м/с з одночасним їх зрошенням при витраті поглинальної рідини 0,25-0,35л/м 3, при цьому закручений в вихрових труба х газовий потік в процесі його змішування з рідиною утворює туманоподібну скраплену суміш, в котрій відбувається конгломерація частинок пилу карбаміду та їх поглинання разом з домішками аміаку [Патент України №53828А, бюл. №2, 17.02.2003р.]. В розглянутому способі за рахунок використання високоефективного розпилу поглинальної рідини в ви хрових тр убах вдалось отримати цілий ряд переваг в порівнянні з розглянутими аналогами: - зниження енергоспоживання за рахунок ліквідації електроприводів для обертання диспергаторів, а також зменшення кількості поглинальної рідини і, як наслідок, зменшення потужності електродвигунів для її перекачування; - зниження металоємності за рахунок збільшення швидкості потоку газових викидів в ви хрових труба х до рівня 7÷9м/сек і, як наслідок, до зменшення геометричних розмірів обладнання для очистки; - збільшення показників очищення від пилу карбаміду і аміаку за рахунок дрібнодисперсного розпилу поглинальної рідини і, як наслідок, суттєвого збільшення поверхні контактування рідини з газом. Але, як в цьому способі, так і в згаданих раніше аналогах залишився дуже суттєвий недолік низький показник очищення газових викидів від домішок аміаку (дивись додаток №3 - акт дослідно-промислових випробувань газоочисних установок повітря гранбашти "Карбамід-1" після капітального ремонту і реконструкції). В згаданому акті показано, що в способі по прототипу середньостатистична концентрація аміаку в очищеному газі складає 25,15мг/м 3, тобто показник очистки від аміаку не перевищує 74,85%. В розрахунку на витрату повітря через гранбашту карбаміду 600000м/годину середньорічний викид аміаку в атмосферу після згаданої башти карбаміду складе 120,7т/рік. Це дуже відчутний викид, особливо для підприємств, що виробляють мінеральні добрива, де сумарний викид аміаку, як правило, перевищує допустимі норми. В основу корисної моделі покладено завдання збільшити показник очищення газових викидів від домішок аміаку. Суть корисної моделі досягається тим, що в відомому способі очищення газових викидів виробництва карбаміду від забруднюючих речовин, що 4 включає його пропускання через пакет вихрових труб з одночасним зрошенням згаданого пакету поглинальною рідиною, в якості якої використовують циркулюючий в виробництві розчин карбаміду, величину параметрів згаданого розчину підтримують на наступному рівні: - рН не більше 6,8 - температура не більше 40°С Сукупність суттєвих ознак заявленої корисної моделі має наступний причинно-наслідковий зв'язок: - експериментально встановлена величина параметру рН поглинальної рідини на рівні не більше 6,8 забезпечила переміщення процесу поглинання аміаку в зону його оптимального протікання, що дозволило досягнути значного збільшення показника очистки від домішок аміаку; - підвищення показника очищення від домішок аміаку в цілому до рівня не менше ніж 92% досягнуто завдяки експериментальному визначенню параметрів процесу поглинання аміаку, що забезпечують оптимізацію цього процесу. Експериментальне випробування запропонованого способу провели на модельній установці, зображеній на Фіг. Газову суміш, яка за своїм складом моделює газові викиди з гранбашти виробництва карбаміду, в визначеній кількості дозували в модельну скляну вихрову тр убу 6. В вихрову трубу вмонтовано завихрювач 8 і турбулізатор 7. Верхня частина вихрової тр уби вмонтована в дозировочну ємність свіжої поглинальної рідини 3, нижня частина - в ємність спрацьованої поглинальної рідини 9. Ущільнення вихрової труби в обох ємностях виконано з допомогою ущільнюючих сальників, які розміщені в штуцерах 4. Ущільнення досягають за рахунок гайок 5, які нагвинчують на штуцери 4. Дозування поглинальної рідини проходить самопливом з напірної ємності 1 через холодильник 13, що забезпечує задану температуру розчину. Задану кількість поглинальної рідини забезпечують вентилем 2. Верхній зріз вихрової труби розміщено в ємності 3 на відстані 8¸10мм від її дна. Поглинальна рідина, заповнюючи ємність 3, досягає верхнього зрізу ви хрової тр уби і по її стінках починає стікати в плівковому режимі. Модельна газова суміш, що надходить в ємність 9, висхідним потоком підіймається по вихровій трубі, проходячи спочатку завихрювач 8, потім турбулізотор 7. Цей завихрений газовий потік стикається з стікаючою в плівковому режимі по стінці вихрової труби поглинальною рідиною. В процесі їх взаємодії утворюється туманоподібна зона контактування рідини з газом, в якій досягається дрібнодисперсний розпил поглинальної рідини, що сприяє суттєвому збільшенню поверхні контактування рідини з газом і, як наслідок, забезпечує високий показник очищення газової суміші від домішок. Режим в вихровій трубі регулюють шляхом дозування визначених кількостей поглинальної рідини і газової суміші. З іншого боку режим в вихровій трубі визначає гідрозатвор, висота якого визначається взаємним розташуванням гнучкої гумової тр уби 10 з вентилем 12 на кінці і завихрювача 8. 5 25443 Оскільки модельна вихрова труба була виготовлена із скла, процес утворення вихору і згаданий дрібнодисперсний розпил поглинальної рідини можна було спостерігати візуально. Регулювання величини всіх вищезазначених параметрів в поєднанні з візуальним спостереженням дозволило забезпечити оптимальний режим контактування рідини з газом в вихровій трубі. 6 Відбір на аналіз вихідної газової суміші виконували через пробовідбірний пристрій А1, очи щеної газової суміші - через пробовідбірний пристрій А2 . Результати згаданих випробувань наведені в таблицях 1 і 2. Таблиця 1 Експериментальна перевірка впливу величини рН поглинальної рідини на показник очищення газової суміші від аміаку Кількість поглинальної рідини - 0,3л/м 3 Лінійна швидкість газової суміші в вихровій трубі - 8м/сек. Температура поглинальної рідини - 40°С. Кількість газової суміші, м 3/год 36,2 36,2 36,2 36,2 Аналізи на Величина рН поглинальної вміст аміаку, мг/м рідини До очист- Після очиски тки 6,8 100 24 6,4 100 19 6,2 100 15 6,0 100 13 Показник очищення від аміаку, % 76 81 85 87 Таблиця 2 Експериментальна перевірка впливу температури поглинальної рідини на показник очищення газової суміші від аміаку Кількість поглинальної рідини - 0,3л/м 3 Лінійна швидкість газової суміші в вихровій трубі - 8м/сек. рН поглинальної рідини - 6,0 Аналізи на вміст аміаку, Кількість газової суміші Температура поглинальної мг/м 3 3 м /год рідини Після очистДо очистки ки 36,2 40 100 13 36,2 35 100 11 36,2 32 100 9 36,2 30 100 8 Із аналізу результатів таблиці 1 виходить, що зменшення величини рН поглинальної рідини, тобто підвищення рівня її кислотності, при інших рівних умовах позитивно впливає на процес поглинання аміаку. На основі результатів, приведених в таблиці 1, показник рН слід підтримувати на рівні біля 6,0. Із аналізу результатів таблиці 2 виходить, що зменшення температури поглинальної рідини також позитивно впливає на процес поглинання аміаку. Виходячи з реальних можливостей агрегату карбаміду, експериментальна перевірка впливу температури була виконана в діапазоні температур 30-40°С. Із наведених в таблиці 2 результатів видно, що при підтриманні величини Показник очищення від аміаку, % 87 89 91 92 рН на рівні 6,0 з одночасним підтриманням температури поглинальної рідини на рівні 30°С показник очищення від аміаку досягає 92% при концентрації залишкового аміаку в очи щеному газі до 8мг/м 3, що значно нижче існуючої норми 20мг/м 3. Впровадження запропонованого способу очищення в виробництво дозволить зменшити викид в атмосферу токсичного аміаку в розрахунку на 1 агрегат карбаміду приблизно на 85т/рік. Цей аміак буде повернуто в виробництво на повторну переробку, що в свою чергу сприяє підвищенню продуктивності агрегату карбаміду орієнтовно на 50т/рік. 7 Комп’ютерна в ерстка М. Мацело 25443 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601