Устройство для мокрой очистки газов

 

Изобретение относится к аппаратам для мокрой очистки газов от мелкодисперсных твердых частиц в различных отраслях промышленности. Недостатком известных конструкций является неполное смачивание поверхности каналов и возможность зарастания застойных участков пылью. Изобретение направлено на повышение эффективности очистки газов путем полного и равномерного смачивания поверхности каналов и ликвидации застойных зон. Поставленная цель достигается тем, что поверхность спиральных каналов выполнена гофрированной в продольном направлении, а в конечной части канала на нем закреплена нисходящая спиральная пластина. Орошающая жидкость распыливается в газовый поток во входном патрубке. Спиральный насадок может быть выполнен как однозаходным, так и многозаходным. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

Устройство предназначено для мокрой очистки газа под взвешенных частиц, абсорбции вредных примесей и может быть использовано в пищевой, химической, металлургической и других отраслях промышленности, в частности для очистки дымовых газов промышленных котельных от твердых частиц (летучей золы, сажи).

Известен ряд устройств для мокрой очистки газов, например а.с. 1033165 B 01 D 47/06, а.с. 405559 B 01 D 3/30, а.с. 428765 B 01 D 47/06, а.с. 1456201 B 01 D 47/06.

Известен аппарат для проведения процессов массообмена (а.с. 405559), контактное устройство которого выполнено в виде спирали Архимеда, дополненное контактным устройством в виде перфорированной ленты с перетеканием жидкости через отверстия в основаниях. Основной недостаток аппарата - зарастание пылью переточных отверстий.

Известен массообменный аппарат (а.с. 921190), контактным устройством которого является спиральный элемент, который для обеспечения стабильности гидродинамического режима снабжен наклонными лопатками, с помощью которых жидкость перетекает с одного витка спирали на другой. Аппарат технологически сложен и имеет ряд застойных зон, где возможно зарастание его пылью.

Известно устройство для мокрой очистки газов (а.с. 1033165) со спиральной насадкой, орошаемой сверху по всей длине спирали с помощью перфорированной трубы, однако этот способ не может обеспечить равномерное стабильное смачивание всей поверхности спирали, при этом возможно оголение участков спирали и нарастание на них пыли.

Этим же недостатком обладает и устройство для мокрой очистки газов (а.с. 1456201), оборудованное спиральной насадкой с верхней оросительной трубой.

Известно устройство для мокрой очистки газа (а.с. 428765), принятое в качестве прототипа, содержащее спиральный насадок, образующий гладкий спиральный канал с перегородками в нижней части, с помощью которых жидкость эжектируется и распыливается в спиральный канал. Недостатком конструкции является неполное смачивание верхней части канала, особенно на входном для газа участке, что снижает эффективность пылеулавливания.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки газа путем полного и равномерного смачивания поверхности канала и ликвидации застойных зон, а также создания высокоскоростного прямоточного режима течения фаз, при котором эффективность пылеулавливания возрастает за счет возникновения мелкомасштабных пульсаций газового потока.

Указанная цель достигается тем, что поверхность спиральных каналов выполнена гофрированной в продольном направлении, а в конечной части спиральный канал снабжен закрепленной на нем нисходящей спиральной пластиной.

Под высокоскоростным гидродинамическим режимом понимается скорость движения газа более 20-30 м/с, при которой в газовой фазе возникают трехмерные мелкомасштабные пульсации, передающиеся твердым частицам, что способствует увеличению скорости их осаждения на каплях и текущей пленке жидкости. Форма канала и способ подачи жидкости, а также скорость газа обеспечивает равномерное движения двухфазного потока вдоль всей поверхности канала без ее оголения и зарастания пылью.

Установка в конечной части канала нисходящей спиральной пластины способствует сепарации двухфазного потока и удалению газа из аппарата без брызг.

Существенным отличием является то, что спиральный канал выполнен гофрированным в продольно направлении, а в центральной части снабжен закрепленной на нем нисходящей спиральной пластиной, обеспечивающей сепарацию газожидкостного потока.

На фиг. 1 схематически изображен продольный разрез устройства для очистки газов; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - одиночный спиральный канал; на фиг. 4 - сечение многозаходного спирального канала; на фиг. 5 - сечение многозаходного канала повышенной эффективности.

Устройство для мокрой очистки газа состоит из цилиндрического корпуса 1 со спиральной насадкой 2, образованной гофрированным спиральным каналом для прохода газа и жидкости, тангенциального входного патрубка 3 для ввода очищаемого газа, в котором расположено устройство для распыления жидкости 4 (форсунки), нисходящий спиральной пластины 5, патрубка для выхода очищенного газа 6, патрубка для выхода шлама 7 и крышки устройства 8.

Спиральный насадок может быть выполнен однозаходным (фиг. 3) или многозаходным (фиг. 4), исходя из того, то ширина канала для прохода газа должна быть 30-60 мм. С целью получения наибольшей поверхности контакта фаз насадок может быть выполнен многозаходным из плотно установленных листов насадка, соприкасающихся один с другим вершинами гофр (фиг. 5).

Спиральный насадок закрепляют на крышке 8 и погружают нижней частью в жидкость, заполняющую корпус до уровня, необходимого для создания гидравлического затвора.

Нисходящая спиральная пластина имеет ширину 30-50 мм и обеспечивает под действием центробежных сил направленное вниз стекание жидкости.

Устройство для очистки газа работает следующим образом.

Подлежащие очистке газы подаются через тангенциальный входной патрубок 3 в спиральный канал, образуемый корпусом аппарата, спиральным насадком и поверхностью жидкости, заполняющей корпус до требуемого уровня. Для полного смачивания поверхности каналов жидкость через устройство для распыления жидкости 4, расположенное во входном патрубке 3 подается в газовый поток и в диспергированном виде вместе с газом поступает в насадок. При этом улавливание частиц пыли диспергированной жидкостью начинается уже в патрубке. Попадая в спиральный канал жидкость и частицы пыли под действием центробежных сил отбрасываются на станку канала, при этом жидкость образует на поверхности канала пленку, движущуюся под действием силы трения газового потока о жидкость от периферии к центру по впадинам гофрированных каналов, поскольку при больших скоростях газа (20-30 м/с) силы трения значительно превышают гравитационные. При этом вследствие сил поверхностного натяжения смачиваются и вершины гофр, то есть смачивается вся поверхность канала.

Вследствие высокой скорости газа в нем возникают трехмерные пульсации, воздействующие на частицы пыли и интенсифицирующие процесс их осаждения на поверхность движущейся пленки жидкости. Высокая скорость газожидкостного потока препятствует зарастанию стенки канала пылью. Уловленная пыль вместе с каплями жидкости стекает под действием центробежных сил вниз в сборник шлама. В образованном нисходящей спиральной пластиной канале двухфазный поток движется вниз, где капли жидкости осаждаются на свободной поверхности шламосборника, а очищенный газ поднимается по центру аппарата вверх к патрубку для вывода газа.

Формула изобретения

1. Устройство для очистки газов, содержащее цилиндрический корпус с тангенциальными входным и выходным патрубками для газа, патрубок для выхода шлама, спиральный насадок, установленный внутри корпуса, образующий спиральный канал, устройство для распыления жидкости, отличающееся тем, что поверхность канала выполнена гофрированной в продольном направлении, а в конечной части канал снабжен закрепленной на нем нисходящей спиральной пластиной.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что спиральный насадок выполнен однозаходным.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что спиральный насадок выполнен многозаходным, при этом для получения максимальной поверхности контакта фаз гофрированные листы насадка устанавливают плотно, соприкасаясь один с другим вершинами гофр.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство для распыления жидкости устанавливается во входном патрубке для газа на расстоянии от входа в канал насадки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5