Абсорбция

Сравнение брызгоуноса вихревых устройств

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

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

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

Зависимость абсолютного и относительного брызгоуноса жидкости от плотности орошения тарелки

Приложение В

Экспериментальные исследования брызгоуноса жидкости в контактном устройстве

Экспериментальные исследования брызгоуноса жидкости в контактном устройстве

Приложение Б

Экспериментальные данные по удерживающей способности тарелки.

Экспериментальные данные по удерживающей способности тарелки.

 

 

Разработка и внедрение каталитической очистки отходящих газов от оксидов азота

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.

Лисий хвост

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

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

Конструкция каталитического реактора

Реактор двухслойный

Реактор двухслойный

Производительность 30000 м3/ч

Реактор каталитический


Реакторы с вертикальным расположением слоя катализатора

Реакторы с вертикальным расположением слоя катализатора

Промышленная установка
Производительность 18000 м3/ч

Промышленная установка

 

 

   

Разработка и внедрение вихревой абсорбции оксидов азота

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.

Вихревая установка

МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ ВИХРЕВЫЕ АБСОРБЕРЫ
Q=15 тыс. м3/ч г. КОТОВСК
Q= 15-28 тыс. м3/ч г. ПЕРМЬ

Многоступенчатые вихревые абсорберы


АБСОРБЕР УЛОВА СМЕСИ ПАРОВ АБСОРБЕР УЛОВА СМЕСИ ПАРОВ И
И ТУМАНА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ ТУМАНА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

АБСОРБЕР УЛОВА СМЕСИ ПАРОВ

г. КАЗАНЬ, РОШАЛЬ СТЕРЛИТАМАК, г. КАЗАНЬ, СТЕРЛИТАМАК
КОТОВСК, КРАСНОЯРСК, ШОСТКА
 РОШАЛЬ СТЕРЛИТАМАК

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:

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:

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

 

   
Яндекс.Метрика Rambler's Top100