Устройство для очистки газов

 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для мокрой очистки газовых выбросов от золы, пыли и влаги, и может быть использовано в энергетической, металлургической, угольной, горнодобывающей, строительной и других отраслях промышленности. Для сокращения выноса влаги из аппарата, повышения технической надежности и удешевления процесса золоочистки предлагается устройство, состоящее из корпуса, патрубков для ввода и вывода газов. Внутри корпуса располагается блок золоочистки с системой орошения, над которым размещен каплеуловитель. Каплеуловитель жалюзийного типа выполнен из равнобоких уголков, установленных с наклоном к корпусу под углом, оптимальным стеканию капли по винтовой линии. Шаг между жалюзийными уголками уменьшается от периферии к центру. Нижний конец уголков имеет косой срез, плотно примыкающий к поверхности корпуса устройства. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для отделения газов от твердых примесей и влаги, и может быть использовано в энергетической, металлургической, угольной, горнодобывающей, строительной и других отраслях промышленности.

Известен пенный газоочиститель мокрой очистки газов, имеющий тарелку провального типа, на которой расположен стабилизатор пенного слоя, представляющий собой сотовую решетку из вертикально расположенных пластин и с площадью свободного сечения 0,8 от сечения газоочистителя [ А.С. N 434969].

Недостатком аппарата является низкая эффективность по золоочистке вследствие высокого влагоуноса, который способствует отложению золы на тарелках, решетках и отводящих газоходах, коррозии оборудования, увеличению гидравлического сопротивления аппарата.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство эмульсионной золоочистки газов, содержащих механические примеси, работающее в пенном режиме в условиях противоточного массообмена между жидкостью и газом [Дюскин П.Ф., Агафонова Л.Н. , Монов В.И. Батарейный эмульгатор // Электрические станции. - 1994 - N 8 - с. 52-53].

Устройство состоит из четырехгранного корпуса, патрубков ввода и вывода газов, блока эмульгаторных труб, системы водораздачи, патрубка слива пульпы и горизонтального каплеуловителя жалюзийного типа.

Эмульсионный золоочиститель включает следующие элементы. Элемент эмульгатора состоит из батареи вертикально расположенных труб, в нижней части которых размещены завихрители, а выше над ними - инициаторы эмульгирования. Трубы компануются в единый корпус и закрепляются снизу и сверху с помощью трубных досок.

Водораспределительное устройство состоит из водонапорных баков, подающих и орошающих коллекторов.

Каплеуловитель жалюзийного типа размещается горизонтально над водораспределительным устройством и перекрывает проходное сечение на 1/3.

Коэффициент очистки от золы с помощью вышеописанного устройства составляет 99,6 - 99,8%.

К недостаткам эмульсионного золоочистителя относится то, что при высоких скоростях газового потока в трубных элементах наблюдается интенсивный каплеунос.

Расположенный горизонтально жалюзийный каплеуловитель сбрасывает уловленную влагу в поток газа, что эквивалентно дополнительному каплеуносу, т.е. наблюдается эффект вторичного каплеуноса.

Кроме того, горизонтальные жалюзийные каплеуловители, выполненные с постоянным шагом, не учитывают аэродинамику аппарата, в котором вынос влаги и скорости газов распределяются неравномерно по сечению и в тех местах, где уменьшен зазор между элементами жалюзийного каплеуловителя, происходит отложение золы.

Вынос влаги далее несет за собой интенсивное отложение золы в газопроводах, увлажнение стенок газопроводов и их коррозийное поражение.

Появление золовых отложений на каплеуловителе и в газоходах сопровождается повышением гидравлического сопротивления в эмульсионном газоочистителе, что приводит к повышению скорости газового потока в трубных элементах и еще более усиленному каплеуносу. Повышение гидравлического сопротивления и увеличение скорости газового потока приводят еще и к нарушению процесса эмульгирования, отложению золы на завихрителях и забиванию трубных элементов по всему сечению.

Все это нарушает эффективность работы эмульсионного газоочистителя, повышаются капитальные затраты на ремонт и затрудняется эксплуатация всего энергетического блока.

Эмульсионный газоочиститель с горизонтальным жалюзийным каплеуловителем был смонтирован на Иркутской ТЭЦ-10 на котле ст. N 8. Объем очищаемых газов составлял 90 нм³/ч. Газоочиститель был запущен в эксплуатацию в 1991 году и проработал в общей сложности полтора года. Эмульсионный газоочиститель был остановлен в связи с нарушением герметичности корпуса, коррозийным поражением и заносом золой каплеуловителя, разрушением внутренних деталей установки, отложением золы и коррозионным разрушением газоходов за каплеуловителем. Все эти осложнения возникли вследствие неудовлетворительной работы каплеуловителя.

Целью изобретения является сокращение выноса влаги из аппарата, повышение технической надежности и удешевление процесса золоочистки.

Поставленная цель достигается тем, что жалюзийные решетки каплеуловителя устанавливаются под углом к стенке корпуса и выполнены из равносторонних уголков, расположенных по винтовой линии. Угол наклона уголков отвечает оптимальному углу стекания капли. Уголки имеют одинаковый профиль по всей длине, нижний конец уголков имеет косой срез, плотно примыкающий к поверхности корпуса золоуловителя. В периферийной части каплеуловителя шаг его между уголками увеличен, в центральной - уменьшен.

Изобретение поясняется фиг. 1, 2, 3.

На фиг. 1 представлен аппарат мокрой золоочистки дымовых газов, на фиг. 2А - конструкция каплеуловителя - вид сбоку, 2Б - вид сверху, на фиг. 3А - конструкция уголков, 3Б - профиль уголковых элементов.

Аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с патрубками входа 2 и выхода 3 газа, гидрозатвор 4 для вывода пульпы.

Внутри корпуса находится трубная доска 5, в которой закреплены эмульгаторные трубы 6 с завихрителями 7, инициаторами эмульгирования 8 и отверстиями 9 для подачи воды в трубы, система водораздачи 10 и каплеуловитель 11. Каплеуловитель выполнен с наклонной установкой жалюзийных решеток по винтовой линии (фиг. 2А и Б). Угол наклона отвечает оптимальному углу стекания капли. В пристенной части каплеуловителя шаг его между уголками увеличен, в центральной - уменьшен.

Уголки имеют одинаковый профиль по всей длине, нижний конец уголков имеет косой срез, плотно примыкающий к поверхности корпуса золоуловителя (фиг. 3А и Б).

Аппарат работает следующим образом.

Дымовые газы от котлоагрегатов поступают в корпус 1 аппарата через входной патрубок 2, направляются вниз эмульгаторных элементов 6 и закручиваются завихрителями 7, при этом центробежными силами зола отбрасывается к периферии. Орошающая жидкость, поступая самотеком из системы водораздачи через отверстия в трубах 9 и стекая вниз по стенкам трубных элементов, отрывается от стенок на кольцевых диафрагмах 8, дробясь на мельчайшие частицы и смешиваясь с запыленным газом. Смоченные частицы золы отбрасываются к стенкам трубных элементов и выносятся пленкой воды в золосборник. Очищенный газ с каплями влаги поступает в каплеуловитель 11.

Каплеуловитель смонтирован таким образом, что практически полностью исключается каплеунос.

Уголки жалюзийной решетки выполнены одинакового профиля по всей длине, что обеспечивает равномерную эффективность работы каплеуловителя как на периферийной, так и в центральной части каплеуловителя. Капли воды, равномерно формируясь, стекают по наклонной плоскости уголков (фиг.3А) под действием силы тяжести, не срываясь с плоскости уголков, до стенок корпуса. При этом центральная часть, имеющая уменьшенный шаг, воспринимает максимальную нагрузку по воде и обеспечивает интенсивную промывку межуголковых промежутков, что исключает отложение золы на жалюзийных уголках. Пристеночная часть, которая наиболее подвержена заносу золой, имеет увеличенный шаг и интенсивную промывку вследствие стекающей жидкости из центральной части. Капли воды вместе с частью уносимой золы стекают по стенкам корпуса золоуловителя благодаря тому, что нижний конец уголков имеет косой срез, плотно примыкающий к поверхности корпуса.

Благодаря расположению уголков каплеуловителя по винтовой линии каплеуловитель работает как завихритель, поэтому направление газового потока происходит на стенке корпуса золоулавителя за счет центробежного эффекта, где осуществляется дополнительное улавливание капель.

Скорость газового потока в предлагаемом устройстве не ограничивается. Устранение интенсивного каплеуноса исключает возможность отложения золы внутри корпуса, на каплеуловителе и на трубопроводах, устраняется коррозийное поражение оборудования.

Предлагаемый каплеуловитель имеет низкое гидродинамическое сопротивление - 1 - 5 мм вод. ст. и монтируется на опорном кольце внутри аппарата без применения сварки, что особенно актуально при использовании композиционных материалов.

Внедрение нового устройства на Иркутской ТЭЦ-10 позволило повысить надежность его работы без капитального ремонта в течение 4-х лет, что в 2,5 раза превосходит время эксплуатации известного устройства (известное устройство проработало 1,5 года). Эффективность золоочистки аппарата с предлагаемым каплеуловителем составила 99,99% против 99,6-99,8%.

Формула изобретения

Устройство для очистки газов, содержащее корпус, патрубки ввода и вывода очищаемых газов, эмульгирующие элементы, систему водораздачи, жалюзийный каплеуловитель, отличающееся тем, что жалюзийные решетки каплеуловителя установлены с наклоном к корпусу под углом, оптимальным стеканию капли, по винтовой линии с шагом, уменьшающимся от периферии к центру, и выполнены из равнобоких углов одинакового профиля по всей длине, имеющие косой срез, плотно примыкающий к корпусу аппарата.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3