Устройство для мокрой очистки газа
Использование: мокрая очистка газа. Сущность изобретения; В прямоугольном корпусе имеются плоские перегородки 3, образующие угол 150-160°, причем совмещенные стороны перегородок погружены в жидкость, противоположные стороны находятся на уровне жидкости, а на вершине угла и вдоль него закреплен открытый снизу газовод 7 загрязненного газа с отверстиями в верхней части, диаметр которых не превышает размера гомогенных пузырьков, выполненными с обеих сторон от вершины угла с расстоянием между ними в пределах 0,5-1 диаметра отверстия, при этом нижняя поверхность перегородок 3 снабжена узкими продольными выступами 4, суммарная высота которых не превышает глубины погружения совмещенных сторон перегородок и расположенными с шагом, равным 1-2 диаметрам отверстия, причем ширина перегородок превышает диаметр отверстия в 50-100 раз. 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ 1 (21) 4925483/26 (22) 31.01.91 (46) 23.04,93. Бюл. ¹ 15 (71) Среднеазиатское отделение Всесоюзного государственного научно-исследовател ьского и проектно-конструкторского института (72) В.К.Сарайкин (56) Патент США ¹ 3756580, кл. 261-123, 1973. Авторское свидетельство СССР N 1000079, кл. В 01 D 47/04, 1983; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗА (57) Использование: мокрая очистка газа. Сущность изобретения: В прямоугольном корпусе имеются плоские перегородки 3, образующие угол 150-160О, причем совме„„. Ж „„1 810084 А1 щенные стороны перегородок погружены в жидкость, противоположные стороны находятся на уровне жидкости, а на вершине угла и вдоль него закреплен открытый снизу газовод 7 загрязненного газа с отверстиями в верхней части, диаметр которых не превышает размера гомогенных пузырьков, выполненными с обеих сторон от вершины угла с расстоянием между ними в пределах 0,5-1 диаметра отверстия, при этом нижняя поверхность перегородок 3 снабжена узкими продольными выступами 4, суммарная высота которых не превышает глубины погружения совмещенных сторон перегородок и расположенными с шагом, равным 1 — 2 диаметрам отверстия, причем-ширина перегородок превышает диаметр отверстия в 50 — 100 раз. 4 ил. 1810084 55 Изобретение относится к технике мокрой очистки газов и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где требуется очистка газов от твердых примесей и, в первую очередь, в энергетике. Целью изобретения является повышение степени очистки газа при снижении энергоемкости процесса. На фиг.1 изображен общий вид устройства с частичными разрезами; на фиг.2 — вид устройства сбоку с частичными разрезами; на фиг.3 — механизм интенсификации процесса взаимодействия газа с жидкостью при наличии погруженной горизонтальной перегородки; на фиг.4-.механизм интенсификации процесса взаимодействия газа с жидкостью при наличии погруженной наклонной перегородки с выступами.. Устройство для мокрой очистки газа состоит из водогазонепроницаемого корпуса 1 со съемной боковой стенкой 2, плоскими перегородками 3 с продольными выступами 4, патрубка отвода жидкости 5, патрубка подвода газа 6, открытого газовода загрязненного газа 7 с отверстиями 8, патрубка отвода газа 9 с каплеуловителем 10, патрубков подвода жидкости 11, заглушки 12. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии (не подается загрязненный газ) газовод 7 и частично патрубок подвода газа 6 заполнены жидкостью, через патрубки 11 происходйт подвод жидкости, через патрубок 5 происходит отвод жидкости в таком же количестве, в корпусе 1 поддер>кивается требуемый уровень жидкости. При подаче загрязненного газа под избыточным давлением жидкость вытесняется из патрубка 6 и газовода 7. Сечение и длина газовода 7 выбираются таким образом„чтобы давление внутри газовода 7 по его длине было примерно одинаковым. Под действием давления. газ из газовода 7 через отверстия 8 поступает в жидкость, делясь под действием сил поверхностного натяжения на отдельные пузырьки, диаметр которых не превышает диаметра маленьких гомогенных пузырьков, т.е. находится в пределах 3,175 — 9,525 мм и определяется размером отверстий 8 и величиной избыточного давления в газоводе 7. На пузырьки в жидкости воздействует выталкивающая сила, под действием которой они поднимаются и прижимаются к перегородке 3, деформиру«отся и, перекатываясь, по перегородке 3 и через выступы 4, поднимаются на поверхность жидкости. На поверхности пузырьки лопаются и освободившийся очищенный газ 40 через каплеуловитель 10 и патрубок отвода газа 9 выходит из корпуса 1. На фиг,3 показан механизм взаимодействия пузырька газа с горизонтальной перегородкой. До столкновения с перегородкой в установившемся режиме пузырек движется со скоростью, близкой к равномерной и его форма, при небольших размерах, близка к сферической. При этом перемешивание газа внутри пузырька практически отсутствует. В результате столкновения пузырька с перегородкой, погруженной в жидкость, механические примеси, продолжая двигаться по инерции, осаждаются на влажную.поверхность стенок, форма пузырька деформируется и под действием выталкивающей силы и силы поверхностного натяжения становится близкой к эллипсоиду.вращения. Площадь поверхности соприкосновения с жидкостью при этом возрастает на 10 — 507, что способствует повышению степени очистки газа. В устройстве перегородка установлена наклонно под углом 10 — 15 и снабжена узкими продольными выступами. Пузырек газа, достигнув перегородки, продолжает движение вдоль широкой стороны и поперек выступов. При этом траектория его движения удлиняется в 3-4 раза, что способствует повышению степени очистки газа в 3-4 раза. Механизм взаимодействия пузырьков с перегородкой с выступами показан на фиг.4. Как видно из фиг.4, наличле выступов способствует большей деформации пузырька интенсивному перемешиванию газа в нем, что способствует повышению степени очистки газа. Кроме гого, наличие выступов вызывает неравномерное движение пузырька, т.к. при надвижении на выступ скорость снижается, а при сходе с выступа — увеличивается. Образно выражаясь, движение пузырька происходит как по стиральной доске. Это позволяет использовать кинетические свойства механических примесей для повышения степени очистки газа. Выступы также препятствуют укрупнению газовых пузырьков и способствуют делению крупнь х пузырьков на более мелкие, Направленное движение газовых пузырьков вдоль перегородки вызывает соответствующую циркуляцию жидкости, что способствует переносу осажденных примесей к патрубку отвода жидкости, Высота выступов выбрана такой, чтобы газовые пузырьки не задерживались выступами и не происходило их укрупнение. И в то же время выбранная высота выступа способствует интенсивному перемешиванию газа в пузырьке. 1810084 20 50 Шаг выполнения выступов и, следовательно, их количество выбраны исходя из наиболее эффективной очистки газа. Увеличение или уменьшение количества: выступов снижают эффективность, Как крайние случаи можно рассматривать, когда соличество выступов стремится к бесконечности или к нулю. Более мелким диаметрам отверстий 8 соответствует большее количество выступов и меньшая их высота. Ширина перегородок 4 выбрана исходя из условий степени очистки газа и находится в прямой зависимости от размера газовых пузырьков. Меньшие размеры ширины перегородки применимы при более низких требованиях к чистоте газа. Расстояние между отверстиями 8 в газоходе 7 выбрано исходя из npeäåëüHo допустимых размеров с учетом деформации, при которых не происходит их объединение. При этом большим значением расстояния соответствует больший размер отверстия. При форме отверстия, отличной от круглой, определяется ее эквивалентный диаметр по известным методикам. Диаметр отверстий выбирается исходя из требований к производительности устройства (для данного объема устройства) и степени очистки газа; При больших значениях диаметра отверстий производительность возрастает, качество очистки снижается (при прочих неизменных параметрах). Длина перегородок 3 и газохода 7 выбирается исходя из требований к производительности устройства. При этом суммарная площадь перегородок не превышает площадь основания корпуса При использовании перегородок других форм указанная зависимость длины траектории движения газового пузырька и диаметра отверстий 8 в газоходе 7 сохраняется. Поддержание заданного уровня жидкости в корпусе 1 может быть осуществлено любым известньв". способом, например установкой патрубка перелива, Затраты энергии на очистку единицы -объема газа в предлагаемом устройстве определяются величиной давления, создавае мого слоем жидкости от верхнего уровня до уровня отверстий 8 в газоводе 7. При этом потери, возникающие в патрубках подвода и отвода газа,не учитываем, как присущие всем устройствам. В известных устройствах движение газового пузырька происходит с небольшим отклонением от вертикальной оси. Поэтому для увеличения времени контакта газа с жидкостью необходимо увеличивать глубину погружения гаэораспределительной трубы и, следовательно, увеличивать давление газа, что ведет к большим затратам энергии, B предлагаемом устройстве траектория движения газового пузырька увеличивается в 3 — 4 раза по сравнению с известным устройством эа счет его взаимодействия с наклонной перегородкой, погруженной в жидкость, и, следовательно, для получения эффекта очистки, одинакового с известным устройством, энергетические затраты могут быть снижены в 3 — 4 раза. Учитывая, что в предлагаемом устройстве за счет взаимодействия газовых пузырьков с перегородкой с выступами увеличивается nRolllàäü контакта газа с жидкостью, происходит более интенсивное перемешивание газа и ис пользуются кинетические свойства механических примесей, затраты энергии на очистку могут быть уменьшены еще в 1,5 — 2 раза, Таким образом, общее снижение энергоемкости процесса очистки, которое может быть достигнуто в предлагаемом устройстве по сравнению с известным устройством при одинаковой степени очистки, составляет 4,5-8 раз, Кроме. поставленных, в предлагаемом устройстве достигаются следующие цели: упрощение конструкции и повышение надежности. Простота конструкции определяется применением технологичных элементов правильных геометрических форм обычной точности изготовления. Все элементы предлагаемого устройства могут быть изготовлены иэ листового материала (например, стали) с применением известных технологических приемов (штамповка, фрезерование, сварка), Для создания избыточного давления загрязненного газа, необходимого для работы устройства, возможно использование обычных центробежных вентиляторов, что объясняется низкой энергоемкостью предлагаемого устройства. Цель повышения надежности устройства достигается отсутствием в его составе движущихся элементов или элементов, работающих в тяжелых абразивных условиях (насосы, вибраторы и т.д.), Качественные показатели устройства сохраняются в широком диапазоне давлений загрязненного газа и содержания примесей, работоспособность устройства .легко восстанавливается после временного прекращения подачи жидкости или загрязненного газа. Применение жидкости с различными химическими свойствами позволяет произво- дить требуемую очистку газа от химических примесей. Эффективность очистки газа может быть повышена, если в патрубке подводя1810084 щего газа поместить высоковольтный электрод, который будет ионизировать поступающий газ и способствовать электростатическому осаждению механических примесей. 5 Применение предлагаемого устройства дает возможность уменьшить расход энер гии на 1. м очищенного газа в 3-4 раза при повышении степени очистки в 1,5-2 раза. - Формула изобретения 10 Устройство для мокрой очистки газа, содержащее корпус, частично заполненный жидкостью, патрубки подвода и отвода газа и жидкости, каплеуловитель на выходе, открытый снизу газовод загрязненного газа с 15 отверстиями и продольной вершиной, о тл ичающееся тем, что,сцелью повышения степени очистки при снижении энергоемкости процесса, оно снабжено погруженными в жидкость прямоугольными перегородками, закрепленными длинными сторонами вдоль вершины газовода и.размещенными под углом 150-160 друг к друд гу, при этом отверстия выполнены круглой формы и размещены в верхней части газовода по обе стороны от вершины с расстоянием между ними в пределах 0,5-1,0 диаметра отверстия, незакрепленные кромки перегородок размещены на уровне жидкости, их нижняя поверхность выполнена с продольными выступами, суммарная высота которых не больше глубины погружения вершины газовода в жидкость, выступы расположены с шагом, равным 1-2 диаметрам отверстия, а ширина перегородок в 50 —.100 раз больше диаметра отверстия. 1810084 2аЗДВЫи Л ЗЬ РЕжф4/Г. Д Яь/ УЮТ йауоннай ерегородка /Я ЕМ(4/ Р ОСЛМl а 2030В6М лцЗырак fur. Составитель В.Сарайкин Техред М.Моргентал . Корректор, M.éåòðoâà Редактор Г.Бельская Заказ 1406 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
