Спосіб очищення шкідливих викидів у виробництві мінеральних добрив

1. Спосіб очищення шкідливих викидів у виробництві мінеральних добрив, що включає пропускання згаданих викидів крізь зону контактування газу з рідиною, який відрізняється тим, що для здійснення процесу очищення зону контактування газу з рідиною виконують у вигляді вихрової труби з завихрювачем і турбулізатором, в яку знизу висхідним потоком подають неочищену газову суміш з лінійною швидкістю 6-10м/сек, а зверху згадану суміш зрошують водою або розчином мінеральних добрив, при цьому співвідношення об'єму зрошувальної" рідини до об'єму очищуваної газової суміші підтримують в діапазоні 0,25-0,5 л/м3. 2. Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що газову суміш пропускають спочатку через завихрювач, а потім через турбулізатор, встановлений на відстані 3-5 діаметрів вихрової' труби від завихрювача і виконаний у вигляді кільцевої шайби. Винахід відноситься до галузі виробництва мінеральних добрив, зокрема виробництва на основі аміачної селітри, і може бути використаний для уловлювання із газів дрібнодисперсійних вагових часток і аміаку. Видомі способи очищення газових викидів у виробництві аміачної селітри шляхом пропускання викидів, забруднених пилом аміачної селітри крізь фільтри із волокнистих матеріалів. [1.В.Н. Ужов, Очистка промышленных газов фильтрами "Химия", М.,1970 г с 86-141]. Недоліками цих способів є великий гідравлічний опір і низька ефективність уловлювання дрібнодисперсійних пилових часток розміром менше п'яти мікрон. Крім того, виникає необхідність частої1 очистки фільтра шляхом його промивки. Відомий спосіб очистки шкідливих викидів у виробництві вапняно-аміачної селітри від пилу шляхом пропускання запиленого газу крізь батарейні циклони і промивний скрубер [2. В. А. Клевке, Технология азотных удобрений, ГНТИ химической литературы, М.,1963, с 147-149]. До недоліків цього способу відносяться підвищена енергоємкість за рахунок двохстадійного процесу пиловловлювання та складність транспортування пилу, який уловлюється, а також низька ефективність уловлювання, особливо дрібнодисперсних пилових фракцій розміром менше п'яти мікрон. Найбільш близьким за технічною сутністю та ефекту, що досягається, є спосіб очищення шкідливих викидів у виробництві гранульованої аміачної селітри [3. Справочник азотчика, т 2, "Химия", М., 1969 г. с 55-68 - прототип] Спосіб здійснюється шляхом пропускання забруднених газів крізь скрубер із промивочними ситоподібними тарілками, які зрошують 10-20% розчином аміачної селітри Недоліками цього способу є1 низький показник очистки газу від пилу аміачної селітри та аміаку (не перевищує 75%), а з додатковими волокнистими фільтрами - 85%. І знову, як і у всіх згаданих вище способах - низький показник очистки від дрібнодисперсних пилових фракцій (розміром менше п'яти мікрон) - на рівні 10-15%. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу шляхом створення зони контактування газу із рідиною, яка забезпечує збільшення показника ступеня очистки, особливо від дрібнодисперсних пилових фракцій, (діаметром менше п'яти мікрон), а також зниження енергоємкості процесу Поставлена задача досягається тим, що в способі очищення шкідливих викидів у виробництві мінеральних добрив, що вміщує пропускання згаданих викидів крізь зону контактування газу з рідиною, згідно з винаходом, зону контактування газу з рідиною виконують у вигляді вихрової труби, з за (22)29.12.1998 CM CM ю 41522 вихрювачем і турбулізатором, в яку знизу висхід1. ним потоком подають неочищену газову суміш з Випробування проводили при лінійній швидколінійною швидкістю 6-10 м/сек, а зверху згадану сті газової суміші а вихревій трубі 8 м/сек і співвід3 суміш зрошують водою або розчином мінеральних ношенні об'єму зрошуючої рідини до газу 0,3 л/м . добрив, при цьому співвідношення об'єму зрошуюПриклад 1. Газоповітряну суміш в кількості 300 3 чої рідини до об'єму очищуваної газової суміші м /год з домішками пилу аміачної селітри і аміаку 3 підтримують в діапазоні 0,25-0,5 п/м , газову суміш пропускали через вихреву трубу з завихрювачем і пропускають спочатку крізь завихрювач, а потім турбулізатором. Діаметр вихревої труби 140 мм, крізь турбулізатор, який виконаний у вигляді кільспіввідношення площі перерізу турбулізатора до 1 цевої шайби і встановлений на відстані 3-5 d виплощі перерізу вихревої труби 0,82, відстань від хрової труби турбупізатооа до завихрювача складала 570 мм. В процесі випробувань змінювали кут а встановленВибір оптимальних параметрів пропускання ня лопаток завихрювзча в діапазоні 45±5°. Регазу крізь вихреву трубу забезпечує збільшення зультати цих випробувань наведені в таблиці 1. показника ступеня очистки від дрібнодисперсних Таблиц» 1 пилових фракцій (діаметром менше п'яти мікрон), а також зниження енергоємкості процесу Найменуванні шльоюго парам:тру На фіг 1 поданий поздовжній розріз пристрою, очистки Кут а «становлення лопаток здекхрювачі, грілуся за допомогою якого здійснюють спосіб. 45+6-51 45+5-50 45-5-40 45-Й-Э9 «•3-4! Пристрій містить корпус 1, в якому зона конта3 ] 2 А 5 ктування газу із рідиною виконана у вигляді вихро, вою труби 2, із розташованими в ній лопатевим Коефіцієнт очиш:ннд sift пилу NH.NO,.* завихрювачем З І турбулі затором 4, корпус поста(середне значенні і 5 84 86 95.4 87 83 ДОСЛІДІВ) чений патрубками 5 - подачі неочищеної газової суміші і 6 - зрошуючого розчину або води, патрубКоефіцієнт очищеній ками 7 - відводу очищеного газу і 8 - отводу забрувід аміаку, % дненого зрошуючого розчину Лопаті завихрювача (середнє значенні з 5 84 86 82 976 87 дослідів) З установлені під кутом, який забезпечує оптимальний режим взаємодії потоків, а турбулізатор 4 Приклад 2. Параметри випробувань точно повиконаний у вигляді кільцевої шайби 5. При цьому вторюють параметри, наведені в прикладі 1 При співвідношення площ перерізу вихрової труби 2 І цьому змінювали відстань між завихрювачем і тутурбулізатора 4 складає 1 '0,8+0,05, турбулізатор 4 рбулізатором в діапазоні (3d-d)-(5d+5), де d - діаустановлений на відстані 3-5 діаметрів від завихметр вихревої труби Результати цих випробувань рювача 3, патрубок 6 подачі зрошуючого розчину наведені в таблиці 2 Таблиці 2 розташований у верхній частині корпусу 1, а патрубок 5 подачі неочищеної газової суміші і патрубок 8 відводу забрудненої зрошуючої рідини - в Відстань між зівихрювачеи і ту рбу л натороч, им Найменування нижній частині корпусу 1 шлчтого параметру 1 ОЧИЩЕННЯ 3d-53d5d+54d5dСпосіб здійснюють таким чином 4 1403140+5- 3 140+55 1405 Й0+5Газові викиди після випарного апарата (на 425 420 700 70S 560 кресленні не показаний) направляють у вихрову ] 2 3 4 5 6 трубу 2. При цьому газова суміш спочатку надхоКоефшіснт очищенні дить через лопатевий завихрювач 3 Із лопатями 9, відгшлу NH.NOi.% (середнє значення з 5 SI Si 87 S3 96.0 установленими під кутом 45+5-С, потім через турдостали) булізатор 4. Зверху через патрубок 6 у вихрову трубу дозовано подають розчин аміачної селітри Косфішснт очищення від N H , . V, при температурі 20+5°С. В контактній зоні вихро(середне значення і 5 83 97.4 89 и вої труби створюється високотурболізований одДОСЛІДІВ) норідний газорідинний шар, в якому відбувається інтенсивне розчинення пилу аміачної селітри та Приклад З. Параметри випробувань точно поаміаку в зрошуючому розчині, процес проходить в вторюють параметри, наведені в прикладі 1. Змірежимі інтенсивного теплообміну. Зрошуючий рознювали співвідношення площ переризу турбулізачин після контакту із газоповітряною сумішшю потора і вихрової труби (S1/S2). Результати цих дають на рециркуляцію і при досягненні певної випробувань наведені в таблиці 3. концентрації' виводять із системи і-повертають у СПІВ відношення площ перерізу турбулізатора виробництво аміачної" селітри, а очищену газоповітряну суміш викидають в атмосферу Найиснування і »и*реїоі труби (S.(Sj) цільового параметру Проведена серія випробувань, спрямованих очнщеннл 0,8+0,06 0,8+0,05 0,8+0.03 0,8-0,06 0,8-0,05 на пошук і експериментальне обгрунтування опти3 1 2 5 б мальних параметрів пропуску очищуваного газу через вихрову трубу: Коефіцієнт очищення - вибір установки лопатей завихрювача під оп87 и (середне значення з 5 ІЗ 86 95.4 досліди) тимальним кутом; - вибір оптимальної відстані міжзавихрювачаКоефщіЕкт очищенні ми і турбулізатором ВІД іміяку, V. - оптимальним відношенням геометричних (середне значенні з 5 88 п 84 S7 97.3 досліди) розмірів турбулізатора поз З І вихревої труби поз. 6 41522 Наведені в таблицях 1-3 результати випробуТаблиця 5 вань приводять до висновку про оптимальний реTs»nsc4ryju По «із н и ' очядеині Гідрв»ПІрОГООВОІ r u p o r u o H f суьіші, % жим пропускання газової суміші через вихреву суиші". 'С трубу: іліріту. •ID NH.NO, NH, 1. Із таблиці 1 маємо, що пропускання газу чеВчід Вихід NH, ГчН.МОї NH, NH.NO, Ібі 95 75 9.6 0,97 і 10 , 77 0 5.1 2,11 рез завихрювач з лопатками під кутом 45+5° (гра94 74 0,90 82,0 79,0 167 5.0 9.8 2.16 фи 3 и 4 таблиці) приводить тільки до незначного і, сю SOD 95 169 73 50 9.7 77,0 1.11 74 1.04 80.0 76,0 95 166 52 9.6 2.31 покращення результатів очищення в порівнянні з 14 0 97 2.3J 11,0 76.0 94 165 5.1 9.7 94 1,00 2,26 SQ.O 77 0 166 73 5,0 98 прототипом. Вихід за ці гранично допустимі велиСереаиг значенні S0.6 76! чини як в одну, так і в іншу сторону (графи 2 і 5 Приклад 6. Газовий потік направляли в вихретаблиці) приводить до деякого погіршення резульвий аппарат в такій кількості по об'єму, щоб в кожтатів очищення в порівнянні з прототипом. ній вихревій трубі швидкість висхідного газового Оптимальним являється пропускання газу чепотоку була на рівні 6,5 м/сек Об'єм зрошуючої 3 рез завихрювач з лопатками, установленими під рідини підтримували на рівні 0,25 л/м . кутом, числове значення якого знаходиться в сеіШЯ б редині діапазону 45±5° {графа 6 в таблиці 2). П о и з и н і оч нш t f h i пірогоокн Темпірііурі Лчиїа п р о -LVWH суишії. Пдрысу*» ш. * rupOrUOMIC)Mlllll 2. Із таблиці 2 маємо, що оптимальним явля•с Піьи Пери ється пропускання газу через вихреву трубу з заіпірггґ иЫ' NH, NH.NO, вихрювачем і турбулізатором, відстань між якими Bin В-> ід NH, NH.VO, 84 6 80.2 76 9.( 165 62 і. 3 складає орієнтовно половину величини від 3 до 5 44 12 0 111 to 161 101 1,0 11 1 164 II І'.О аг >.1Д 03 л„иііз пврогна -су-,» р*тур пірогпоюГсукішін % су* mi. "С Передо кц.енМ«и ІПІрІГ). 50 41 so 50 !0 S O Una US 147 166 168 165 166 U и на М 61 61 60 60 60 Ml, J2 50 5.2 5,1 5.0 5.0 NH.NO, ?.) 100 9.7 9,6 9.! 9.6 елня Пхаю іищекна NH, f.