RU2173206C2 - Dust-and-gas cleaning unit - Google Patents

Abstract

FIELD: cleaning waste gases from dust and contaminating admixtures of acid nature (sulfuric oxides, nitric oxides, etc.) flue in particular, as well as exhaust gases of internal combustion engines. SUBSTANCE: proposed unit includes separator having housing with settling member. Inlet branch pipe and axial branch pipe are mounted on this housing. Dust collector connected to housing is made in form of reservoir filled with dry finely-dispersed reagent possessing alkaline properties. Besides that, unit includes pipe line whose upper end is connected with inlet branch pipe and lower end is connected with lower portion of dust collector; it also includes ejecting device for delivery of gas mixture to pipe line. EFFECT: extended field of application of unit. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки отходящих газов от пыли и загрязняющих примесей кислотного типа (оксиды серы, окислы азота и др.), в частности дымовых газов, а также выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to a device for cleaning exhaust gases from dust and contaminants of the acid type (sulfur oxides, nitrogen oxides, etc.), in particular flue gases, as well as exhaust gases of internal combustion engines.

Известны различные конструкции пылеуловителей для очистки воздуха от вредных частиц: а. с. СССР 827180, кл. B 04 C 5/081, опубл. 1981 г.; а.с. СССР 965526, кл. B 04 C 5/16, опубл. 1983 г.; пат. РФ 2006258, кл. B 01 D 45/12, опубл. 1994 г., пат. РФ 2016665, кл. B 04 C 1/00, опубл. 1994 г. Известные конструкции пылеуловителей не обеспечивают очистку отходящих газов от вредных веществ. There are various designs of dust collectors for cleaning air from harmful particles: a. from. USSR 827180, class B 04 C 5/081, publ. 1981; A.S. USSR 965526, class B 04 C 5/16, publ. 1983; US Pat. RF 2006258, cl. B 01 D 45/12, publ. 1994, US Pat. RF 2016665, class B 04 C 1/00, publ. 1994. Well-known designs of dust collectors do not provide for the cleaning of exhaust gases from harmful substances.

Известны устройства для очистки отходящих газов от вредных веществ дизельного двигателя: пат. США 4718926, кл. 55-523, опубл. 1988 г.; пат. РФ 2038124, кл. B 01 D 46/24, опубл. 1996 г. Данные устройства обладают недостаточно высокой эффективностью очистки, и кроме того, они не могут быть использованы для очистки дымовых газов от пыли. Known devices for cleaning exhaust gases from harmful substances of a diesel engine: US Pat. USA 4718926, CL 55-523, publ. 1988; US Pat. RF 2038124, cl. B 01 D 46/24, publ. 1996. These devices are not sufficiently high cleaning efficiency, and in addition, they cannot be used to clean flue gases from dust.

Известны пылеуловительные установки для мокрой очистки газа. Dust collecting plants for wet gas cleaning are known.

Пылегазоочистительная установка, описанная в а.с. СССР 1057079, кл. B 01 D 47/06, опубл. 1983 г., содержит корпус, воздуховод, кольцевой трубопровод, распылитель, выходной патрубок с охладителем. Установка не обеспечивает полную очистку и нейтрализацию токсичных газов с испаряющейся жидкостью. The dust and gas cleaning unit described in A.S. USSR 1057079, class B 01 D 47/06, publ. 1983, contains a housing, duct, an annular pipe, a sprayer, an outlet pipe with a cooler. The installation does not provide complete cleaning and neutralization of toxic gases with the evaporating liquid.

Пылегазоочистительная установка, защищенная патентом на изобретение РФ 2011405, кл. B 01 D 47/05, опубл. 1994 г., позволяет повысить нейтрализацию токсичных газов за счет охладителя и ввода воздухопровода внутрь корпуса, который снабжен отражателем в виде прямого усеченного конуса с заглушенным верхним торцом. Dust and gas cleaning plant protected by a patent for the invention of the Russian Federation 2011405, cl. B 01 D 47/05, publ. 1994, allows you to increase the neutralization of toxic gases due to the cooler and the introduction of the air duct into the housing, which is equipped with a reflector in the form of a straight truncated cone with a damped upper end.

Указанные конструкции, используя принцип мокрой очистки газов, включают распылитель жидкости, охладитель, где пар и горячие газы конденсируются, а также сливной патрубок. Все это приводит к сложности конструктивного выполнения и эксплуатации устройства. These structures, using the principle of wet gas cleaning, include a liquid atomizer, a cooler where steam and hot gases condense, as well as a drain pipe. All this leads to the complexity of the design and operation of the device.

Прототипом изобретения по наибольшему количеству конструктивных признаков выбран высокоэффективный сепаратор со степенью очистки не менее 95%, обеспечивающий односторонний поток очищаемой газовой среды, содержащий корпус с осадительной частью, тангенциальный входной патрубок и осевой выходной патрубок, пылесборник, присоединенный снизу к корпусу (пат. РФ 2100099, кл. B 04 C 1/00, опубл. 1997 г.). Запыленный газовый поток по входному патрубку поступает в сепаратор со спиральным каналом. Вследствие движения по криволинейной траектории частицы пыли концентрируются из периферии канала, ограниченного рядом изогнутых по цилиндрической поверхности перегородок, смещенных одна относительно другой, и выводятся через щели из канала. Пыль вместе с частью газа поступает в пылесборник. The prototype of the invention for the largest number of design features selected high-efficiency separator with a degree of purification of at least 95%, providing a one-way flow of the cleaned gas medium, comprising a housing with a precipitation part, a tangential inlet pipe and an axial outlet pipe, a dust collector attached to the bottom of the housing (US Pat. RF 2100099 , CL B 04 C 1/00, publ. 1997). Dusty gas flow through the inlet pipe enters the separator with a spiral channel. Due to movement along a curved path, dust particles are concentrated from the periphery of the channel, limited by a number of bent along the cylindrical surface of the partitions, displaced from one another, and are removed through the slots from the channel. Dust along with part of the gas enters the dust collector.

Недостатки прототипа: устройство, очищая отходящие газы от пыли, не обеспечивает их очистку от вредных веществ (окислов азота, оксидов серы и др.). The disadvantages of the prototype: the device, cleaning the exhaust gases from dust, does not ensure their purification from harmful substances (nitrogen oxides, sulfur oxides, etc.).

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в расширении сферы использования конструкции, а именно в возможности проведения эффективной сухой очистки отходящих дымовых газов, а также выхлопных газов ДВС как от пыли, так и от вредных химических веществ, обеспечивая высокие экологические показатели. The problem to which the invention is directed, is to expand the scope of use of the structure, namely, the possibility of carrying out effective dry cleaning of the exhaust flue gases, as well as the exhaust gases of the internal combustion engine from dust and harmful chemicals, ensuring high environmental performance.

Сущность изобретения заключается в том, что пылегазоочистительная установка включает сепаратор, содержащий односторонний поток очищаемой газовой среды, пылесборник, присоединенный снизу к корпусу, при этом пылесборник представляет собой емкость, заполненную по крайней мере мелкодиспергированным реагентом со щелочными свойствами, сепаратор на входе сообщен через трубопровод с нижней частью пылесборника, а установка дополнительно снабжена эжекционным устройством, нагнетающим газовый поток, содержащий по крайней мере мелкодиспергированный реагент со щелочными свойствами, в корпус сепаратора через трубопровод и входной патрубок. The essence of the invention lies in the fact that the dust and gas cleaning installation includes a separator containing a one-way flow of the gas to be cleaned, a dust collector attached to the bottom of the housing, while the dust collector is a container filled with at least a finely dispersed reagent with alkaline properties, the separator at the inlet through a pipeline with the lower part of the dust collector, and the installation is additionally equipped with an ejection device forcing a gas stream containing at least finely dispersed vanny reagent with alkaline properties, the separator body through the conduit and inlet.

В качестве реагента со щелочными свойствами целесообразно использовать соединения щелочного металла или соединения щелочноземельного металла. Так, в случае, если отходящие газы загрязнены двуокисью серы, то гидрооксид кальция (натрия) или карбонат кальция (натрия) вступает в реакцию с двуокисью серы и образуется сульфит кальция (натрия), величина частиц щелочного реагента не должна превышать 50 мкм. It is advisable to use alkali metal compounds or alkaline earth metal compounds as a reagent with alkaline properties. So, if the exhaust gases are contaminated with sulfur dioxide, then calcium (sodium) hydroxide or calcium carbonate (sodium) reacts with sulfur dioxide and calcium sulfite (sodium) is formed, the size of the alkaline reagent particles should not exceed 50 microns.

Совокупность указанных признаков позволяет совмещать процесс улавливания пыли со стадией очистки отработанных или дымовых газов от токсичных веществ, и использовать тем самым измененную конструкцию в качестве пылегазоочистительной установки. Заявляемая установка эффективна для очистки от пыли и вредных веществ при использовании высокоэффективного сепаратора, обеспечивающего односторонний поток очищаемой газовой среды, со степенью очистки не менее 95%. Конструкция такого сепаратора описана, например, в патенте РФ N 2100099. Сеператор содержит корпус со спиральным каналом, ограниченным рядом изогнутых по цилиндрической поверхности перегородок, смещенных одна относительно другой с образованием между их смежными краями пылеотводящих щелей, а также средство изменения направления течения газа. The combination of these features allows you to combine the process of dust collection with the stage of cleaning exhaust or flue gases from toxic substances, and thereby use the modified design as a dust and gas treatment plant. The inventive installation is effective for cleaning from dust and harmful substances using a highly efficient separator that provides a one-way flow of the cleaned gas environment, with a degree of purification of at least 95%. The design of such a separator is described, for example, in RF patent N 2100099. The separator comprises a housing with a spiral channel bounded by a series of bent along the cylindrical surface of the partitions, displaced one relative to another with the formation of dust extraction slots between their adjacent edges, and also a means for changing the direction of the gas flow.

На чертеже изображена пылегазоочистительная установка, вид сбоку. The drawing shows a dust and gas cleaning installation, side view.

Установка включает сепаратор, состоящий из корпуса 1 с осадительной частью 2. На корпусе 1 расположены входной патрубок 3 и осевой выходной патрубок 4. К корпусу 1 в нижней его части присоединен пылесборник 5, представляющий собой емкость (камеру), заполненную сухим мелкодисперсионным (пылевидным) щелочным реагентом. Установка включает трубопровод 6, соединенный верхним концом с входным патрубком 3, а другим концом - с нижней частью пылесборника 5, а также эжекционное устройство 7, нагнетающее газовую смесь, содержащую щелочной реагент в трубопровод 6. Возможно использование вентилятора, связанного с эжекционным устройством 7 (не показано). The installation includes a separator, consisting of a housing 1 with a precipitation part 2. On the housing 1 there is an inlet pipe 3 and an axial outlet pipe 4. A dust collector 5 is attached to the housing 1 in its lower part, which is a container (chamber) filled with dry fine (dusty) alkaline reagent. The installation includes a pipe 6 connected by the upper end to the inlet pipe 3, and the other end to the lower part of the dust collector 5, as well as an ejection device 7 forcing a gas mixture containing an alkaline reagent into the pipe 6. It is possible to use a fan associated with the ejection device 7 ( not shown).

Пылегазоочистительная установка работает следующим образом. Дымовые газы, содержащие вредные химические вещества, загрязняющие атмосферу, в частности окислы азота (NO_x), двуокись серы (SO₂) и твердые примеси, попадают в установку через входной патрубок 3 в корпус центробежного сепаратора 1, имеющего осадительную часть 2. В это же время эжекционным устройством 7 в корпусе 1 сепаратора, сообщенном с трубопроводом 6 через входной патрубок 3, создается зона пониженного давления. Газовый поток, прошедший осадительную часть 2, поступает в пылесборник 5, т.е. в емкость, заполненную мелкодиспергированным реагентом со щелочными свойствами, например, гидрооксидом натрия, калия или карбонатом натрия, калия. Дополнительно емкость может быть заполнена другими веществами, например, активированным углем. Захватив щелочной реагент, газовый поток по трубопроводу 6 эжекционным устройством 7 нагнетается в корпус сепаратора 1 через входной патрубок 3 и смешивается с новым газовым потоком, поступающим на очистку в центробежный сеператор. Благодаря контакту с реагентом со щелочными свойствами ядовитые вещества, содержащиеся в газовом потоке, нейтрализуются, и очищенный от пыли и ядовитых химических веществ газовый поток выходит в атмосферу через выходной патрубок 4. Часть газового потока, содержащая щелочной реагент, вновь проходит через осадительную часть 2 сепаратора и поступает в пылесборник 5. Цикл повторяется. Происходит оседание пыли, а также нейтрализация загрязняющих вредных химических веществ.Dust and gas cleaning plant operates as follows. Flue gases containing harmful chemicals that pollute the atmosphere, in particular nitrogen oxides (NO _x ), sulfur dioxide (SO ₂ ) and solid impurities, enter the installation through the inlet pipe 3 into the housing of the centrifugal separator 1 having a precipitation part 2. This at the same time, an ejection device 7 in the separator housing 1, connected to the pipeline 6 through the inlet pipe 3, creates a zone of reduced pressure. The gas stream passing the precipitation part 2 enters the dust collector 5, i.e. into a container filled with a finely dispersed reagent with alkaline properties, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium carbonate. Additionally, the container may be filled with other substances, for example, activated carbon. Having captured the alkaline reagent, the gas stream through the pipeline 6 by an ejection device 7 is pumped into the separator housing 1 through the inlet pipe 3 and mixes with the new gas stream entering the centrifugal separator for cleaning. Due to contact with a reagent with alkaline properties, the toxic substances contained in the gas stream are neutralized, and the gas stream purified from dust and toxic chemicals enters the atmosphere through the outlet pipe 4. The part of the gas stream containing the alkaline reagent again passes through the sedimentation part 2 of the separator and enters the dust bag 5. The cycle repeats. Dust settling occurs, as well as the neutralization of polluting harmful chemicals.

Эффективность очистки газового потока от пыли достигает 92-95% при нейтрализации вредных химических веществ, например, окиси серы не менее 80%. The dust gas cleaning efficiency reaches 92-95% when neutralizing harmful chemicals, for example, sulfur oxide, at least 80%.

Claims (1)

Пылегазоочистительная установка, включающая сепаратор, содержащий корпус с осадительной частью, входным и выходным патрубками, обеспечивающий односторонний поток очищаемой газовой среды, пылесборник, присоединенный снизу к корпусу, отличающаяся тем, что в ней пылесборник представляет собой емкость, заполненную, по крайней мере, мелкодиспергированным реагентом со щелочными свойствами, при этом сепаратор на входе сообщен через трубопровод с нижней частью пылесборника, а установка дополнительно снабжена эжекционным устройством, нагнетающим газовый поток, содержащий, по крайней мере, мелкодиспергированный реагент со щелочными свойствами, в корпус сепаратора через трубопровод и входной патрубок. A dust and gas cleaning installation including a separator comprising a housing with a precipitation part, inlet and outlet nozzles, providing a one-way flow of the gas to be cleaned, a dust collector attached to the bottom of the housing, characterized in that the dust collector is a container filled with at least a finely dispersed reagent with alkaline properties, while the inlet separator is communicated through the pipeline with the bottom of the dust collector, and the installation is additionally equipped with an ejection device, gas stream containing at least finely dispersed reagent with alkaline properties into the separator body through the pipeline and inlet pipe.