Способ очистки газа и устройство для его осуществления

 

Использование: любое производство, требующее очистки газа с целью охраны окружающей среды. Сущность изобретения: в парообразователь, расположенный в зоне нагретых отходящих газов, подают парообразующую жидкость. Образующийся пар через регулятор и сопла Лаваля, дозированный по массе и скорости, подают навстречу газу. Смесь газа с паром закручивают посредством авторотации наружной части корпуса, снабженной электрической обмоткой, и воздействуют на нее образующимся электромагнитным полем. Полученную смесь конденсируют всасываемым атмосферным воздухом. Охлажденный конденсат через дефлекторы сепарируют и по замкнутому циклу возвращают в парообразующую жидкость. За счет воздействия электромагнитного поля ионизированные металлические загрязнения отходящих газов удерживаются в зоне конденсации и струей пара направляются на стенки теплообменника-сепаратора, что повышает степень очистки газов. Электрический ток, получаемый в процессе ионизации газа, направляют к нагревательным элементам парообразователя, что ускоряет процесс парообразования и снижает энергозатраты. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение касается охраны окружающей среды, в частности очистки газов.

Известен способ очистки газа, включающий обработку газа паровой струей, подаваемой со сверхзвуковой скоростью.

Известно устройство для очистки газа, содержащее корпус, разделенный на две части, сообщающиеся между собой посредством теплообменника, соединенного со сборником конденсата, причем в одной части по уходу газа размещен полый парообразователь с электронагревательными элементами.

К недостаткам известных способа и устройства очистки газа следует отнести необходимость внешних источников энергии для организации процесса парообразования и отсутствие возможности регулирования процесса конденсации, что снижает эффективность очистки.

Изобретение направлено на снижение энергозатрат и повышение качества очистки газа.

Для решения этой задачи в известном способе очистки газа, включающем обработку газа паровой струей, подаваемой со сверхзвуковой скоростью, паровую струю получают путем нагрева парообразующей жидкости в потоке отходящих газов и направляют дозированно по массе и скорости навстречу газу, смесь газа с паром закручивают, воздействуют на смесь электромагнитным полем и конденсируют принудительно подаваемым атмосферным воздухом, причем конденсат сепарируют и по замкнутому циклу возвращают в парообразующую жидкость, которую дополнительно нагревают генерируемым при закручивании смеси газа с паром электрическим током.

Использование тепла отходящих газов для нагрева парообразующей жидкости и увеличение скорости встречи паровой струи с неочищенным газом за счет их закручивания и воздействия получаемым при этом электромагнитным полем с последующей конденсацией принудительно подаваемой атмосферным воздухом позволяет интенсифицировать теплообмен и охлаждение парообразующей жидкости до исходного состояния, а сепарация конденсата и возвращение его в парообразующую жидкость замыкает цикл ее оборота. Закручивание смеси газа с паром и воздействие на смесь электромагнитного поля интенсифицирует процесс сепарации и очистки газов, причем получаемая при этом электроэнергия, направляемая на дополнительный нагрев парообразующей жидкости, еще более интенсифицирует процесс очистки и снижает энергозатраты.

В известном заявителю уровне техники отличительные признаки изобретения не обнаружены. Они являются новыми и специально созданными для использования в предлагаемом изобретении.

Изобретение предназначено для использования в любой отрасли промышленности, где требуется очистка отходящих газов, и имеет конечной целью охрану окружающей среды.

Реализация предлагаемого способа может быть осуществлена посредством устройства для очистки газа, содержащего корпус, разделенный на две части, сообщающиеся между собой посредством теплообменника, соединенного со сборником конденсата, причем в одной части по ходу газа размещен полый парообразователь с электронагревательными элементами, в котором согласно изобретению наружная часть корпуса снабжена регулятором поступления атмосферного воздуха и электрической обмоткой и установлена с возможностью вращения относительно трубы отходящих газов, парообразователь жестко закреплен на трубе отходящих газов, изготовлен из магнитного материала, снабжен регулятором подачи пара и радиально расположенными на выходе парообразователя паровыпускными отверстиями в виде сопл Лаваля, направленными навстречу газу, при этом конфигурация стенок наружной части корпуса, теплообменника и парообразователя образует полости в виде концентрических сопл Лаваля, в которых под углом к потокам отходящих газов и атмосферного воздуха размещены лопасти, обеспечивающие авторотацию наружной части корпуса, теплообменник снабжен сепарирующими дефлекторами, установленными тангенциально к образующим к поверхностям, а сборник конденсата сообщен с парообразователем.

Предлагаемое устройство может быть осуществлено с помощью известных до даты приоритета средств и методов и использовано в любой отрасли промышленности для очистки отходящих газов.

Авторотация наружной части корпуса обеспечивает увеличение скорости встречи паровой струи с неочищенными газами, а также сепарацию образующегося конденсата более интенсивную в среде возникающего при авторотации электромагнитного поля, что приводит к повышению качества очистки отходящих газов. Генерируемый при этом электрический ток, направляемый к электронагревательным элементам парообразователя, ускоряет процесс парообразования, интенсифицируя процесс очистки и снижая энергозатраты.

Существенные признаки, отличающие предлагаемое устройство от прототипа (теплообменник, парообразователь, сепарирующие дефлекторы, сопла Лаваля и пр. ) широко известны в уровне техники, однако в известной информации отсутствуют сведения о достигаемом изобретением техническом результате и из нее не выявлено влияние отличительных в изобретении признаков на достижение этого результата. Таким образом, изобретение отвечает требованию изобретательского уровня.

На чертеже изображено устройство для очистки газа, разрез.

Способ очистки газа состоит в следующем.

Парообразующую жидкость подают в парообразователь, расположенный в зоне отходящих газов, температура которых достаточна для образования пара. При возрастании давления пара в парообразователе его подают дозированно по массе и скорости навстречу газу. Смесь газа с паром закручивают посредством авторотации корпуса и воздействуют на нее образующимся при этом электромагнитным полем. Полученную смесь конденсируют всасываемым атмосферным воздухом, а охлажденный конденсат сепарируют и по замкнутому циклу возвращают в парообразующую жидкость. За счет воздействия электромагнитного поля ионизированные металлические загрязнения отходящих газов удерживаются в зоне конденсации и струей пара направляются на стенки теплообменника, что повышает степень очистки газов. Электрический ток, получаемый в процессе ионизации газа, направляют к нагревательным элементам парообразователя, благодаря чему ускоряют процесс парообразования.

Устройство для очистки газа содержит корпус, состоящий из двух частей внутренней 1 и наружной 2, сообщающихся между собой посредством теплообменника 3, соединенного со сборником конденсата 4. В части 1 корпуса по ходу газа размещен полый парообразователь 5, изготовленный из магнитного материала, с электронагревательными элементами 6. Наружная часть 2 корпуса снабжена регулятором поступления атмосферного воздуха в виде системы поворотных заслонок 7 и электрической обмоткой 8 и установлена с возможностью вращения относительно трубы 9 отходящих газов в системе подшипников 10. Парообразователь 5 жестко закреплен на трубе 9 отходящих газов, снабжен подпружиненным регулятором 11 подачи пара и расположенными на выходе паровыпускными отверстиями в виде сопл Лаваля 12, направленными навстречу газу. Конфигурация стенок наружной части 2 корпуса, теплообменника 3 и парообразователя 5 образуют полости корпуса в виде концентрических сопл Лаваля (a, b), в которых под углом к потокам отходящих газов и атмосферного воздуха размещены лопасти 13, 14, 15, 16, обеспечивающие авторотацию наружной части 2 корпуса.

Теплообменник 3 снабжен сепарирующими дефлекторами 17, установленными тангенциально к образующим его поверхностям. Сборник конденсата 4 сообщен с парообразователем 5 через промежуточный сборник конденсата 18, снабженный отводом 19 загрязненного конденсата и подводом 20 парообразующей жидкости через невозвратный клапан 21 в парообразователь 5. Генерируемый при авторотации наружной части 2 корпуса электрический ток посредством электрической схемы (на чертеже не показана) подводится к электронагревательным элементам 6 парообразователя 5.

Устройство работает следующим образом.

В промежуточный сборник конденсата 18 через подвод 20 подают расходную дозу парообразующей жидкости, которая через невозвратный клапан 21 заполняет парообразователь 5 до уровня, задаваемого давлением Р₁, обеспечиваемым подпружиненным регулятором 11. При нагреве парообразующей жидкости теплом отходящих газов и образовании пара давление в парообразователе повышается до величины Р₂, достаточной для закрывания клапана 21 и открывания регулятора 11. Через сопла Лаваля 12 пар подается навстречу отходящему газу. Процесс конденсации при этом интенсифицируется за счет авторотации наружной части 2, возникающей при воздействии на лопасти 13 и 14 потока отходящих газов и на лопасти 15 и 16 потока атмосферного воздуха. Та же авторотация посредством сепарирующих дефлекторов 17 обеспечивает сепарацию конденсата и возвращение его в сборник конденсата 4.

Формула изобретения

1. Способ очистки газа, включающий обработку газа паровой струей, подаваемой со сверхзвуковой скоростью, отличающийся тем, что паровую струю получают путем нагрева парообразующей жидкости в потоке отходящих газов и направляют дозировано по массе и скорости навстречу газу, смесь газа с паром закручивают, воздействуют на смесь электромагнитным полем и конденсируют принудительно подаваемым воздухом, причем конденсат сепарируют и по замкнутому циклу возвращают в парообразную жидкость, которую дополнительно нагревают генерируемым при закручивании смеси газа с паром электрическим током.

2. Устройство для очистки газа, содержащее корпус, разделенный на две части, сообщающиеся между собой посредством теплообменника, соединенного со сборником конденсата, причем в одной части по ходу газа размещен полый парообразователь с электронагревательными элементами, отличающееся тем, что наружная часть корпуса снабжена регулятором поступления атмосферного воздуха и электрической обмоткой и установлена с возможностью вращения относительно трубы отходящих газов, парообразователь жестко закреплен на трубе отходящих газов, изготовлен из магнитного материала, снабжен регулятором подачи пара и радиально расположенными на выходе парообразователя паровыпускными отверстиями в виде сопл Лаваля, направленными навстречу потоку газа, при этом конфигурации стенок наружной части корпуса, теплообменника и парообразователя образуют полости корпуса в виде концентрических сопл Лаваля, в которых под углом к потокам отходящих газов и атмосферного воздуха размещены лопасти, обеспечивающие авторотацию наружной части корпуса, теплообменник снабжен сепарирующими дефлекторами, установленными тангенциально к образующим его поверхностям, а сборник конденсата сообщен с парообразователем.

РИСУНКИ

Рисунок 1