Пристрій для очищення димового газу промислових подрібнювачів

Реферат: Установка для очищення відхідного повітря з промислових подрібнювальних установок містить пристрій для мокрого пиловидалення для контактування відхідного повітря, що містить шкідливі речовини, з промивною рідиною, при цьому пристрій для мокрого пиловидалення містить скрубер Вентурі з декількома підключеними один за одним у напрямку потоку відхідного повітря ступенями Вентурі, установку для напірної флотації і пристрій для переміщення відпрацьованої промивної рідини, що надходить з пристрою для мокрого пиловидалення, в установку для напірної флотації. Установка забезпечує високий ступінь відділення шкідливих речовин. UA 105800 C2 (12) UA 105800 C2 UA 105800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до установки для очищення відхідного повітря з промислових подрібнювальних установок. Для попередньої обробки відходів, таких як металобрухт, використовуються великі промислові подрібнювальні установки. З екологічних причин такі установки звичайно містять додаткове встаткування, щоб, наприклад, підтримувати викиди пилу, а також викиди жирів, масел, палив тощо настільки низькими, наскільки це можливо. Технічне керівництво "Повітря" (німецьк. - ТА Luft) задає гранично припустимі значення викидів. Були спроби мінімізувати шкідливі речовини у відхідному повітрі допалюванням. Використовувалися також електрофільтри, біологічні фільтри або фільтри з активованим вугіллям. Однак для установок для подрібнювання (шредерів) згаданого виду дотепер не існують технічно й економічно задовільні рішення. Це належить не тільки до твердих, насамперед дрібнозернистих компонентів, у відхідному повітрі, але й до рідких або газоподібних шкідливих речовин, наприклад вуглеводнів. DE 195 20 399 С2 належить до способу й установки для попередньої обробки стічних вод з установок для мокрого пиловидалення промислових шредерів. При цьому промивна вода установки для мокрого пиловидалення подається у флотаційну установку. Осаджені тверді речовини вловлюються у послідовно підключеному збірному резервуарі й сушаться. Рідина, яку отримують при цьому, повертається в установку для мокрого пиловидалення, так само як і флотаційна вода флотації. За допомогою відомої установки досягається важливе часткове очищення відхідного повітря шредера. Вона, однак, у достатньому ступені не придатна для видалення з промивної води надзвичайно дрібнозернистих твердих речовин (розмір частинок також < 1 мкм до нанометрового діапазону), а також газоподібних і рідких шкідливих речовин. Тому в основу винаходу поставлена задача запропонувати пристрій для очищення відхідного повітря з промислових подрібнювальних установок, що у порівнянні з рівнем техніки уможливлює більше високий ступінь відділення шкідливих речовин із відхідного повітря. Поняття "подрібнювальна установка" містить у собі також стосовні до неї деталі установки, такі як повітряний сепаратор. При цьому винахід спочатку виходить з описаної у DE 195 20 399 С2 технології, в якій відхідне повітря підводять до установки для мокрого пиловидалення. Там відхідне повітря, що містить шкідливі речовини, приводять у контакт із промивною рідиною. Шкідливі речовини абсорбуються у промивній рідині, адсорбуються й/або осаджуються й переважно відводяться з промивною рідиною. Важливий прогрес рішення відповідно до винаходу полягає у тому, що установка для мокрого пиловидалення виконана з багатоступінчастим скрубером Вентурі, при цьому ступені Вентурі розташовані одна за одною у напрямку потоку відхідного повітря. Дві ступені Вентурі означають обмежені апаратні витрати й високу якість очищення відхідного повітря. У своєму найбільше загальному варіанті здійснення винахід відноситься до установки для очищення відхідного повітря з промислових подрібнювальних установок із установкою для мокрого пиловидалення для контактування відхідного повітря, що містить шкідливі речовини, з промивною рідиною, при цьому установка для мокрого пиловидалення містить скрубер Вентурі з декількома підключеними одна за одною ступенями Вентурі. Один варіант здійснення винаходу передбачає інтегрування у пристрій установки для напірної флотації. Для цього відібрана з установки мокрого пиловидалення відпрацьована промивна рідина переміщається в установку для напірної флотації й піддається там подальшій обробці. При напірній флотації ця промивна рідина насичується при підвищеному тиску повітрям, а потім через розширювальні арматури переводиться у звичайну флотаційну ванну. При обробці промивної води напірною флотацією можуть бути зв'язані вуглеводні (VOC's) у всіх агрегатних станах (тверді, рідкі, газоподібні), які потім піднімаються у флотаційній ванні за допомогою дрібних пухирців повітря й внаслідок їх низької щільності збираються у поверхневій зоні флотаційної рідини у вигляді агломерату, де вони потім можуть бути прибрані або вилучені відсмоктуванням. Для оптимізації напірної флотації істотним є високе насичення повітрям промивної води й напірної води. Завдяки підвищеному тиску напірної води, наприклад від 3 до 8 бар, і наступному зниженню тиску, може бути досягнутий надзвичайно високодисперсний спектр газових пухирців, за рахунок чого прискорюється приєднання повітряних пухирців до рідких й/або газоподібних вуглеводнів. 1 UA 105800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У результаті численних дослідів було встановлено, що у такий спосіб вуглеводні (з'єднання вуглецю й водню) у твердій, рідкій і газоподібній фазах можуть бути вилучені з промивної рідини, при цьому ефективність виділення становить до 85 % від загальної кількості вуглеводнів і інших шкідливих речовин. Між установкою для мокрого пиловидалення й установкою для напірної флотації може бути підключений осаджувальний басейн, через який направляється промивна рідина для того, щоб відокремити (додаткові) шкідливі речовини перед флотаційною ступеню. Також тільки одна частина відпрацьованої промивної рідини може перекачуватися з установки для мокрого пиловидалення (скрубера) до установки напірної флотації, у той час як інша частина потоку промивної рідини (абсорбенту) направляється через осаджувальний басейн. Установка може бути оптимізована за допомогою різних мір, які можуть бути реалізовані окремо, або ж у різних сполученнях (якщо тільки ці сполучення нагально не виключені). Відповідні ознаки є предметом опису, формули винаходу й фігур. Позначення "перед", "після" тощо належать, якщо не вказується інакше, до нормального, типового ходу процесу, тобто, насамперед, до напрямку потоку відхідного повітря, або промивної рідини. Установка для мокрого пиловидалення може бути виконана у такий спосіб: з першим ступенем Вентурі, через який направляється відхідне повітря шредера й/або відповідного повітряного сепаратора (в якому розділяються легкі й важкі компоненти). Перед і/або уздовж ступеня Вентурі (сопла Вентурі) розташований щонайменше один пристрій для того, щоб направляти промивну рідину у потік відхідного повітря. Ступінь Вентурі може мати одне або декілька звужень Вентурі за першим ступенем Вентурі може бути розташовано другий ступінь Вентурі. Обидва можуть мати однакову конструкцію, поперечний переріз кожної ступеня Вентурі виконано, переважно, з можливістю регулювання для керування швидкістю повітря. Відповідно до одного варіанта звуження Вентурі другого ступеня менше, ніж першого ступеня, один варіант передбачає виконання щонайменше одного ступеня, наприклад другого ступеня, відповідно до технічного рішення DE 4331301 С2, тобто з розташованим за звуженням Вентурі витискувальним тілом, що може бути встановлене з можливістю ковзання (переміщення). Підведення промивної рідини знову відбувається перед і/або уздовж ступеня Вентурі, центрально (у центральному поздовжньому напрямку потоку відхідного повітря) або з протилежно розташованих сторін сопла Вентурі, промивна рідина може бути свіжою водою або флотаційною водою з процесу напірної флотації, частка свіжої води підвищує ефективність відділення й одночасно може компенсувати втрати рідини уздовж всієї установки, один варіант виконання передбачає використання у першому ступені Вентурі флотаційної води, а у другому ступені Вентурі - частково або повністю свіжої води, промивна рідина може подаватися у відхідне повітря, наприклад, через форсунки, розбризкувачі та інші розпилювальні пристрої. Переважно, якщо рідина впорскується через розпилювальний пристрій в установку для мокрого пиловидалення. Завдяки розпиленню рідини досягається більша площа контакту між промивною рідиною й відхідним повітрям, і, тим самим, більше високий ступінь відділення шкідливих речовин, масове відношення промивної рідини першого й другого ступеня Вентурі становить, наприклад, від 25:1 до 1:1 або від 15:1 до 5:1, після працюючої у вологому режимі очисного ступеня розташований щонайменше один трубопровід для відхідного повітря, за яким очищене відхідне повітря відводиться з установки, наприклад, через димар в атмосферу, відпрацьована, збагачена шкідливими речовинами промивна рідина направляється з установки для мокрого пиловидалення у розташовані далі вузли установки. Для спрямовування флотаційної води з установки для напірної флотації назад до установки для мокрого пиловидалення передбачений щонайменше один відповідний трубопровід. Аналогічно, це належить до підведення невідпрацьованої промивної рідини в установку для мокрого пиловидалення. Через оптимізовану якість очищення установки для напірної флотації, флотаційна вода майже вільна від шкідливих речовин, коли вона як (очищена) промивна води подається назад в установку для мокрого пиловидалення. 2 UA 105800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Завдяки цій мірі запобігається те, що через циркуляційне переміщення промивної води шкідливі речовини накопичуються й, тим самим, знижується ефективність очищення всієї установки, як це має місце у рівні техніки. В установці для напірної флотації неминуче відбувається накопичення в області поверхні рідини відділених шкідливих речовин (наприклад, вуглеводнів), які за допомогою додаткових заходів можуть піддаватися додатковому очищенню. Завдяки установці для напірної флотації досягається, що тверді, рідкі й/або газоподібні шкідливі речовини накопичуються у формі агломератів на поверхні рідини у флотаційній ванні. Відповідно, ще один варіант здійснення винаходу передбачає виконання установки для напірної флотації з механічним пристроєм для видалення цих агломератів. Подібні пристрої, наприклад шкребок, самі по собі відомі й тому тут додатково не описуються. У відношенні осадків, що утворюються у вигляді шламу, в осаджувальному басейні й/або в установці для напірної флотації можуть бути передбачені відповідні пристрої для видалення цих шламоподібних компонентів. Потім вони можуть, насамперед після видалення води або прямо бути поміщені на зберігання, або бути спрямовані на додаткову обробку. Інші ознаки винаходу випливають з ознак залежних пунктів, а також інших матеріалів заявки. Винахід буде більше докладно описано нижче. Прикладені до установки схематичні малюнки показують можливу конструкцію пристрою відповідно до винаходу, а саме, на: Фіг. 1: схема всієї установки, Фіг. 2: варіант виконання установки для мокрого пиловидалення. Посилальним позначенням 10 позначена промислова подрібнювальна установка, у цьому випадку - шредер для металобрухту. Від шредера 10 простягається труба 12 для відхідного повітря до установки 18 для мокрого пиловидалення, яка виконана у вигляді 2-східчастого скрубера Вентурі. Ця частина установки 18 показана на Фіг. 2 схематично. Напрямок потоку відхідного повітря (зверху донизу) позначено стрілкою Р. Відхідне повітря проходить за каналом 18S потоку з першим ступенем 14 Вентурі й наступним за ним другим ступенем 16 Вентурі. Відхідне повітря за каналом 18S потоку у першому ступені 14 Вентурі направляється через напрямні пластини 14F до звуження 14К Вентурі й при цьому прискорюється. Конічні пластини 14F на представленому поздовжньому розрізі розташовані конічно відносно одна одної. Через трубопровід 38 і форсунки 14D промивна рідина впорскується у формі дрібних крапель рідини у потік відхідного повітря. При проходженні через перший ступінь 14 Вентурі (сопла Вентурі) краплі рідини внаслідок високої швидкості потоку повітря розбиваються, так що досягається первинна підготовка у формі аерозолю. Високе прискорення відхідного повітря уздовж сопла 14 Вентурі й випливаюча з цього висока відносна швидкість між шкідливими речовинами у відхідному повітрі і промивною рідиною забезпечують перше ефективне відділення домішок з відхідного повітря, і осідання на промивній рідині (яку називають також абсорбентом). Попередньо очищене у такий спосіб відхідне повітря направляється потім через другий ступінь 16 Вентурі. Вона влаштована трохи інакше, ніж ступінь 14. Область звуження 16К Вентурі утворена між двома трубами 16R, які проходять за протилежними поверхнями стінок каналу 18S потоку. Через виконаний у формі форсунки отвір 16N у кожній трубі 16R у потік відхідного повітря впорскується свіжа промивна рідина. Відхідне повітря прискорюється за рахунок напрямних пластин 16F, що аналогічні напрямним пластинам 14F, за шляхом до звуження 16К і за звуженням 16К витискувальним тілом 16V розділяється на два часткових потоки (див. стрілки 16Р1 і 16Р2). Шляхом зміни положення витискувального тіла 16V може бути встановлена відповідна ширина щілини й, тим самим, швидкість потоку відхідного повітря, перш ніж він потім вливається у підключені далі резервуари 18В1, 18В2. В іншому режим роботи ступеня 16 Вентурі відповідає режиму роботи ступеня 14. Завдяки додатковому очищенню на другому технологічному ступені 16 виходить видатний ступінь чистоти відхідного повітря. У той час як відхідне повітря на верхньому кінці резервуара 18В1, 18В2 через трубопровід 20 подається за допомогою вентилятора 20G у димар 24, а звідти викидається в атмосферу, відпрацьована промивна рідина відводиться знизу резервуарів 18В1 і 18В2 і направляється в осаджувальний басейн. Осаджувальний басейн не є обов'язковим. Промивна вода може також повністю направлятися прямо до установки 34 для напірної флотації або (лише) частковий потік промивної води через байпас направлятися спочатку до осаджувального ступеня 28, а потім до установки 34, яка буде більше докладно описана нижче. Осад (шлам), що утворився в осаджувальному басейні (відстійному баку) 28, видаляється з осаджувального басейну 28 за допомогою механічного транспортувального пристрою 30. 3 UA 105800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Зі зони осаджувального басейну 28, в якій перебуває вже попередньо очищена промивна рідина, рідинний трубопровід 32 проходить до вхідної зони 34Е установки 34 для напірної флотації, при цьому переміщення рідини відбувається за допомогою відповідного насоса 36. Посилальним позначенням 38 позначений трубопровід для флотаційної води, що виходить з установки 34 напроти вхідної зони 34Е і за допомогою насоса 40 направляє флотаційну воду назад в установку 18 для мокрого пиловидалення, де флотаційна вода через форсунки 14D (розпилювальні пристрої) впорскується у відхідне повітря. Від трубопроводу 38 відходить відгалуження 44 до нагнітального водяного насоса 46, за яким підключений ежектор 48, у якому закінчується трубопровід 50 стисненого повітря. Від ежектора 48 флотаційна вода протікає у резервуар 52 для води, що перебуває під тиском, і там насичується повітрям. Звідти вона через ще один трубопровід 54 для води, що перебуває під тиском, попадає у редукційний клапан 56, від якого до вхідної камери 34Е установки 34 іде трубопровід 54 для води, що перебуває під тиском. Ця вхідна камера 34Е утворює зону контакту й змішування підведеної флотаційної води з попередньо очищеною промивною водою, що виходить з осаджувального басейну 28. У зоні контакту й змішування відбувається вирішальна подальша обробка промивної води. За рахунок зниження тиску до тиску навколишнього середовища у редукційному клапані 56, дотепер розчинене повітря вивільняється у формі дуже маленьких повітряних пухирців. Ці дрібні повітряні пухирці (діаметр у мікрометровому діапазоні) здатні приєднувати до себе тверді, рідкі й газоподібні вуглеводні, які ще є у промивній воді після попереднього очищення, і випливати разом із ними. При цьому утворюються агломерати (скупчення) твердих, рідких і газоподібних домішок (включаючи шкідливі речовини), які потім попадають зі зони контакту й змішування у розташовану нижче за потоком флотаційну зону 34F і накопичуються здебільшого у вигляді агломерату на поверхні флотаційної води. Цей агломерат за допомогою механічного пристрою (у цьому випадку: шкребок 54 для видалення флотаційного шламу) через збірний канал видаляється з флотаційної ванни. Частина зважених частинок із більше високою щільністю, ніж вода, опускаються у вигляді осаду на дно флотаційної установки 34, і через шламову камеру (не показана) може бути механічно вилучена або відсмоктана, а саме або безупинно, або періодично. Флотаційна вода, що залишилася, тепер у максимально можливому ступені очищена від твердих, рідких і газоподібних домішок і шкідливих речовин, як уже описувалося, відбирається з розташованого напроти зони контакту й змішування кінця установки 34 і через трубопровід 38 флотаційної води повертається назад до установки 18 для мокрого пиловидалення. Використовувана у другому ступені 16 Вентурі рідина може також містити флотаційну воду. Однак технологічні переваги має використання тут, щонайменше частково, свіжої води або свіжого абсорбенту. Установка відповідно до винаходу дозволяє не тільки оптимізоване видалення твердих домішок (таких як, наприклад, пил) з відхідного повітря, але й досить значне усунення вуглеводнів, що не піддавалися дотепер уловлюванню, й інших рідких і газоподібних шкідливих речовин у відхідному повітрі подрібнювальної установки. При цьому у попередніх випробуваннях змогли бути досягнуті ступені очищення відносно цих шкідливих речовин помітно більше 70 % (наприклад, 85 %). Нарешті, установка містить у собі також пристрій для відсмоктування відхідного повітря з установки 34 для напірної флотації (не показана). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ50 55 60 1. Установка для очищення відхідного повітря з промислових подрібнювальних установок, що містить пристрій (18) для мокрого пиловидалення для контактування відхідного повітря, що містить шкідливі речовини, з промивною рідиною, при цьому пристрій (18) для мокрого пиловидалення містить скрубер Вентурі з декількома підключеними один за одним у напрямку потоку відхідного повітря ступенями (14, 16) Вентурі, установку (34) для напірної флотації і пристрій (26) для переміщення відпрацьованої промивної рідини, що надходить з пристрою (18) для мокрого пиловидалення, в установку (34) для напірної флотації. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що в ній перед і/або уздовж першого ступеня (14) Вентурі розташований пристрій (38, 14D) для введення промивної рідини у потік відхідного повітря. 3. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що в ній щонайменше один ступінь Вентурі має декілька звужень Вентурі. 4 UA 105800 C2 5 10 15 20 25 30 4. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що в ній поперечний переріз щонайменше одного ступеня (14, 16) Вентурі виконано з можливістю регулювання. 5. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що в ній поперечний переріз звуження Вентурі другого ступеня (16) Вентурі менше, ніж поперечний переріз звуження Вентурі першого ступеня (14) Вентурі. 6. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що щонайменше один ступінь (16) Вентурі виконаний з розташованим з можливістю переміщення за звуженням (16К) Вентурі витискувальним тілом (16V). 7. Установка за п. 6, яка відрізняється тим, що додатково містить рідинний трубопровід (38), який флотаційну воду з установки (34) для напірної флотації направляє назад як промивну рідину до пристрою (18) для мокрого пиловидалення. 8. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один розпилювальний пристрій (14D, 16N) для впорскування промивної рідини в пристрій (18) для мокрого пиловидалення. 9. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що в ній щонайменше один розпилювальний пристрій (14D, 16N) розташований перед і/або уздовж щонайменше одного ступеня Вентурі (14, 16) так, що промивна рідина вводиться у відхідне повітря безпосередньо перед і/або уздовж відповідного ступеня (14, 16) Вентурі. 10. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що в ній установка (34) для напірної флотації має механічний пристрій (58) для видалення випливаючого на поверхню промивної рідини агломерату. 11. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить осаджувальний басейн (28), який гідравлічно розташований між пристроєм (18) для мокрого пиловидалення й установкою (34) для напірної флотації. 12. Установка за п. 1 або п. 11, яка відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один пристрій (30) для видалення шламоподібних компонентів із осаджувального басейну (28) і/або установки (34) для напірної флотації. 13. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить пристрій (20, 24) для відведення відхідного повітря з пристрою (18) мокрого пиловидалення. 14. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить підведення (16N) свіжої води щонайменше до одного ступеня (16) Вентурі. 5 UA 105800 C2 6 UA 105800 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7