Очистка коксового газу від туманоподібної смоли

Загальна технологічна схема переробки прямого коксового газу. Технологічна схема двоступінчастого охолодження газу в апаратах повітряного охолодження і в скруберах Вентурі. Методи очищення газу від смоли. Розрахунок матеріального балансу коксування.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 13.11.2014
Размер файла 1,4 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

ВСТУП

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Загальна технологічна схема переробки прямого коксового газу

1.1.1 Устаткування для переробки коксового газу

1.2 Аналіз схем первинного охолодження коксового газу

1.2.1. Технологічна схема двоступінчастого охолодження коксового газу в апаратах повітряного охолодження і в скруберах Вентурі

1.2.2 Технологічна схема охолодження коксового газу в двоступеневих безнасадних аппаратах

1.3 Методи очищення коксового газу від туманоподібної смоли

2. ОСНОВНА ЧАСТИНА

2.1 Обґрунтування вибору технологічної схеми очистки коксового газу від туманоподібної смоли з використанням скруберів Ветурі

2.2 Технологічна схема очистки коксового газу від туманоподібної смоли в скруберах Вентурі

2.3 Якісні показникики коксового газу після очистки в скруберах Вентурі

2.4 Розрахунок матеріального балансу коксування

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ВСТУП

У даній курсовій роботі проаналізовано існуючі технологічні схеми переробки прямого коксового газу.

Розглянуті схеми первинного охолодження коксового газу. Кожен з методів має свої переваги та недоліки.

При коксуванні утворюється суміш пароподібних продуктів (прямий коксовий газ) який виходить з коксових печей при температурі 650-750 °С і містить велику кількість вугільного і коксового пилу. Наявність пилу і смолянистих речовин, схильних відкладатися на поверхнях тепло - і масообмінних апаратів, виключає або ускладнює значною мірою поділ цієї суміші відомими в хімічній промисловості методами типової апаратури. Незважаючи на конденсацію парів смоли в холодильниках, значна частина її несеться з газом у вигляді дрібних крапельок. Туманообразна смола знижує ефективність процесів уловлювання і якість одержуваних продуктів.

Тому наступною важливою стадією є очищення газу від туманоподібної смоли і нафталіну в електрофільтрах або шляхом очищення його в скруберах, що встановлюються безпосередньо перед газодувки або після них. Найбільш розповсюдженим апаратом цього класу є скрубер Вентурі, що є найефективнішим з мокрих пиловловлювачів, які застосовуються в промисловості.

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Загальна технологічна схема переробки прямого коксового газу

Коксовий газ - горючий газ, що утворюється в процесі коксування кам'яного вугілля, тобто при нагріванні його без доступу повітря до 900-1100° С. Коксовий газ містить багато цінних речовин. Крім водню, метану, оксидів вуглецю до його складу входять пари кам'яно - вугільні смоли, бензол, аміак, сірководень та ін. Парогазова суміш летючих продуктів (до 25 % від загальної маси) відводиться через газозбірник для уловлювання та переробки. Для розділення леткі продукти охолоджують вприскуванням води (від 70°C до 80°C) - при цьому з парової фази виділяється велика частина смол, подальше охолодження парогазової суміші проводять у кожухотрубчастих холодильниках (до 25-35°C). Конденсатом об'єднують і відстоюванням виділяють надсмольну воду (аміачна вода) і кам'яновугільну смолу. Потім сирий коксовий газ послідовно очищають від аміаку і сірководню, промивають поглинювальним маслом (для уловлювання сирого бензолу і фенолу), сірчаною кислотою (для уловлювання піридинових основ). Очищений коксовий газ (14-15% від загальної маси) використовують як паливо для обігріву батареї коксових печей і для інших цілей [1].

На коксохімічних заводах з вугілля без доступу повітря при температурі 950-1050 °С отримують кокс, який використується як паливо в доменних печах, вагранках і інш. При операціях коксування утворюється коксовий газ, в якому містяться пил, водяні пари, крапельки і пари смол, аміак, бензольні вуглеводні, феноли, сірководень і ціаніди. Коксовий газ залежно від родовища вугілля і умов коксування містить в середньому 55-65 % водню, 20-30 % метану, 5-7% окису вуглецю , 2-6% азоту , 1,8-2,6 % вуглекислого газу, 0 ,3- 0 , 6 % кисню і 1,9-2,7 % важких вуглеводнів. Після очищення від пилу, смол і летких речовин коксовий газ використовують як паливо в металургійних агрегатах. Теплота згорання коксового газу становить 17,2-18,8 МДж/м3 . Після вловлювання летких з коксового газу їх використовують як цінну сировину в хімічній промисловості. При виробництві 1 т коксу виділяється 400-450 м3 коксового газу [2].

Основними джерелами забруднення довкілля газами і пилом на коксохімічних заводах є обладнання цеху вуглепідготовки і завантаження вугілля в коксові батареї, викиди коксових печей, установки гасіння коксу, викиди цеху уловлювання хімічних продуктів коксування та ін.

Забруднення атмосфери пилом відбувається в процесі операцій з підготовки вугілля до коксування.

Очищення коксового газу від смол і летких речовин здійснюють за схемою, наведеною на рисунку 1.1. Коксовий газ з коксових батарей відводять в колектори - газозбірники, розташовані вздовж них. В результаті зрошення надсмольною аміачною водою в газоході і газозбірнику газ охолоджується і з нього виводиться частина механічних домішок (смола і так звані фуси). У сепараторі газ звільняється від надсмольної води, а потім надходить у первинний трубчастий або скруберний холодильник, де в процесі охолодження до 25-35 °С з нього конденсуються майже вся смола і водяні пари. При цьому пари води частково розчиняють аміак, який міститься в газі. Тонке очищення газу від смоли і крапель води здійснюють в трубчастих електрофільтрах. Далі газ надходить в скрубери - абсорбери, в яких внаслідок зрошення сірчаною кислотою з нього уловлюється аміак з утворенням сульфату амонію. Для більш повного уловлювання аміаку газ перед подачею в скрубер підігрівають [2].

Для уловлювання з газу крапельок сірчаної кислоти його направляють з скрубера в кислотні пастки. Ціаністий водень, що міститься в коксовому газі

(0,4-1,5 г/м3) частково розчиняється водою, а для його повного уловлювання застосовують абсорбер, у якому газ обробляють багатосірнистим амонієм з утворенням роданистого амонію. Сірководень, що міститься в газі (10-20 г/м3), вловлюють миш'яково - содовим методом в скрубері з хордової насадкою. Ефективне уловлювання з коксового газу бензолу відбувається при температурі 25-30 °С. Тому коксовий газ перед подачею в бензольні скрубери охолоджують водою в скруберних холодильниках. При цьому з нього уловлюється (водою) і нафталін до вмісту 0,8 г/м3. Бензол уловлюється в трьох послідовно встановлених скрубберах з насадками за рахунок абсорбційного ефекту при обробці газу соляровим або кам'яновугільним маслом, в якому одночасно газ очищається від залишків нафталіну.

Пройшовши очистку коксовий газ газодувками направляється споживачам. Уловлені з нього продукти є цінними хімічними продуктами [2].

Рисунок 1.1 - Принципова схема очищення коксового газу: 1 - коксова батарея; 2 - подача шихти; 3 - видача коксу; 4 - газозбірники; 5 - сепаратор; 6 - первинні холодильники; 7 - ексгаустери; 8 - електрофільтри; 9 - підігрівач газу парою; 10 - аміачні скрубери; 11 - кислотні пастки; 12 - уловлювач ціаністого водню; 13 - сіркоочищення; 14 - вторинний холодильник; 15 - бензольні скрубери; 16 - газодувки; 17 - парофлям; 18 - трубопровід чистого газу; 19 - байпас

1.1.1 Устаткування для переробки коксового газу

Коксовий газ, що виходить з подсводового простору коксових камер має температуру 650 - 7500C і містить значну кількість парів смоли і води. Для здійснення технологічних процесів в цеху уловлювання коксовий газ повинен бути охолоджений і звільнений від парів смоли і води.

Тому першою обов'язковою технологічною операцією, є процес охолодження , що обумовлює конденсацію водяної пари і смоли. Охолодження газу здійснюється в дві стадії: а) у колінах стояків і в газозбірниках коксових печей до 85 - 900C при зрошенні газу аміачною водою; б) в первинних газових холодильниках до 25-35оС. Ця температура є оптимальною, при якій відбувається уловлювання з газу бензольних вуглеводнів, сірководню та аміаку. У результаті такого охолодження газу різко зменшується його обсяг, що знижує енергетичні витрати на його транспортування по газовій трасі хімічного заводу і створює умови для нормальної роботи цеху уловлювання [3].

На газопроводі перед газовими холодильниками встановлюється сепаратор для відділення газу від конденсату циклу газозбірника і відведення його в механізований відстійник-освітлювач. Для відстоювання конденсату газосборникового циклу застосовують освітлювачі ємністю 120-210 м3, звідки відстояні фуси видаляється скребковим транспортером. Відстоювання і зберігання смоли здійснюються в циліндричних механізованих відстійниках ємністю 650 м3.

Для первинного охолодження газу широке застосування отримали шестиходові вертикальні трубчасті холодильники конструкції Гіпрококсу з поверхнею охолодження 2100 м2, продуктивністю 10-11 тис. м3/год газу, приведеного до корисних умов. Досить важливим фактором, що значною мірою визначає ефективність роботи трубчастих холодильників, є швидкість газового потоку. Вона буде тим вище, чим більше навантаження холодильника по газу. Тому краще охолодження газу при меншій витраті охолоджуючої води виходить при послідовному проходженні газу через кілька сполучених холодильників. Однак при цьому різко зростає опір газовому потоку, тобто різниця розрідження газу до і після холодильників збільшується.

При паралельному включенні, навпаки, весь газовий потік розгалужується на частини за кількістю холодильників. При цьому, природно, знижується швидкість газу, зменшується опір, але погіршується охолодження. На практиці найчастіше застосовують змішане, послідовно-паралельне, проходження газу. На роботу трубчастих холодильників істотно впливають також такі фактори: температура газу, що надходить, величина охолоджуючої поверхні і її чистота, кількість охолоджуючої води і її температура. З наведених факторів найбільше значення мають початкова температура що надходить на охолодження газу і чистота внутрішньої і зовнішньої поверхонь труб. При постійності кількості охолоджуючої води і її температури ефект охолодження газу буде тим нижче, чим вище температура надходить в холодильники газу і чим більше забруднення зовнішньої і внутрішньої поверхні труб. Відкладення смоли і нафталіну на зовнішній поверхні труб холодильника видаляються пропарюванням їх гострим паром або шляхом прогріву холодильників гарячим газом. Великим недоліком холодильників є утруднення очищення внутрішньої поверхні труб від накипу.

Рисунок 1.2 - Трубчатий газовий холодильник з горизонтальним розташуванням труб

Не всі заводські ділянки газопроводу коксового газу працюють в однакових умовах. У найбільш складних умовах працює ділянка газопроводу від газосбірників до первинних газових холодильників. По цій дільниці з газосбірників відводяться не тільки гарячий коксовий газ, насичений великим обсягом водяних парів і пароподібними хімічними продуктами коксування, але і надсмольная аміачна вода, смола і фуси. На ділянці між газозбірником і сепаратором в газопроводі через кожні 15-20 м зроблені лючки з щільно підібраними чавунними конічними пробками. Через лючки фуси і в'язка смола шкребками підганяються до сепаратору для стоку у відстійник-освітлювач. Для полегшення стоку води, смоли та фусів ця ділянка газопроводу робиться з невеликим ухилом в сторону цеху уловлювання. Ця ділянка газопроводу виконує дві функції: є повітряним холодильником для коксового газу і відводить конденсат з газозбірників у відстійник-освітлювач [3].

Рисунок 1.3 - Семиходовий холодильник: 1 - штуцер Ду250; 2 - перегородка; 3 - корпус

В дещо кращих умовах працює ділянка газопроводу після первинних газових холодильників і до бензольних скруберів. В результаті охолодження газу в первинних газових холодильниках і конденсації значної кількості водяної пари та пари смоли обсяг газу різко зменшується. Проте в коксовому газі все ще міститься значна кількість нафталіну, деяка кількість смоляного туману, більша частина якого вилучається з коксового газу в газових нагнітачах і електрофільтрах. Крім того, в газі містяться водяні пари. У зимову пору року через пониження температури коксового газу з нього виділяється конденсат води і смоли і на стінках газопроводу відкладається нафталін. Для відводу цього конденсату через кожні 30-50 м газопроводу передбачаються відвідники конденсату з гідравлічними затворами, глибина яких в будь-якій точці газопроводу повинна бути більше даного тиску, яке може бути створено нагнітачем в газопроводі. Цим виключається можливість засоса повітря в газопровід або витоку з нього газу. У зимовий час гідравлічні затвори обігріваються паром для розрідження в'язкого смоли і розплавлення відлягающого нафталіну [3].

Первинний холодильник розташований на коксохімічному заводі на вході коксового газу (КГ) і служить для первинного охолодження КГ і конденсації основної частини містяться в ньому компонентів, таких як вода, смола і нафталін.

Первинний холодильник складається із секцій з горизонтальними пучками труб, з'єднаних між собою в ряди (ланцюги), через які протікає вода з температурою близько 25 °C, таким чином, здійснюється безконтактне охолодження коксового газу з температури близько 80 °С до температури близько 50 °C.

Корпус холодильника, як правило, виготовляється з вуглецевої сталі, в той час як труби з гарячою оцинкованої, або ж робляться окремо з нержавіючої сталі.

Конструкторські рішення первинних газових холодильників дають можливість очищення внутрішньої поверхні охолоджуючих труб. Правильне розташування охолоджуючих труб дозволяє досягати більше високої турбулентності в потоці газу і більш високого коефіцієнта тепловіддачі [3].

Шестиходовий газовий холодильник системи Гіпрококсу з вертикальним розташуванням труб з площею поверхні 2100 м2 переробляють на семиходовій, встановивши спеціальну перегородку. При цьому відведення гарячої води через штуцер діаметром 250 мм переміщується з нижній частини холодильника в верхню [3].

Це дозволяє знизити температуру газу на 2-3°С, збільшити пропускну здатність по газу на 20%, знизити енергію на транспортування газу поліпшити умови праці.

Більш інтенсивне охолодження газу в холодильнику з горизонтальним розташуванням труб обумовлено перпендикулярним рухом газу і води, що виключають можливість випадання суспензій і забезпечують турбулентний характер руху рідини, значно меншим обволіканню поверхні труб плівкою конденсату, безперервно змиваємого при стіканні зверху вниз. Разом з тим конструкція має деякі недоліки: 1) більший, ніж у холодильника з вертикальними трубами, опір руху газу і рідини, обумовлений великим числом рядів труб і трубних пучків; 2) більш низька температура конденсату газу після холодильників, що викликає додаткову витрату пара на його нагрівання; 3) необхідність обов'язкової підготовки технічної води, тобто видалення з неї суспензій та тимчасової жорсткості; 4) підвищений вміст аміаку в надсмольної аміачній воді, що знижує його ресурси в газі перед сульфатним відділенням. Газопровід коксового газу являє собою велику і дуже відповідальну споруду, за яким коксовий газ транспортується від коксових печей через апаратуру хімічних цехів для виділення з нього хімічних продуктів і далі до його споживачам.

Механізований освітлювач розташований на коксохімічному заводі на початку технологічної лінії для збору конденсату і призначений для відділення смоли і фусів з надсмольної води.

Механізований освітлювач являє собою прямокутної бак - відстійник, де поступово накопичуються фуси. Фуси, а також інші відокремилися шари видаляються з освітлювача за допомогою надійного скребкового конвеєра.

Освітлювач, як правило, виготовляється з вуглецевої сталі.

ZVU Engineering приділяє все більше увагу механізму руху стрічки конвеєра, тобто підходящої зручній коробці передач.

Рисунок 1.4 - Механізований освітлювач

Сепаратор конденсату смоли розміщений на подачі конденсату смоли на коксохімічному заводі і служить для машинного поділу конденсату на смолу і аміачну воду.

Сепаратор конденсату смоли виконаний у вигляді вертикального циліндричного резервуара великого обсягу, оснащеного нижнім конусом і пристосуванням для автоматизованого поділу фаз. Сепаратор, як правило, виготовляють з вуглецевої сталі.

Рисунок 1.5 - Сепаратор конденсату смоли КВ9, коксового заводу «Свобода»

Бензольний скрубер служить для відновлення бензолу поглинювальним маслом. Бензольні вуглеводні за допомогою поглотильного масла виділяються з прямого коксового газу.

Бензольний скрубер - це апарат колонного типу, оснащений насадками різної конструкції для відділення пари бензолу за допомогою поглотительной масляної рідкої фази, використовуючи поділ пара.

Апарат, як правило, зроблений з з'єднання вуглецевої і нержавіючої сталей [3].

Рисунок 1.6 - Технологічна схема уловлювання бензольних вуглеводнів з газу в скрубберах, зрошуваних маслом: 1 - збірник обезбензоленного масла; 2 3,4, 6-насоси; 5 - збірник насиченого бензолом масла; 7 - регулятор рівня масла

Ділянка газопроводу після бензольних або сірчаних скруберів працює в кращих технологічних умовах, ніж перші дві ділянки, по яких проходить прямий газ. Температура зворотного газу, звільненого від хімічних продуктів коксування коливається на цій ділянці в дуже незначних межах. Для боротьби з відкладеннями нафталіну передбачається введення пари в різні місця газопроводу, особливо у поворотів. Місця для введення пари розташовані на відстані 80-120 м одне від іншого[3].

Температура газу, його тиск і вміст вологи в окремих ділянках газопроводу неоднакові. Тому обсяг газу по шляху його руху по газопроводу неоднаковий. Так як швидкість газу в газопроводі на всьому його протязі підтримується постійною і складає в середньому 12-15 м/с, діаметр газопроводу визначається в основному його обсягом у робочих умовах. Для попередження виникнення термічних напруг і порушення герметичності фланцевих з'єднань на окремих ділянках газопроводу встановлюються компенсатори. При ремонті якої-небудь ділянки газопроводу або апарата, до якого підключений газопровід, його відключають закриттям засувки і заглушками, які вставляють у фланцеві з'єднання між закритою засувкою і трубою з боку ремонтованої ділянки. Газопроводи укладаються на спеціальних колонах таким чином, щоб доступ до них був можливий з усіх сторін. На газопроводі зворотного коксового газу після уловлює апаратури встановлюється автоматично діючий клапан, що забезпечує скидання і спалювання надлишку коксового газу. В даний час розроблено і впроваджено смолоскипний автоматичний газозбросний пристрій (ГСУФ), що виключає вибух і небезпечний вплив теплової радіації факела, а також розсіювання продуктів горіння до концентрацій, що не відповідають санітарним нормам [3].

1.2 Аналіз схем первинного охолодження коксового газу

Застосовувані на коксохімічних підприємствах схеми охолодження газу розрізняються типом газових холодильників, числом ступенів охолодження, конструкцією механізованих конструкторів-освітлювачів, а також способом зневоднення і очищення від фусів смоли. Перші коксохімічні заводи, побудовані в нашій країні, відділення конденсації, обладнані газовими холодильниками безпосередньої дії, що пояснюється простотою їх конструкції, порівняно низькою металоємністю і високою інтенсивністю теплообміну. Недоліками цієї схеми є громіздкість зрошувальних холодильників, які застосовувалися для охолодження оборотної аміачної води, а також незадовільні санітарно-гігієнічні умови та інтенсивна корозія обладнання на прилеглій території з-за виділення великої кількості парів в атмосферу, що зумовило в подальшому відмова від цієї схеми і заміни холодильників безпосередньої дії трубчастими холодильниками [4].

Схеми охолодження коксового газу в холодильниках з вертикальними і горизонтальними трубами принципово не відрізняються один від одного, проте перші вимагають значно більше виробничих площ для розміщення холодильників з вертикальними трубами. Утворившийся в них газовий конденсат з-за більш високої середньої температури, менш насичений аміаком, сірководнем та іншими кислими газами, фенолами, що полегшує його перебку. З метою скорочення витрати технічної води, розроблено схеми двоступінчастого охолодження коксового газу - у першій щаблі повітрям з допомогою апаратів повітряного охолодження, а в другій водою у трубчастих холодильниках скрубері Вентурі або насадочних колонах. Недоліками таких схем є втрата фізичного тепла прямого коксового газу, тому вони не прийнятні для коксохімічних підприємств з вакуум-карбонатної сіркоочисткой, яка є великим споживачем низько потенційного тепла. Великий інтерес представляє запропонована УХІНом схема двоступінчастого охолодження коксового газу відрізняється тим, що після першої ступені газ відрізняється від туманоподібної смоли в електрофільтрах, а також від аміаку і цианістого водню. Це дозволяє у другій щаблі отримувати практично чистий конденсат, який після обесфеноліванія може бути використаний в оборотному циклі водопостачання. При цьому відпадає необхідність в аміачному відділенні, що є важливою перевагою схеми [4].

Коксовий газ з коксових камер, які перебувають на різній стадії коксування, пройшовши стійки і сполучні коліна, надходить в газозбірника коксової батареї (за машинної та коксової сторони). У газосборниках відбувається усереднення газу за складом, охолодження і виділення смоли і фусів (вугільного і коксового пилу, змішаного зі смолою). Охолодження газу в газосбірниках досягається безперервним зрошенням його надсмольної аміачною водою, яка під натиском 100-150 кПа (1,0-1,5 ат) інтенсивно розпилюється спеціальними форсунками, встановленими в колінах стояків і в газосбірниках [2].

Рисунок 1.7 - Стояк, коліно и газозбірник: 1 - газосбірнік; 2 - стояк; 3 - футеровка стояка; 4 - муфта; 5 - форсунка; 6 - введення пари для бездимного завантаження; 7 - клапан для відключення камери від газозбірника; 8 - важіль керування клапаном; 9 - клапан

Для випуску газу в атмосферу під час видачі коксу з загальної кількості тепла, яке вноситься до газозбірника гарячим газом, переважна частина, а саме 85-90%, витрачається на випаровування охолоджуючої води і лише 10-15% на її підігрів, 3-5% тепла втрачається випромінюванням зовнішньою поверхнею газосбірніков в навколишнє середовище. У результаті випаровування води відбувається різке охолодження газу, температура води при цьому підвищується незначно, що призводить до підвищення точки роси газу, тобто до підвищення його вмісту вологи. Однак газ по виході з газосбірніков не повністю насичений водяними парами, так як температура газу продовжує залишатися трохи вище точки роси. Точка роси газу 78-82°С. Воду, яка застосовується для зрошення, називають аміачною або надсмольної води, так як вона містить поглинений з газу аміак. Друга назва пов'язана з тим, що щільність смоли більше одиниці і вода при поділі завжди знаходиться над смолою. Витрата надсмольної води становить 5-6 м3 на 1 т шихти, 2-3% цієї води випаровується. Для зрошення газосбірников застосовують гарячу воду з температурою 70-75°С. В газосбірниках вона нагрівається на 2-3°С. Так як охолодження газу досягається головним чином за рахунок випаровування води, подача більш холодної води спричинить за собою охолодження газу з-за меншого випаровування. Надсмольна вода, що йде з газозбірника, має температуру 73-78°С. У газозбірнику конденсується від 50 до 60% міститься в газі смоли, при цьому в першу чергу конденсуються її висококиплячі погони. Крім смоли, у газозбірнику внаслідок його інтенсивного зрошення водою вимиваються фуси. Дослідження охолодження газу в газосбірниках показало, що температура газу після газосбірников залежить в основному від вологості шихти, температури газу перед газозбірника і кількості охолоджуючої води. При зрошенні газу в стояках та газосбірниках надсмольная аміачна вода частково абсорбує з нього аміак, сірководень, вуглекислоту, ціаністий водень та інші кислі гази з утворенням солей аміаку. Склад солей і утримання їх у надсмольної води залежать від температури газу, що залишає газозбірника.

Утворившийся в газосбірниках конденсат, що складається з смоли, надсмольної води і фусів, відводиться за прямим газопроводу (з машинної сторони) у відстійну апаратуру відділення конденсації. З газозбірника коксової сторони батареї конденсат відводиться по спеціальному трубопроводу. Після відстою та освітлення надсмольная аміачна вода знову подається на зрошення газосбірников[2].

Подальше охолодження газу в первинних холодильниках проводиться для того, щоб зменшити його обсяг і знизити витрату енергії на подальше його стиснення в нагнітачах і для конденсації міститься в ньому водяної пари, що утворюється з вологи вугільної шихти, що завантажується в печі, пирогенетической води, а також водяних парів, що виходять від випаровування надсмольної води при зрошенні газосбірников.

Виділення переважної частини пароподібної смоли в холодильниках важливо і тому, що це виключає можливість забруднення апаратури для уловлювання хімічних продуктів коксування і відкладення смоли і нафталіну в газопроводах. Разом з тим більш повне виділення смоли необхідно тому, що присутність в газі забруднює сульфат амонію, знижуючи його якість, і погіршує якість поглинального масла, що використовується для уловлювання бензольних вуглеводнів. Температура газу після первинних газових холодильників повинна знаходиться в межах 25-35°С. Підвищення температури газу неминуче відбивається на роботі всієї апаратури цеху уловлювання. Для первинного охолодження коксового газу і конденсації смоляних і водяних парів в коксохімічній промисловості застосовуються трубчасті газові холодильники з теплопередачею через стінку і холодильники безпосередньої дії. В залежності від типу застосовуваних холодильників розрізняють кілька схем первинного охолодження коксового газу: схема з холодильниками безпосередньої дії; з використанням трубчастих газових холодильників (з вертикальним розташуванням труб або холодильників з горизонтальним розташуванням труб); схема охолодження газу в конденсаторах і трубчастих газових холодильниках та ін. Застосування холодильників того чи іншого типу вносить характерні особливості в технологічні схеми охолодження газу і зміни у режим роботи установок. На рисунку 1.7 наведена технологічна схема первинного охолодження коксового газу в трубчастих газових холодильниках з горизонтальним розташуванням труб [2].

Рисунок 1.8 - Технологічна схема первинного охолодження коксового газу з застосуванням трубчастих холодильників: 1 - газосборнік; 2 - сепаратор; 3 - відстійник-освітлювач; 4 - заглиблений збірник смоли; 5, 8, 15, 18, 19 - насоси; 6 - сховище смоли; 7 - проміжний збірник надсмольної води; 9 - холодильник; 10 - електрофільтри; 11 - нагнітачі; 12 - конденсатовідвідник; 13 - проміжний збірник конденсату газу; 14 - гідрозатвори; 16 - відстійник конденсату газу; 17 - сховище надлишку надсмольної води

За цією схемою коксовий газ, надсмольная вода, смола і фуси з газозбірника 1 відводяться за прямим газопроводу в сепаратор 2, де газ відокремлюється від рідкої фази. Щоб надсмольная вода і смола вільно стікали по газопроводу і несли з собою фуси, газопровід від печей до сепаратора має похил 10-15 мм на кожний погонний метр. Конденсат з сепаратора 2 стікає по трубопроводу в механізований відстійник-освітлювач 3 для відстоювання та освітлення надсмольної води [2].

Коксовий газ після сепаратора 2 по прямим газопроводу поступає в верхню частину міжтрубного простору трубчастих холодильників 9, де охолоджується технічною водою. Охолоджуюча вода надходить у холодильники по трубах знизу і виходить зверху. Так як труби розташовані горизонтально, здійснюється перехресний рух газу і води. Вода надходить з температурою 20-28°С і нагрівається в холодильнику до температури не вище 45°С. Гаряча технічна вода охолоджується в градирнях примусового дуття і знову повертається в цикл. Спад технічної води систематично поповнюється.

В первинних холодильниках одночасно протікають наступні процеси: охолодження газу, конденсація і виділення залишків парів смоли в кількості 40-50% від їх ресурсів в газі, виділення нафталіну, який розчиняється в смолі; конденсація водяних парів до стану насичення ними газу при даній температурі (25-30°С); часткове розчинення в утворившемумя водяному конденсаті аміаку, сірководню, діоксиду вуглецю, ціаністого водню та інших компонентів коксового газу з утворенням хімічних сполук, частково розчиняються феноли, пірідінові підстави і інші домішки.

З холодильників 9 коксовий газ прямує в електрофільтри 10 для очищення від туманоподібної смоли, потім газ надходить в нагнітачі 11, з яких під тиском йде в апаратуру для уловлювання хімічних продуктів коксування.

Простежимо шлях руху утворившегося при охолодженні газу конденсату газозбірників і газового конденсату первинних газових холодильників [2].

Утворившийся при охолодженні газу в холодильниках газовий конденсат на трубах міжтрубному простору холодильників стікає зверху вниз, змиваючи при цьому відкладення фусів і нафталіну, в нижню частину холодильника. З нижньої частини конденсат, що складається з смоли, надсмольної води і незначної кількості фусів, стікає самопливом в гідрозатвор (конденсатовідвідник) 12, потім надходить у проміжний збірник 13. У цей збірник через гідрозатвори 14поступает також конденсат газу з машинного відділення і електрофільтрів. Рівень конденсату в збірнику 13 підтримується автоматично. Із зборника 13конденсат газу насосом 15 подається в відстійник 16, де здійснюється його розподіл по щільності на два шари: верхній - надсмольная аміачна вода і нижній - смола [2].

Освітлена надсмольна вода з верхньої частини відстійника 16 через перелив самопливом надходить у сховище надлишку надсмольної води 17, звідки насосом 18 відкачується на переробку в аміачну відділення. Відстояна в відстійнику смола через смоловідводник надходить у механізоване сховище для смоли 6, а звідти у резервуари складу смоли.

У механізованих відстійниках-освітлювачах 3 з-за різкого зменшення швидкості рідкої фази, компоненти якої мають різні щільності, вона розшаровується на три шари: верхній - надсмольна аміачна вода щільністю 1010-1020 кг/м3, середній - кам'яновугільна смола щільністю 1170-1180 кг/м3 і нижній - фуси щільністю близько 1250 кг/м3. Фуси з освітлювача безперервно видаляються скребковим транспортером в бункер, звідки направляються у вугіллі-підготовчий цех, де використовують як добавку до шихти, що йде на коксування. Смола з освітлювача самопливом через регулятор рівня смоли (смоловідвідник) надходить у заглиблений збірник 4, звідки насосом 5 відкачується в механізоване сховище для смоли 6. У сховищі при температурі 70-80°С смола додатково відстоюється від води і фусів, які видаляються з сховища скребковим транспортером. З сховища 6 відстояна смола насосом 19 подається в кінцевий газовий холодильник для вимивання нафталіну з води, що охолоджує коксовий газ.

Відстояна від смоли і фусів надсмольная аміачна вода з верхній частині освітлювача 3 надходить у проміжний збірник 7, звідки насосом 8 подається на охолодження коксового газу в газосборниках коксових печей. У освітлювачі вода охолоджується на 3-5°С.

Таким чином, надсмольна вода, яка подається на зрошення газозбірників, знаходиться в циклі газозбірник-освітлювач-проміжний збірник-газозбірники. В результаті випаровування частини надсмольної води при охолодженні газу в газозбірниках кількість її в обігу зменшується [2].

Цей спад води циклу газозбірніків поповнюється надсмольної водою циклу первинних газових холодильників, яка надходить у збірник 7 з відстійника конденсату газу первинних холодильників 16.

При поділі води циклу холодильників і циклу газосборніков в останньої можуть накопичуватися нелеткі солі амонію - хлориди і роданіди, які викликають корозію газозбірників, трубопроводів та апаратури відділення.

При значному вмісті цих солей у воді циклу газосборніков підвишаєтся концентрація їх і в смолі, сприяючи посиленню корозії апаратури і трубопроводів в цеху з переробки смоли.

Для зменшення накопичення у воді циклу газозбірників хлористих і роданістих солей амонію частина її з проміжного збірника 7 відводиться у відстійник конденсату газу, тобто виробляється змішання двох водяних потоків, що забезпечує утримання цих солей в суміші не більше 2-6 м/л.

Застосування для охолодження газу холодильників з горизонтальним чи вертикальним розташуванням труб вносить відмінність в якісний склад надсмольної води циклу холодильників [2].

1.2.1 Технологічна схема двоступінчастого охолодження коксового газу в апаратах повітряного охолодження і в скруберах Вентурі

Коксовий газ після апаратів повітряного охолодження 6 надходить при температурі 63-68 °С в скрубер Вентурі, де охолоджується при безпосередньому контакті з водою, розпилюється в конфузора 12 з допомогою пакета струминно-вихрових форсунок 16 при швидкості газу в горловині 30-35 м/с надсмольна вода дробиться на дрібні краплі, в результаті чого створюється розвинена поверхня контакту фаз і забезпечується висока інтенсивність теплообміну [6].

У диффузорної частини труби 14 швидкість газу поступово зменшується і відбувається коагуляція крапельок води і смоли, більша частина яких виділяється у збірнику-бризговлювлювачі 15. Більш повне виділення крапель води і смоли досягається у відцентровому скрубері 17 з тангенціальним введенням газу. При установці двох послідовно з'єднаних скруберів Вентурі температура газу знижується до 32-35 °С, а вміст смоли до 0,2-0,3 г/м3. Тому після скрубера Вентурі установка електрофільтрів не потрібна і газ подається нагнітачами безпосередньо в сульфатное відділення. Для промивання скрубера 10 і апаратів повітряного охолодження 6 від нафталіну і смолистих відкладень в них подається водно-смоляна емульсія з проміжного збірника 8 з допомогою насоса 9.

Надсмольная аміачна вода та смола з відстійника 15 надходить у збірники 4,7,8, звідти смола подається насосом 21 в смолопереробний цех, а вода надходить на переробку в сульфатне відділення. Технологічна схема двоступінчастого охолодження коксового газу в апаратах повітряного охолодження і скруберах Вентурі зображена на рисунку.

Рисунок 1.9 - Схема двоступінчастого охолодження коксового газу в АПОГ і скруберах Вентурі: 1 - газозбірник; 2 - сепаратор; 3 - освітлювач; 4 - збірник надсмольної води; 5, 19, 21 - насоси; 6 - АПОГ; 7 - збірник смоли; 8 - збірник водно-смоляної емульсії; 10 - скрубер Вентурі; 11 - газопідвідна труба; 12 - конфузор;13 - горловина; 14 - дифузор; 15 - бризгоуловлювач; 16 - зрошувальний пристрій; 17 - відцентровий скрубер; 18 - спіральний теплообмінник; 20 - градирня з примусовим дуттям; 22 - смоловідвідник

Необхідна для охолодження коксового газу в скрубері Вентурі 10 надсмольна вода подається насосом з бризгоуловлювача15 через спіральний теплообмінник 18, де охолоджується технічною водою.

Продуктивність скрубера Вентурі по газу становить 40000 м3/год, витрата охолоджуючої води 250м3/год, сумарний гідравлічний опір двох апаратів 1000-1500 Па, коефіцієнт тепловіддачі, віднесений до загального обсягу конфузора, горловини і дифузора, 70000-230000 вт/м2К [6].

1.2.2 Технологічна схема охолодження коксового газу в двоступеневих безнасадних апаратах

Недоліком насадкових холодильників безпосередньої дії є утворення відкладень смолистих речовин і нафталіну на насадці, що викликає зростання гідравлічного опору, знижує ефективність процесу і вимагає періодичних чисток апаратів. Цього недоліку практично позбавлені апарати розпилюючого типу, в яких необхідна поверхня теплопередачі створюється шляхом розбризкування великої кількості води за допомогою форсунок. У таких апаратах ефективність теплообміну в нижній частині знижується через коагуляції і відповідного зменшення поверхні контакту фаз [6].

З метою інтенсифікації роботи форсунок апаратів їх виконують двоступінчастими, для чого в середній частині встановлюється тарілка, яка пропускає газ з нижньої частини у верхню, а рідина, що збирається на тарілці, подається насосом через форсунки в нижню частину. Завдяки цьому, а також протиточному руху фаз у такому апараті забезпечується достатньо висока інтенсивність і ступінь теплообміну. Недоліком таких апаратів є велика витрата електроенергії на розпорошення і циркуляцію води.

Рисунок 1.10 - Технологічна схема охолодження коксового газу в двоступеневих безнасадних апаратах: 1 - безнасадковий двоступінчастий холодильник; 2,4 - циркуляційні насоси; 3 - освітлювач; 5 - теплообмінник; 6 - насос оборотної води; 7 - градирня

Коксовий газ надходить паралельними потоками в нижню частину без-насадкових холодильників 1 при температурі 80-85 °С, де охолоджується надсмольної водою до 30-35 °С і відводиться зверху в наступну апаратуру.

Охолоджуюча вода подається в холодильники 1 зверху через розпилювальні пристрої і рухається протитоком до газу вниз, збирається на розділових тарілках, звідки насосами 2 подається через форсунки в нижню частину холодильників. Нагріта до 68-72 °С охолоджуюча вода стікає разом з газовим конденсатом через гідравлічні затвори в мехосветлители 3, де відбувається розділення фаз по щільності [6].

Надсмольна вода надходить через проміжний збірник (на схемі не показаний) на насос 4 і знову подається через спіральні теплообмінники 5, де охолоджується від 70 до 25-30 °С на зрошенні холодильників 1. Технічна вода подається на теплообмінники 6 з градирні 7. Надлишок надсмольної води відводиться після насоса 4 в аміачну установку на переробку. Смола з освітлювача 3 стікає через регулятор рівня у проміжний збірник, звідки подається насосом на склад і переробку. Питома поверхня теплообміну складає 40-60 м3 на 1000 м3 газу, витрата циркуляційної надсмольної води 10-13 м3, а технічної води 24-32 м3 на 1000 м3 газу [6].

1.3 Методи очищення коксового газу від туманоподібної смоли

Після первинних газових холодильників вміст смоли в газі становить 2-5 г/м3. При цьому вона знаходиться у вигляді бульбашок, заповнених газом, тобто у вигляді туману. Значна кількість смоляного тумана осідає в нагнітачах газу. Вміст смоли в газі після нагнітачів становить 0,3-0,5 г/м3. Однак і ця кількість негативно впливає на роботу подальшої апаратури. У зв'язку з цим очищення коксового газу від міститься в ньому смоляного туману необхідна, вона здійснюється в електрофільтрах, які завдяки ефективній очистці і простоті експлуатації одержали найбільше поширення.

Принцип дії електрофільтрів полягає у іонізації газу, що рухається в електричному полі високої напруги між електродами відповідної форми, у результаті чого краплинки смоли придбають електричний заряд й притягуються до протилежно зарядженого електроду, де й осідають [3].

Гідність електрофільтрів - мале споживання струму і низький гід-равлічний опір газовому потоку [порядку (200-300 Па (20-30 мм вод. ст.)]. Ступінь очищення газу становить 98-99%. Залишковий вміст смоли в газі після електрофільтрів при температурі 25-30°С зазвичай не перевищує 40-50 мг/м3. На коксохімічних заводах широке застосування найшли трубчасті електрофільтри типу С-140, С-180 і З-72. В даний час широко застосовують електрофільтр типу С-72, який відрізняється від інших конструкцій великою пропускною здатністю по газу, великою швидкістю газу в трубах (до 1,75 м/с), зниженим витратою електроенергії на 1000 м3 газу, високим ступенем очищення газу від смоляного туману [3].

На коксохімічних заводах електрофільтри встановлюють на всмоктувальній стороні нагнітача, тобто після первинних холодильників, і на боці нагнітання. Кожен з цих варіантів має свої переваги і недоліки. При установці електрофільтрів до нагнітача газ надходить у нього вільним від смоли, крім того, виключається можливість проходу газу назовні і його загоряння в ізоляторних коробках, що робить роботу електрофільтра більш надійною. При установці електрофільтра на стороні нагнітання газ знаходиться в апараті під тиском, що виключає можливість засоса повітря. У цьому випадку нещільності в кожусі апарату не представляють небезпеки і можуть бути легко виявлені. Крім того, при установці електрофільтрів далі від місця конденсації смоли відбувається краще очищення газу, так як дрібні краплі смоли, залишаються в газі на виході його з первинних холодильників, по мірі руху газу укрупнюються, а це створює сприятливі умови для їх заряджання і осідання на осадном електроді. В останніх проектах електрофільтри встановлюють перед нагнітачами (на стороні розрідження), так як в цьому випадку значно меншою мірою виходять з ладу ізоляторні коробки.

Електрофільтри встановлюють зазвичай поза будівель. В процесі експлуатації електрофільтрів особливу увагу слід звертати на стан прохідних ізоляторів і сток смоли. Сток смоли повинен бути постійним. При накопиченні на стінках осадних електродів значного шару погіршується робота електрофільтрів. Тому його необхідно періодично вимикати для пропарювання газової частини апарату і ревізії всього електричного обладнання. Зазвичай на одному газовому потоці встановлюють декілька паралельно включених електрофільтрів. Резервні електрофільтри не встановлюються [3].

Рисунок 1.11 - Електрофільтр: 1 - трубна решітка; 2 - коробки ізоляторні; 3 - ізолятори; 4, 8 - рами бронюють електродів; 5 - труби осаджувальні; 6 - корпус: 7 - електроди коронуючі; 9 - газорозподільна решітка; 10 - лази; 11 - вхід газу; 12 - вихід газу; 13 - вхід пара; 14 - вихід конденсату

Електрофільтр являє собою циліндричну камеру діаметром 4,0-5,6 м, у якої на решітці підвішені труби діаметром 200-300 мм. По осі труб натягнуті дроти діаметром 2 - 3 мм. До проволок і труб підводиться постійний струм високої напруги, під дією якого в трубному просторі, через який пропускається газ очищається, створюється неоднорідне електричне поле. У зоні, розташованої навколо внутрішнього електрода напруженість електричного поля перевищує критичне значення, при якому відбувається ударна іонізація газу. Ця зона називається короною, а внутрішній електрод - коронуючим [6].

В зоні корони спостерігається блакитне світіння і слабке шипіння, що свідчить про сильну іонізацію і пробої газового шару. Якщо до коронуючих електродів підключений негативний полюс джерела струму, то позитивні іони рухаються до внутрішнього електрода, а негативні (електрони) - до зовнішнього. Оскільки обсяг зовнішньої зони значно більше обсягу корони, то частинки смоли, що потрапляють з газовим потоком в трубне простір електрофільтрів, будуть заряджатися в основному негативно і відкидатися до позитивно зарядженого зовнішнього електрода, на якому вони нейтралізуються і осідають. Цей електрод називається осаджувальним. Лише незначна частина крапельок смоли заряджається позитивно і осідає на коронирующем електроді. Живлення коронируючих електродів негативною електрикою обумовлено більшою рухомістю негативно заряджених частинок порівняно з позитивно зарядженими [6].

Ступінь очищення газу від туманоподібної смоли в значній мірі визначається величиною прикладеного напруги. Із зростанням останнього ступінь очищення зростає, однак така напруга не повинна перевищувати межі, при якому може відбутися повний пробій газового шару між електродами. При робочій напрузі в електрофільтрах 30-60 тисяч вольт, температурі газу 25-30°С і швидкості його в трубному просторі 0,9-2,0 м/с вміст смоли в газі знижується до 30-50 мг/м3.

При експлуатації електрофільтрів на стінках ізоляторів, працюючих для підведення високої напруги до коронирующим електродів, конденсуются водяні пари, і утвориться рідка плівка. Через розчинення аміаку та інших газів провідність плівки стає значною, внаслідок чого може статися витік струму і пробій ізолятора.

Для попередження таких небажаних наслідків ізолятори обігріваються парою, що проходять по змїївиками, покладеним в ізоляторних коробках. З цією ж метою електрофільтри встановлюються переважно перед нагнітачами, так як при роботі надходження вологи в ізоляторні коробки сповільнюється.

Перевагою електрофільтрів, призначених для очищення коксового газу від смоли, є низький гідравлічний опір газовому потоку (200-300 Па) і мала витрата електроенергії. До недоліків цих апаратів слід віднести складність електрообладнання і низьку надійність роботи із-за частих виходів з ладу прохідних ізоляторів.

Цим пояснюється той факт, що на багатьох коксохімічних заводах очищення газу від смоли не проводиться [7].

На старих коксохімічних заводах застосовували, головним чином, механічні смоловіддільники ударної дії.

В цих апаратах струмінь газу спрямовується на тверду поверхню, розташовану перпендикулярно напрямку потоку, при ударі об яку краплинки смоли осідають на ній, а газ, змінивши напрям, рухається далі.

При промиванні газу смолою крапельки туманоподібної смоли осідають під дією сили інерції на великих краплях смоли й виводиться з апарата з рідкою фазою.

Вміст смоли у газі після смоловіддільників ударної дії чи промиванні знижується до 1,2 - 1,5 г/м3. Через низький ступінь очищення газу й значний гідравлічний опір ці смоловіддільники не отримали великого поширення на коксохімічних заводах.

Часткове видалення смоляного туману з газу досягається у швидкохідних відцентрових нагнітачах. Досвід роботи заводів показав, що вміст смоли у газі після таких нагнітачів знижується до 0,3 - 0,5 г/м3. Однак навіть такий вміст смоли у газі є небажаним, так як негативно позначається на роботі вловлюючого устаткування.

Велику цікавість представляє застосування для очистки коксового газу від смоли низьконапірних скруберів Вентурі, розроблених ВУХІНом. При промивці коксового газу в цих апаратах водно-смоляною емульсією на одному з коксохімічних заводах вміст смоли знижувався до 0,2 - 0,3 г/м3, що забезпечує ефективну роботу послідуючої вловлюючої апаратури.

Тому при роботі скрубера Вентурі очистка газу в електрофільтрі не вимагається [8].

2. ОСНОВНА ЧАСТИНА

2.1 Обґрунтування вибору технологічної схеми очистки коксового газу від туманоподібної смоли з використанням скруберів Ветурі

Кам'яновугільна смола являє собою складну суміш органічних сполук, що мають різні температури кипіння, пружність пари, в'язкість і інші властивості, які відводяться з підсклепінного простору коксових печей в пароподібному стані разом з коксівним газом. При охолодженні газу найбільш високо киплячі компоненти починають конденсуватися вже при температурі близько 350 °С, однак навіть при охолодженні газу до 25 °С повного виділення смоли не досягається. В залежності від типу застосовуваних газових холодильників залишковий вміст її в газі становить 2-5г/м3.

Це пояснюється тим, що пари смоли конденсуються у вигляді найдрібніших крапельок, частина яких, поступово з'єднуючись в більш великі краплі, випадає з газу, а інша частина утворює бульбашки, заповнені газом, так звану туманоподібну смолу. Розміри цих бульбашок настільки малі, що швидкість осадження їх набагато менше швидкості газового потоку в холодильниках і тому вони несуться з газом в наступну апаратуру. Значна частина смоляного туману виділяється з коксового газу в турбонагнітачах під дією відцентрової сили, що виникає при обертанні робочого колеса з великою швидкістю. За практичним даними, вміст смоли в газі після турбонагнітачів становить 0,3-0,5 г/м3. Однак навіть настільки малий вміст смоли в газі є небажаним, оскільки негативно позначається на роботі уловлюючої апаратури [9].

Швидкісні газопромивачі застосовуються, головним чином, для очищення газів від мікронного і субмікронного пилу. Принцип дії цих апаратів базується на інтенсивному дробленні газовим потоком, який рухається з великою швидкістю (приблизно 60 - 150 м/с), зрошувальної його рідини. Осадженню частинок пилу на краплинах зрошувальної рідини сприяє турбулентність газового потоку і високі відносні швидкості між вловленими частинками пилу і краплинами.

Найбільш розповсюдженим апаратом цього класу є скрубер Вентурі, що є найефективнішим з мокрих пиловловлювачів, які застосовуються в промисловості.

Апарати мокрого очищення газів мають широке розповсюдження, оскільки характеризуються високою ефективністю очищення від мілко дисперсного пилу з діаметром часток 0,3 - 1,0 мкм, а також можливістю очищення від пилу гарячих і вибухонебезпечних газів.

Апарати мокрого очищення працюють за принципом осадження частинок пилу або на поверхню крапель рідини, або на поверхню плівки рідини. Осадження частинок пилу на рідину відбувається під дією сил інерції і броунівського руху.

Сили інерції діють на частинки пилу і капель рідини при їх зближенні. Ці сили залежать від маси крапель і частинок, а також від швидкості їх руху. Частинки пилу розміру менше 1 мкм не володіють достатньою кінетичною енергією і при зближенні зазвичай огинають краплі і не уловлюються рідиною. Для досягнення високої ефективності очищення газу від частинок домішок за рахунок броунівського руху необхідно зменшити швидкість руху газового потоку в апараті [5].

Окрім цих основних сил на процес осадження впливають турбулентна дифузія, взаємодія електрично заряджених частинок, процеси конденсації, випаровування і ін. У всіх випадках очищення газу в мокрих пиловловлювачах важливим чинником є змочуваність частинок рідиною (чим краще змочуваність, тим ефективніше процес очищення). Конструктивно мокрі пиловловлювачі розділяють на скрубери Вентурі, скрубери форсунок і відцентрових, апарати ударно-інерційного типу, барботажно-пінні апарати і ін.

Серед апаратів мокрого очищення з осадженням частинок пилу на поверхню крапель найбільше практичне застосування знайшли скрубери Вентурі.

Рисунок 2.1 - Скрубер Вентурі: 1 - сопло; 2 - горловина; 3 - камера змішування; 4 - розділова камера

Основна частина скрубера - сопло Вентурі 2, в конфузорну частину якого підводиться запилений потік газу і через відцентрові форсунки 1 рідина на зрошування. У конфузорній частині сопла відбувається розгін газу від вхідної швидкості (W=15-20 м/с) до швидкості у вузькому перетині сопла 60-150 м/с і більш. Процес осадження частинок пилу на краплі рідини обумовлений масою рідини, розвиненою поверхнею крапель і високою відносною швидкістю частинок рідини і пилу в конфузорній частині сопла. Ефективність очищення в значній мірі залежить від рівномірності розподілу рідини по перетину конфузорній частини сопла. У диффузорной частині сопла потік гальмується до швидкості 15-20 м/с і подається в каплеуловлювач 3. Каплевловлювач зазвичай виконують у вигляді прямоточного циклону або скрубера. Скрубери Вентурі забезпечують ефективність очищення 0,96-0,98 аерозолів і більш з середнім розміром частинок 1-2 мкм при початковій концентрації домішок до 100 г/м3. Питома витрата води на зрошування при цьому складає 0,4-0,6 л/м3. Круглі скрубери Вентурі застосовують до витрат газу 80000 м3/год. При великих витратах газу і великих розмірах труби можливості рівномірного розподілу зрошуючої рідини по перетину труби погіршуються, тому застосовують або декілька паралельно працюючих круглих труб, або переходять на труби прямокутного перетину [5].


Подобные документы

  • Склад прямого та зворотного коксового газу, шихти з вугілля різних басейнів. Властивості газу і його компонентів, теплоємність, теплопровідність, динамічна в’язкість, вибуховість. Теплотехнічні засоби та склад надсмольної води. Розрахунок газозбірника.

    дипломная работа [2,8 M], добавлен 08.12.2014

  • Методи розрахунку циклона з дотичним підводом газу. Визначення діаметру вихлопної труби, шляху та часу руху частки пилу. Розрахунок середньої колової швидкості газу в циклоні. Висота циліндричної частини циклона. Розрахунок пилоосаджувальної камери.

    контрольная работа [1,2 M], добавлен 01.11.2010

  • Вологість газу як один з основних параметрів при добуванні, транспортуванні і переробці природного газу. Аналіз методів вимірювання вологості газу. Розробка принципової та структурної схем приладу для вимірювання, дослідження його елементів і вузлів.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 12.01.2011

  • Розрахунок чисельності населення і житлової площі. Основні показники природного газу. Визначення розрахункових годинних витрат газу споживачами. Використання газу для опалення та гарячого водопостачання. Трасування та розрахунок мереж високого тиску.

    курсовая работа [188,7 K], добавлен 20.05.2014

  • Класифікація, конструкція і принцип роботи сепараційних установок. Визначення кількості газу та його компонентного складу в процесах сепарації. Розрахунок сепараторів на пропускну здатність рідини. Напрями підвищення ефективності сепарації газу від нафти.

    контрольная работа [99,9 K], добавлен 28.07.2013

  • Схема одноколонної атмосферно-вакуумної ректифікації з багаторазовим підведенням тепла. Технологічна схема ректифікації кам’яновугільної смоли в одноколонному агрегаті. Аналіз методу розрахунку складу фаз і числа теоретичних тарілок фракційної колони.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.06.2014

  • Контрольний розрахунок теплофізичних коефіцієнтів природного газу. Розрахунок ємності для конденсату, сепаратора, теплообмінника разом з дроселем. Технологічний режим незабруднення поверхні фільтрації. Необхідна концентрація інгібітору, добові витрати.

    курсовая работа [189,7 K], добавлен 27.12.2011

  • Технологічні режими технічного обслуговування, ремонту і експлуатації основних систем газотурбінної установки ДЖ-59Л ГПА-16 в умовах КС "Гребінківська". Розрахунок фізичних властивостей газу, режимів роботи установки. Охорона навколишнього середовища.

    дипломная работа [354,5 K], добавлен 08.02.2013

  • Структура і технологічна схема коксохімічного виробництва. Вибір вугільної шихти та розрахунок матеріального балансу. Схема підготовки вугільної шихти до коксування. Матеріальний і тепловий баланс газозбірника. Розрахунок необхідної кількості печей.

    курсовая работа [683,9 K], добавлен 06.01.2013

  • Фізико-хімічні основи процесу очищення води методом озонування. Технологічна схема очищення з обґрунтуванням вибору основного обладнання. Принцип дії апаратів, їх розрахунок. Екологічне та економічне обґрунтування впровадження нового устаткування.

    дипломная работа [635,2 K], добавлен 10.04.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.