Способ улавливания вредных примесей выхлопных газов

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ УЛАВЛИВАНИЯ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ(57) Способ улавливания вредных примесей выхлопных газов, включающий охлаждение газов до температуры ниже точки росы с образованием водяного конденсата, отличающийся тем, что газы охлаждают до температуры, при которой удельный расход водяного конденсата составляет не менее 1 г на 1 г содержащихся в газах аэрозольных вредных примесей и не менее 3-4 г на 1 г содержащихся газообразных или смеси аэрозольных и газообразных вредных примесей.(56) 1.546364, МПК В 01 47/00, 1977. 2.1473812, МПК 01 47/05, 1989. 3.00587, МПК В 01 47/05, 1995 (прототип). 4. Коррозия. Справ. изд. Под ред. Л.Л. Шрайера/Пер. с англ. - М. Металлургия, 1981. Изобретение относится к процессам пылегазоулавливания и может быть использовано в теплоэнергетической, металлургической, химической, машиностроительной промышленности и других отраслях хозяйства. Известны способы улавливания высокодисперсных аэрозолей, основанные на конденсации водяных паров 1, 2. Основные недостатки аналогов. 1. Способы и устройства предназначены для улавливания аэрозольных вредных примесей (пыли). 2. Не приводится количественное значение одного из основных параметров, определяющих оптимальные условия процесса, а именно минимальный удельный расход водяного конденсата для эффективного улавливания вредных примесей при минимуме затрат на осуществление процесса. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является способ улавливания вредных примесей (высокодисперсных аэрозолей и токсичных газов), включающий охлаждение газового потока до температуры ниже точки росы с образованием водяного конденсата 3. Недостаток прототипа заключается в том, что не приводится количественное значение минимально необходимого удельного расхода получаемого водяного конденсата, обеспечивающего эффективное улавливание вредных примесей при минимуме затрат. Целью предполагаемого изобретения является получение высокой эффективности улавливания аэрозольных и газообразных вредных примесей выхлопных газов при минимуме затрат. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе улавливания вредных примесей выхлопных газов, заключающемся в охлаждении газов до температуры ниже точки росы с образованием водяного конденсата, газы охлаждают до температуры, при которой получают удельный расход водяного конденсата не менее 1 г на 1 г содержащихся в газах аэрозольных вредных примесей и не менее 3-4 г на 1 г содержащихся газообразных или смеси аэрозольных и газообразных вредных примесей. В предлагаемом способе замеряют начальные термовлажностные параметры газов, их расход и содержание вредных примесей. В случае, если газы имеют повышенную температуру и ненасыщены водяными парами (относительная влажностьменее 100 ), производят их предварительное охлаждение и 2425 1 доувлажнение до линии насыщения, например, путем адиабатического испарения подаваемой мелкораспыленной воды. Затем рассчитывают, до какой температуры ниже точки росы необходимо охладить насыщенные газы,чтобы получить заданный удельный расход водяного конденсата. Значение этой температуры находят, например, из выражения где- расчетное значение температуры охлаждения насыщенных газов ниже точки росы, С с.г - начальный массовый расход сухих газов (без учета содержащихся водяных паров), кг/с н - влагосодержание насыщенных газов при температуре точки росы или мокрого термометра, г/кг сух.г, определяется расчетом или по - - диаграмме- начальный объемный расход газов, приведенный к нормальным условиям (температура 20 С, атмосферное давление 101,3 кПа, относительная влажность 50 ), нм 3/- начальное содержание вредных примесей в газах, г/нм 3 к.у - заданный удельный расход водяного конденсата, г/г б - барометрическое давление газов, Па. Охлаждение газов допроизводят, например, в результате их пропуска через поверхностный теплообменник - конденсатор. Пример конкретного выполнения изобретения. Выхлопные газы имеют начальную температуру 140 С, влагосодержание 60 г/кг сух.г, относительную влажность о 8,8 , массовый расход о 20 кг/с, приведенный к нормальным условиям объемный расход п 16,67 нм 3/с, содержание токсичных газов С 2,7 г/нм 3. В данном случае в газы предварительно подают и адиабатически испаряют мелкораспыленную воду. Доводят газы до линии насыщения, после чего их параметры будут н 52,5 С, н 101,3 г/кг сух.г, н 100 . После чего насыщенные газы пропускают через поверхностный теплообменник-конденсатор и охлаждают от н 52,5 С до ох 50,75 С. При этом газы пересыщаются и образуется 180 г/с водяного конденсата при его удельном расходе 4 г/г и эффективности улавливания токсичных газов 87 . Мощность, затрачиваемая на охлаждение насыщенных газов в данном варианте, составляет 507 кДж/с (кВт). Если же охлаждают данные влагонасыщенные газы до ох 50,3 С, получают удельный расход водяного конденсата, равный к.у 5 г/г. Эффективность улавливания токсичных газов при этом составит 88,5 , а затрачиваемая на охлаждение газов мощность - 634 кВт. Т.е. по сравнению с первым вариантом эффективность улавливания примесей увеличится в 1,017 раза, а затрачиваемая мощность в 1,25 раза. При охлаждении тех же газов до 49,82 С получают к.у 6 г/г, 89,3 , 761 кВт. Т.е. по сравнению с первым вариантомувеличивается в 1,026 раза, а- в 1,5 раза. При охлаждении насыщенных вышеуказанных газов до температуры с получением к.у 1,2 или 3 г/г эффективность улавливания токсичных газов соответственно составляет 57,0 77,3 или 84,2 . Использование предлагаемого способа по сравнению с существующим позволит, кроме улучшения экологической обстановки, резко сократить атмосферную коррозию (разрушение) зданий и металлических конструкций. Так, согласно 4, снижение выбросов, а следовательно, и концентрации в приземном слое диоксида серы на 87 , т.е. в 7,7 раза,приведет к уменьшению скорости коррозии сооружений из стали и железав 6,5 раз. Примерно во столько же раз увеличится их срок службы. оставитель Д.Ф. Крылов Редактор В.Н. Позняк Корректор Т.В. Бабанина Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.