Абсорбция
Сравнение брызгоуноса вихревых устройств
Расчет параметров брызгоуноса 500р
На рисунке 1 представлена зависимость брызгоуноса жидкости с тарелки от расхода жидкости, (линии 1 и 2) при различных скоростях газа в щелях завихрителя тарелки. Из графика видно, что с увеличением плотности орошения абсолютный брызгоунос жидкости увеличивается.
На этом же графике приводится зависимость относительного брызгоуноса еL = e/L, м3/м3 от расхода жидкости L. Видно, что с увеличением расхода жидкости относительный брызгоунос жидкости резко падает при скорости газа Wщ = 11,9 м/с (линия 3), а при скорости газа Wщ = 14,7 м/с практически не зависит от плотности орошения (линия 4) и существенно ниже, чем при малой скорости газа.
Максимальное значение относительного брызгоуноса при наихудших условиях работы тарелки не превышало 12-13%, а при повышенных скоростях газа лежало в пределах 1% или даже меньше 1% (смотри приложение В, при Wщ = 17,9 м/с).
На рисунке 2 представлена в явном виде зависимость е от скорости газа газа в щелях тарелки при разных L. Видно, что с увеличением скорости газа брызгоунос резко увеличивается и при Wщ = 15 – 18 м/с практически не завися от скорости. Что, видимо, говорит о хорошей сепарирующей способности исследуемой тарелки за счет высокой степени развитости центробежного поля.
Сопоставляя эти данные с данными рисунка 1б можно сказать, что наиболее рациональными значениями скорости газа в щелях тарелки будут значения Wщ = 15 – 22 м/с, когда брызгоунос мал, а удерживающая способность тарелки по жидкой фазе еще велика.
Экспериментальные исследования удерживающей способности массообменной тарелки проводились методом одновременной отсечки фаз. Зависимость удерживающей способности тарелки от скорости газа в щелях завихрителя представлена на рисунке 3. Сплошные линии 1, 2 соответствуют тарелке без дополнительных горизонтальных пластин, штриховые линии 1, 2 – тарелка с дополнительными пластинами.
Из рисунка видно, что удерживающая способность тарелки с увеличением скорости газа падает, а увеличение плотности орошения приводит к повышению Vж (линии 1, 2 и 1`, 2`). Наличие дополнительных горизонтальных пластин приводит к существенному росту удерживающей способности тарелки (линии 1 и 1` , 2 и 2`). Так при скорости газа в щелях Wщ = 16 м/с прирост Vж составил более 30%.
Зависимость удерживающей способности тарелки от скорости газа и конструктивных особенностей
Тарелка без дополнительных пластин
1 – L = 0,05 м3/ч; 2 – L = 0,1 м3/ч;
Тарелка с дополнительными пластинами
1’ – L = 0,05 м3/ч; 2’ – L = 0,05 м3/ч;
Зависимость брызгоуноса жидкости от скорости газа в щелях тарелки
1 – L = 0,01 м3/ч; 2 – L = 0,05 м3/ч; 3 – L = 0,09 м3/ч;
Зависимость абсолютного и относительного брызгоуноса жидкости от плотности орошения тарелки
Приложение В
Экспериментальные исследования брызгоуноса жидкости в контактном устройстве
Приложение Б
Экспериментальные данные по удерживающей способности тарелки.
Разработка и внедрение каталитической очистки отходящих газов от оксидов азота
Расчет вихревых абсорберов очистки от NO от 2500р
До внедрения вихревых абсорберов очистки отходящих газов на заводах промышленности в эксплуатации находились системы насадочных колонн, состоящие из трех, шести,или двенадцати башен. Перебои в работе кислотных насосов приводили к резкому увеличению концентрации вредных газов в выбросе. При этом в окружающую среду уходило до 30% азотной кислоты. Особо губительны были залповые выбросы, возникающие при разложении нитропродуктов, когда концентрация смеси паров, тумана азотной кислоты и оксидов азота возрастает на два порядка.Очистка залповых выбросов вообще не предусматривалась. Внедрение в производство высокоэффективных вихревых абсорберов позволило утилизировать из газового выброса смесь паров и тумана азотной кислоты. Первый вихревой аппарат был внедрен в 1976 г.В настоящее время разработано и внедрены в производство на заводах России аппараты различных конструкций представленные ниже.
Существующие абсорберы имеют низкую эффективность по очистке отходящих газов производства НЦ от оксидов азота, степень их улова составляет 40 — 50 %. При этом содержание оксидов азота в газовых выбросах после абсорберов значительно превышает санитарные нормы. Применяемый ранее на практике метод разбавления отходящих газов после абсорберов 5—10-кратным количеством атмосферного воздуха является недостаточно эффективным, так как при этом количество попадающих в атмосферу вредных веществ не уменьшается.
При этерификации целлюлозы в отходящих газах оксиды азота содержатся в основном в виде диоксида азота.
При залповых выбросах содержание оксидов азота увеличивается в десятки раз. В процессах денитрации отработанных кислот и концентрирования азотной кислоты концентрация оксидов азота в отходящих газах может достигать 100 г/ м3 Наиболее эффективными процессами очистки газов от оксидов азота являются методы каталитического восстановления. С целью устранения недостатков ранее внедренных каталитических установок выполнены разработки по созданию новой конструкции аппаратов, выбору более эффективных катализаторов.
Предложен катализатор К-16, обеспечивающий эффективное восстановление оксидов азота при температуре 300—500 °С и ускоренное разложение нитратных солей.
С целью эффективного перемешивания отходящих газов с аммиаком разработан вихревой смеситель газов. Определены оптимальный слой катализатора и другие параметры работы установки.
Разработаны различные варианты промышленных установок каталитического восстановления оксидов азота, содержащихся Лисий хвост
в отходящих газах производства НЦ:
без утилизации тепла горячих отходящих газов;
с частичной утилизацией тепла горячих отходящих газов; с полной утилизацией тепла горячих отходящих газов. Наиболее перспективной является установка с полной утилизацией тепла, при этом, кроме экономии тепла, ликвидируется выброс остатков аммиака. Этот вариант реализуется при подаче горячих газов после установки каталитического восстановления оксидов азота аммиаком в аппарат концентрирования серной кислоты. Схема реактора для очистки газовых выбросов от оксидов азота путем селективного восстановления аммиаком в присутствии катализатора показана на схеме
Схема промышленной установки каталитического восстановления окислов азота
и остаточной азотной кислоты аммиаком на катализаторе К-16:
1 — газодувка (Q = 30000 м3/час, Н = 1800 мм вод.ст.), 2 — топка {t = 300*400 °С), 3 — выброс газов при розжиге топки, 4 — реактор селективного восстановления окислов азота с двухслойным катализатором и вихревым смесителем газов, 5 — нагнетатель воздуха для горелки, 6 — шиберная задвижка для передачи горячих очищенных газов в концентратор серной кислоты
Концентрация оксидов азота в газовых выбросах после установки не превышает 0,01 %.
Внедрение новых установок селективного восстановления с катализаторами К-16 и вихревым смесителем газов позволяет решить проблему очистки отходящих газов от оксидов азота для производства нитратов целлюлозы, денитрации отработанных кислот и других процессов. На фото педставлен монтаж установки каталитической очистки отходящих газов от оксидов азота
Коструктивное исполнение каталитических реакторов
Реактор двухслойный
Производительность 30000 м3/ч
Реакторы с вертикальным расположением слоя катализатора
Промышленная установка
Производительность 18000 м3/ч
Разработка и внедрение вихревой абсорбции оксидов азота
Расчет вихревых абсорберов очистки от NO от 2500р
До внедрения вихревых абсорберов очистки отходящих газов на заводах промышленности в эксплуатации находились системы насадочных колонн, состоящие из трех, шести,или двенадцати башен. Перебои в работе кислотных насосов приводили к резкому увеличению концентрации вредных газов в выбросе. При этом в окружающую среду уходило до 30% азотной кислоты. Особо губительны были залповые выбросы, возникающие при разложении нитропродуктов, когда концентрация смеси паров, тумана азотной кислоты и оксидов азота возрастает на два порядка.Очистка залповых выбросов вообще не предусматривалась. Внедрение в производство высокоэффективных вихревых абсорберов позволило утилизировать из газового выброса смесь паров и тумана азотной кислоты. Первый вихревой аппарат был внедрен в 1976 г.В настоящее время разработано и внедрены в производство на заводах России аппараты различных конструкций представленные ниже.
МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ ВИХРЕВЫЕ АБСОРБЕРЫ
Q=15 тыс. м3/ч г. КОТОВСК
Q= 15-28 тыс. м3/ч г. ПЕРМЬ
АБСОРБЕР УЛОВА СМЕСИ ПАРОВ АБСОРБЕР УЛОВА СМЕСИ ПАРОВ И
И ТУМАНА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ ТУМАНА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
КОТОВСК, КРАСНОЯРСК, ШОСТКА
ИСКЛЮЧЕН. БРЫЗГОУНОС КИСЛОТЫ. КИСЛОТНЫЕ НАСОСЫ, ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ЕМКОСТИ.
НЕ ТРЕБУЕТСЯ ПОМЕЩЕНИЕ.
УЛОВ КИСЛОТЫ ДОСТИГАЕТ 99 %.
УСТАНОВКА ВНЕДРЕНА НА 8 ЗАВОДАХ СТРАНЫ.
Схема одноступенчатого вихревого абсорбера с низкоскоростными фильтрующими элементами:
1 — корпус, 2 — патрубок входа газов, 3 — патрубок входа кислоты (воды), 4 — вихревое контактное устройство, 5 — центральная труба, 6 — рукавный фильтр, 7 — патрубок выхода газа, 8 — патрубок выхода жидкости, 9 — труба циркуляции жидкости, 10 — труба перетока
Q = 15 + 30 тыс. м3/ч
Схема вихревого одноступенчатого абсорбера с двухкратной фильтрацией газа:
1 — корпус, 2 — патрубок входа газа, 3 — патрубок выхода газа, 4 — пластины вихревого контактного устройства,
5 — сепаратор, 6 — рукавный фильтр первичной фильтрации, 7 — рукавный фильтр вторичной фильтрации, 8 — патрубок входа жидкости, 9 — патрубок выхода жидкости, 10 — патрубок циркуляции жидкости, 11 — рубашка для обогрева зимой,
12, 13 — патрубки входа и выхода теплоносителя