Установка для очистки газовых выбросов от органических растворителей

Установка для очистки газовых выбросов от органических растворителей

Реферат

 

Изобретение относится к охране окружающей среды. Поставленная цель достигается в установке, содержащей абсорбер с рабочими камерами, оснащенными поддонами и оросительными системами, электролизером, насосы, через которые поддоны подключены соответственно к оросительным системам, дополнительный насос и сепаратор, причем один поддон подключен через насос к входному нижнему патрубку электролизера, камера которого выполнена в виде герметичного корпуса. Установка снабжена испарителем, конденсатором, промежуточной емкостью конденсата органических растворителей, причем напорная линия насоса через испаритель подключена к поддону, а выходной патрубок испарителя через конденсатор подключен к промежуточной емкости, которая соединена с емкостью для сбора органических растворителей, а конденсатор с другой стороны подключен между напорным патрубком насоса и оросительной системой рабочей камеры. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки газовых выбросов малярных отделений.

Известна установка очистки газовых выбросов, содержащая абсорбер, насос и электролизер, выполненный в виде прямоугольной камеры с входным и выходным патрубками и размещенными внутри пластинчатыми нержавеющими катодами и титановыми анодами с оксидно-рутениевым покрытием, причем анодное пространство электролизера совмещено с абсорбером. Недостатком известной установки является большая энергоемкость электролизера и пониженный срок службы его анодов.

Известна установка очистки газовых выбросов, содержащая абсорбер с расположенными друг над другом двумя рабочими камерами, оснащенными поддонами и оросительными системами, и два насоса с всасывающими и напорными патрубками, каждый из которых подключен всасывающим патрубком к одному из поддонов, а напорным патрубком к соответствующей оросительной системе [2] Недостатком известной установки является отсутствие экологической чистоты вследствие образования загрязненных сточных вод, а также низкая экономичность вследствие отсутствия утилизации улавливаемых из газовых выбросов компонентов.

Целью изобретения является обеспечение экологической чистоты установки, повышение ее экономичности, снижение установленной мощности и увеличение срока службы анодов электролизера.

Достигается это тем, что установка очистки газовых выбросов от органических веществ, содержащая абсорбер с расположенными друг над другом двумя рабочими камерами, оснащенными поддонами и оросительными системами, электролизер, выполненный в виде прямоугольной камеры с входным и выходным патрубками и размещенными внутри пластинчатыми нержавеющими катодами и титановыми анодами с оксидно-рутениевым покрытием, и два насоса с всасывающими и напорными патрубками, каждый из которых подключен всасывающим патрубком к одному из поддонов, а напорным патрубком к соответствующей оросительной системе, оснащена дополнительным насосом с всасывающим и напорным патрубками и сепаратором с входным и выходными, жидкостным и газовым, патрубками, камера электролизера выполнена в виде герметичного корпуса, выходной патрубок которого размещен в верхней его части и подключен к входному патрубку сепаратора, а входной патрубок размещен в нижней части электролизера и подключен к напорному патрубку дополнительного насоса, всасывающий патрубок которого соединен с поддоном верхней рабочей камеры, к которому также подключен выходной жидкостный патрубок сепаратора, газовый выходной патрубок которого сообщен с атмосферой, кроме того, установка дополнительно содержит испаритель с входным и выходным патрубками раствора абсорбента и входным и выходным патрубками теплоносителя, конденсатор с входным и выходным патрубками теплоносителя и входным и выходным патрубками охлаждающей жидкости, промежуточную емкость конденсата органических растворителей, расположенную в одной из рабочих камер и оснащенную выходным патрубком, и емкость для сбора органических растворителей с входным и выходным патрубками, причем напорный патрубок насоса нижней рабочей камеры подключен к входному патрубку раствора абсорбента испарителя, соответствующий выходной патрубок которого сообщен с поддоном нижней рабочей камеры, и выходной патрубок теплоносителя с входным патрубком теплоносителя конденсатора, соответствующий выходной патрубок которого соединен с промежуточной емкостью конденсатора органических растворителей, выходной патрубок которой, в свою очередь, подключен к входному патрубку емкости для сбора органических растворителей, одновременно с этим напорный патрубок насоса верхней рабочей камеры подключен к входному патрубку охлаждающей жидкости конденсатора, выходной соответствующий патрубок которого подключен к оросительной системе верхней рабочей камеры.

Поставленная цель достигается тем, что установка дополнительно снабжена нагревателем, выходной патрубок которого подключен к входному патрубку теплоносителя испарителя.

Поставленная цель достигается тем, что установка дополнительно снабжена, по меньшей мере, одним осевым вентилятором, расположенным между рабочими камерами в объеме поддона верхней камеры.

Поставленная цель достигается тем, что испаритель оснащен впрыскивающим устройством и поддоном, которые подключены соответственно к входному и выходному патрубкам раствора абсорбента.

Поставленная цель достигается тем, что испаритель оснащен барботажным устройством, размещенным в поддоне испарителя и подключенным к входному патрубку теплоносителя.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве теплоносителя использован воздух или другой, инертный к органическим растворителям, газ.

Поставленная цель достигается тем, что сепаратор выполнен в виде емкости с поддоном и впрыскивающим устройством, причем впрыскивающее устройство сообщено с входным патрубком сепаратора, а поддон с его выходным жидкостным патрубком.

Поставленная цель достигается т ем, что в качестве теплоносителя использован сжатый воздух.

На чертеже представлена принципиальная схема установки очистки газовых выбросов от органических растворителей.

Установка очистки газовых выбросов от органических растворителей содержит абсорбер 1 с расположенными друг над другом рабочими камерами 2 и 3, оснащенными поддонами 4, 5 и оросительными системами 6, 7, электролизер 8, выполненный в виде прямоугольной камеры с входным 9 и выходным 10 патрубками и размещенными внутри пластинчатыми нержавеющими катодами 11 и титановыми анодами 12 с оксидно-рутениевым покрытием. Установка содержит насосы 13, 14 с всасывающими 15, 16 и напорными 17, 18 патрубками, причем всасывающий патрубок 15 насоса 13 подключен к поддону 4, а напорный патрубок 17 к оросительной системе 6, всасывающий патрубок 16 насоса 14 подключен к поддону 5, а напорный патрубок 18 к оросительной системе 7. Установка оснащена дополнительным насосом 19 с всасывающим 20 и напорным 21 патрубками и сепаратором 22 с входным 23 и выходными, жидкостным 24 и газовым 25 патрубками. Камера электролизера 8 выполнена в виде герметичного корпуса, выходной патрубок 10 которого размещен в верхней его части и подключен к входному патрубку 23 сепаратора 22, а входной патрубок 9 размещен в нижней части электролизера 8 и подключен к напорному патрубку 21 дополнительного насоса 19, всасывающий патрубок 20 которого соединен с поддоном 5 верхней рабочей камеры 3, к которому также подключен выходной жидкостный патрубок 24 сепаратора 22, газовый патрубок 25 которого сообщен с атмосферой. Установка дополнительно содержит испаритель 26 с входным 27 и выходным 28 патрубками раствора абсорбента и входным 29 и выходным 30 патрубками теплоносителя, конденсатор 31 с входным 32 и выходным 33 патрубками теплоносителя и входным 34 и выходным 35 патрубками охлаждающей жидкости, промежуточную емкость 36 конденсата органических растворителей, расположенную в одной из рабочих камер (2 или 3) и оснащенную выходным патрубком 37, и емкость 38 для сбора органических растворителей с входным 39 и выходным 40 патрубками. Напорный патрубок 17 насоса 13 подключен к входному патрубку 27 раствора абсорбента испарителя 26, выходной патрубок 28 которого сообщен с поддоном 4 нижней рабочей камеры 4, а выходной патрубок 30 теплоносителя соединен с соответствующим входным патрубком 32 конденсатора 31, выходной патрубок 33 которого соединен с промежуточной емкостью 36 конденсата органических растворителей, выходной патрубок 37 которой подключен к входному патрубку 39 емкости 38 для сбора органических растворителей. Напорный патрубок 18 насоса 14 подключен к входному патрубку 34 охлаждающей жидкости конденсатора 31, выходной соответствующий патрубок 35 которого подключен к оросительной системе 7 верхней рабочей камеры 3. Установка дополнительно снабжена нагревателем 41, выходной патрубок 42 которого подключен к входному патрубку 29 теплоносителя испарителя 26. Установка дополнительно снабжена, по меньшей мере, одним осевым вентилятором 43, расположенным между рабочими камерами 2 и 3 в объеме поддона 5 верхней камеры 3. Испаритель 26 оснащен впрыскивающим устройством 44 и поддоном 45, которые подключены соответственно к входному 27 и выходному 28 патрубкам раствора абсорбента.

Испаритель 26 (вариант) оснащен барботажным устройством (на чертеже не показан), размещенным в поддоне 45 испарителя 26 и подключенным к входному патрубку 29 теплоносителя. В качестве теплоносителя может быть использован воздух или другой, инертный к органическим растворителям, газ. Сепаратор 22 выполнен в виде емкости с поддоном 46 и впрыскивающим устройством 47, причем впрыскивающее устройство 47 сообщено с входным патрубком 23 испарителя 22, а поддон 46 с его выходным жидкостным патрубком 24. В качестве теплоносителя, как один из дополнительных вариантов, может быть использован сжатый воздух. Питание электролизера 8 осуществляется от выпрямительного агрегата 48. Всасывающий патрубок 15 насоса 13 соединен с поддоном 4 через фильтр 49.

Работа установки очистки газовых выбросов от органических растворителей осуществляется следующим образом.

Газовые выбросы первоначально проходят снизу-вверх через рабочую камеру 2 абсорбера 1, где интенсивно контактируют с распыляемым навстречу раствором абсорбента, например, эмульсионным водным раствором минерального масла, который поглощает из газового потока пары органических растворителей. Распыл раствора абсорбента осуществляется посредством подачи его насосом 13 из поддона 4 на оросительную систему 6. Из рабочей камеры 2 газовые выбросы удаляются в атмосферу через рабочую камеру 3 абсорбера 1, где интенсивно контактируют с распыляемым навстречу раствором абсорбента, например, водным раствором щелочи и гипохлорита натрия, который поглощает остатки паров органических растворителей из газового потока. Распыл раствора абсорбента осуществляется посредством подачи его насосом 14 из поддона 5 на оросительную систему 7.

Регенерация раствора абсорбента верхней рабочей камеры 3 осуществляется в электролизере 8, где на катоде 11 щелочь восстанавливается, а на аноде 12 генерируется гипохлорит натрия. Раствор абсорбента из поддона 5 насосом 19 подается в электролизер 8, откуда через сепаратор 22 возвращается в поддон 5. Газообразные продукты электрохимических реакций, например молекулярный азот, углекислый газ, в сепараторе 22 отделяется от раствора абсорбента и отводятся в атмосферу через выходной патрубок 25.

Из-за выполнения корпуса электролизера 8 герметичным и подачи через него раствора абсорбента снизу-вверх обеспечивается надежное охлаждение электродов 11, 12 и исключается образование на них газовых пузырьков, а также газовой полости в корпусе электролизера 8 за счет удаления газообразных включений в сепаратор 22, что значительно увеличивает срок службы анодов 12 вследствие обеспечения постоянной плотности тока по всей их поверхности.

Так как источники газовых выбросов в большинстве своем являются периодическими и/или переменными во времени по содержанию вредных веществ, например, газовые выбросы от малярных камер, работающих в 2 смены 5 дней в неделю, в течение каждой смены в разные периоды времени содержат разную концентрацию паров органических растворителей, то применение независимого от контура вторичной абсорбции контура регенерации раствора абсорбента, работающего в постоянном режиме без выключений, значительно снижает установленную мощность электролизера 8, а следовательно, и установки в целом. Кроме того, отсутствие частых включений и выключений электролизера 8, а также изменения плотности тока на электродах, обеспечивает практически неограниченный ресурс службы анодов 12, выполненных из титана с 7-9-слойным оксидно-рутениевым покрытием.

Регенерация раствора абсорбента рабочей камеры 2 абсорбера 1 осуществляется в испарителе 26 путем выпаривания из него растворенных органических растворителей в газообразную среду, являющуюся одновременно и теплоносителем, передаваемым тепло органическим растворителям, необходимое для их выпаривания. Процесс выпаривания органических растворителей из раствора абсорбента осуществляется путем интенсивного контакта распыляемого раствора абсорбента с движущимся противотоком горячим газообразным теплоносителем. Для осуществления этого процесса раствор абсорбента подают с напорной линии насоса 13 на впрыскивающее устройство 44 испарителя 26. Регенерированный раствор абсорбента из поддона 45 испарителя 26 возвращают в поддон 4.

Процесс выпаривания органических растворителей из раствора абсорбента может быть осуществлен путем барботажа горячего газообразного теплоносителя через слой раствора абсорбента в поддоне 45 испарителя 26.

Охлажденный и насыщенный парами органических растворителей газообразный теплоноситель из испарителя 26 через патрубок 30 подают в конденсатор 31, где он максимально снижает свою температуру, отдавая тепло протекающему в конденсаторе 31 раствору абсорбента рабочей камеры 3. В процессе охлаждения газообразного теплоносителя происходит интенсивная конденсация из него паров органических растворителей. Конденсат органических растворителей совместно с охлажденным газообразным теплоносителем подают в промежуточную емкость 36, расположенную внутри одной из рабочих камер (2 или 3), откуда газообразный теплоноситель смешивается с очищаемыми газовыми выбросами и подвергается совместно с ними дополнительной очистке. Конденсат органических растворителей по мере накопления перетекает из промежуточной емкости 36 в емкость 38 для его сбора, откуда по мере накопления периодически удаляется через выходной патрубок 40 на повторное использование.

При отсутствии источника горячего газообразного теплоносителя в установке используется нагреватель 41 газа, который подключается своим выходным патрубком 42 к входному патрубку 29 испарителя 26.

Перемещение газовых выбросов через абсорбер 1 может осуществляться как тягодутьевым устройством, установленным вне установки, так и одним или несколькими осевыми вентиляторами 43, установленными в поддоне 5 рабочей камеры 3. Указанная установка вентиляторов обеспечивает эффективное глушение шума, возникающего при их работе. В качестве теплоносителя может использоваться воздух или другой, инертный к органическим растворителем, газ, например выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания. В качестве теплоносителя может быть использован сжатый воздух, который предварительно нагревают в нагревателе 41. Для очистки раствора абсорбента рабочей камеры 2 от пыли краски на выходе из поддона 4 установлен фильтр 49.

Установка обеспечивает двухступенчатую эффективную очистку газовых выбросов от органических растворителей, причем первая ступень обеспечивает основную промышленную очистку с утилизацией органических растворителей, что одновременно повышает экономичность установки, а вторая ступень санитарную тонкую очистку с практически полным обезвреживанием проскока паров органических растворителей. Одновременно с этим в установке отсутствует образование сточных вод, чем обеспечивается ее высокая экологическая чистота.

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ, содержащая абсорбер с расположенными одна над другой двумя рабочими камерами, оснащенными поддонами и оросительными системами, электролизер, выполненный в виде прямоугольной камеры с входным и выходным патрубками и размещенными внутри пластинчатыми нержавеющими катодами и титановыми анодами с оксидно-рутениевым покрытием, и два насоса с всасывающими и напорными патрубками, каждый из которых подключен всасывающим патрубком к одному из поддонов, а напорным патрубком к соответствующей оросительной системе, отличающаяся тем, что установка оснащена дополнительным насосом с всасывающим и напорным патрубками и сепаратором с входным и выходными, жидкостным и газовым патрубками, камера электролизера выполнена в виде герметичного корпуса, выходной патрубок которого размещен в верхней его части и подключен к входному патрубку сепаратора, а входной патрубок размещен в нижней части электролизера и подключен к напорному патрубку дополнительного насоса, всасывающий патрубок которого соединен с поддоном верхней рабочей камеры, к которому подключен выходной жидкостный патрубок сепаратора, газовый выходной патрубок которого сообщен с атмосферой, кроме того, установка дополнительно содержит испаритель с входным и выходным патрубками раствора абсорбента и входными патрубками теплоносителя, конденсатор с входным и выходным патрубками теплоносителя и входным и выходным патрубками охлаждающей жидкости, промежуточную емкость конденсата органических растворителей, расположенную в одной из рабочих камер и оснащенную выходным патрубком, и емкость для сбора органических растворителей с входным и выходным патрубками, причем напорный патрубок насоса нижней рабочей камеры подключен к входному патрубку раствора абсорбента испарителя, соответствующий выходной патрубок которого сообщен с поддоном нижней рабочей камеры, а выходной патрубок теплоносителя с входным патрубком теплоносителя конденсатора, соответствующий выходной патрубок которого соединен с промежуточной емкостью конденсата органических растворителей, выходной патрубок которой, в свою очередь, подключен к входному патрубку емкости для сбора органических растворителей, одновременно с этим напорный патрубок насоса верхней рабочей камеры подключен к входному патрубку охлаждающей жидкости конденсатора, выходной соответствующий патрубок которого подключен к оросительной системе верхней рабочей камеры.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена нагревателем, выходной патрубок которого подключен к входному патрубку теплоносителя испарителя.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена по меньшей мере одним осевым вентилятором, расположенным между рабочими камерами в объеме поддона верхней камеры.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что испаритель оснащен впрыскивающим устройством и поддоном, которые подключены соответственно к входному и выходному патрубкам раствора абсорбента.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что испаритель оснащен барботажным устройством, размещенным в поддоне испарителя и подключенным к входному патрубку теплоносителя.

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что сепаратор выполнен в виде емкости с поддоном и впрыскивающим устройством, причем впрыскивающее устройство сообщено с входным патрубком сепаратора, а поддон с его выходным жидкостным патрубком.

РИСУНКИ

Рисунок 1