Устройство для мокрой очистки загрязненного газа (варианты)

 

Изобретение относится к экологии. Техническим результатом изобретения является его высокая экономичность, высокая эффективность очистки загрязненного газа, простота конструкции, дешевизна изготовления, надежность и удобство в эксплуатации. Это обеспечивается за счет того, что камеру, выполненную в виде полого цилиндра, размещают в корпусе, частично заполненном жидкостью. В нижней части полого цилиндра по его образующей выполнены как минимум два сквозных отверстия, обращенных к поверхности жидкости в корпусе. Полый цилиндр снабжен плоскими торцевыми накладками, параллельными между собой, имеющими кольцевую форму и жестко скрепленными с краями боковой поверхности полого цилиндра. Полый цилиндр размещен в корпусе с возможностью эжектирования жидкости в свои сквозные отверстия. Устройство снабжено входным патрубком, всасывающим вентилятором, сообщающимися с камерой, а также емкостью для жидкости, сообщающейся с корпусом посредством трубы, место подсоединения к корпусу которой расположено под постоянно поддерживаемым уровнем жидкости в корпусе. Во втором варианте выполнения устройства оно снабжено средством для выхода очищенного воздуха, которое включает две трубы, закрывающие сквозные отверстия в плоских торцевых накладках полого цилиндра. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области экологии, в частности, к технике мокрой очистки газов от взвешенных частиц, пыли и других примесей. Оно может быть использовано для очистки запыленного и/или загазованного воздуха в различных отраслях промышленности, в том числе автомобильной, для очистки воздуха в местах хранения и парковки автотранспорта (в гаражах) и внутри различных автомобильных средств.

Известно устройство для мокрой очистки загрязненного газа, в котором он орошается жидкостью на первой ступени, а затем переворачивается в горизонтальной плоскости, очищается и выходит через выходной патрубок в окружающее пространство, см. патент US 3855796. Недостатком данного устройства является дороговизна и сложность оборудования, недостаточная эффективность очистки, большой расход воды и ненадежность в работе.

Известен способ очистки газа от примесей, включающий взаимодействие запыленного газа с очищающей жидкостью, подаваемой в виде пленки в зону контакта, см. патент US 3585786. Реализующее его устройство включает корпус, частично заполненный водой, входной патрубок с насадкой и выходные патрубки. Недостатком этого способа является невозможность отделения мелких частиц пыли (размером менее 10 мкм), т.к. время контакта частиц пыли с пленкой воды в таком устройстве недостаточно для обеспечения высокой эффективности улавливания мелкодисперсной пыли.

Известно устройство для очистки загрязненного газа, содержащее камеру, частично заполненную очищающей жидкостью, разделенную на входную и выходную секции стенкой, и выполненную в выходной секции со спиральной обечайкой, боковые патрубки, каплеотделитель, дозатор агента, см. GB 1056067. Недостатком этого известного устройства также является низкое качество очистки. Кроме того, это известное устройство отличается высокой сложностью оборудования и вследствие этого требует значительных затрат при его изготовлении. Даже незначительные отклонения от требований технологии изготовления устройства или его эксплуатации приводят к его ненадежности.

Известно устройство для мокрой очистки газа, описанное в а.с. СССР 1637842, содержащее корпус с бункером, разделенным на две части, одна из которых предназначена для чистой жидкости, а другая для шламовой жидкости, каплеуловитель, закручиватель переменного сечения, размещенный в корпусе с возможностью контакта с чистой жидкостью и выполненный со смещением выходного, расположенного в шламовой зоне раструба по отношению к входному, размещенному в чистой зоне раструбу. Обеспечение экономичной работы этого известного устройства происходит за счет того, что в нем закручиватель выполнен в виде витка пространственной спирали с определенным радиусом кривизны внутренней поверхности, определяемым с помощью математического расчета и зависящего от высоты сечения зауженной части закручивателя, полярного угла при соблюдении определенных задаваемых зависимостей соотношения площади зауженного сечения закручивателя, площади сечения входного патрубка, площади сечения выходного патрубка и т. д. Необходимость соблюдения перечисленных требований и условий, конструктивных параметров известного устройства вызывает трудности в его изготовлении и не способствует возможности его широкого внедрения.

Известно устройство для мокрой очистки газа, описанное в а.с. СССР 418202, в котором в корпусе, частично заполненном водой, расположены два насадка, каждый из которых выполнен в виде полого цилиндра с общим входным патрубком и переходящим в улитки левого и правого вращения, при этом нижние части цилиндров по их образующим выполнены со щелевыми отверстиями и погружены в воду. Это известное устройство просто в изготовлении и отличается высокой интенсивностью процесса очистки, сочетающейся с высокой эффективностью улавливания мелкодисперсной пыли. Однако оно имеет и недостатки, связанные прежде всего с тем, что требует значительных затрат энергии при эксплуатации, необходимой для обеспечения возможности прохождения (барботирования) загрязненного газа сквозь слой воды в корпусе при его очистке. Это известное устройство выбираем в качестве наиболее близкого аналога изобретения.

Техническим результатом, который может быть получен при использовании изобретения, является повышение его экономичности при соблюдении высокой эффективности очистки загрязненного газа и в сочетании с простотой конструкции, дешевизной изготовления, надежностью и удобством в эксплуатации.

Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что устройство для мокрой очистки загрязненного газа согласно первому варианту выполнения включает корпус, частично заполненный жидкостью, в котором размещена камера, выполненная в виде горизонтально расположенного полого цилиндра и сообщающаяся с вертикально расположенным входным патрубком, предназначенным для подачи загрязненного газа в камеру посредством всасывающего вентилятора, в нижней части полого цилиндра по его образующей выполнено как минимум два сквозных отверстия, обращенных к поверхности жидкости в корпусе, полый цилиндр снабжен плоскими торцевыми накладками, параллельными между собой, имеющими кольцевую форму и жестко скрепленными с краями боковой поверхности полого цилиндра, при этом горизонтально расположенный полый цилиндр размещен в корпусе над уровнем находящейся в нем жидкости, или касается ее поверхности, с возможностью эжектирования жидкости в сквозные отверстия полого цилиндра, выполненные в его нижней части по образующей и равномерно расположенные по ней, входной патрубок соединен с внутренней полостью полого цилиндра тангенциально, устройство снабжено также емкостью для жидкости, которая сообщается с корпусом посредством трубы, и имеет плотно закрываемую крышку, место подсоединения трубы к корпусу расположено под постоянно поддерживаемым в корпусе уровнем жидкости, кроме того, устройство снабжено отстойником, размещенным ниже уровня днища корпуса со стороны, противоположной стороне подсоединения к корпусу трубы, посредством которой он сообщается с емкостью для жидкости, причем днище корпуса выполнено с уклоном, направленным в сторону отстойника, а в боковой поверхности полого цилиндра выполнена сквозная прорезь с отгибом части его боковой поверхности наружу и вверх, причем сквозная прорезь с отгибом размещена в нижней части полого цилиндра со стороны подсоединенного к нему входного патрубка. В жидкость может быть добавлено пенообразующее вещество.

Технический результат в устройстве для мокрой очистки загрязненного газа согласно второму варианту выполнения достигается за счет того, что оно включает корпус, частично заполненный жидкостью, в котором размещена камера, выполненная в виде горизонтально расположенного полого цилиндра и сообщающаяся с вертикально расположенным входным патрубком, предназначенным для подачи загрязненного газа в камеру посредством всасывающего вентилятора, в нижней части полого цилиндра по его образующей выполнены как минимум два сквозных отверстия, обращенных к поверхности жидкости в корпусе, полый цилиндр снабжен плоскими торцевыми накладками, параллельными между собой, имеющими кольцевую форму и жестко скрепленными с краями боковой поверхности полого цилиндра, при этом горизонтально расположенный полый цилиндр размещен в корпусе над уровнем находящейся в нем жидкости, или касается ее поверхности с возможностью эжектирования жидкости в сквозные отверстия полого цилиндра, выполненные в его нижней части по образующей и равномерно расположенные по ней, входной патрубок соединен с внутренней полостью полого цилиндра тангенциально, устройство снабжено также емкостью для жидкости, которая сообщается с корпусом посредством трубы, и имеет плотно закрываемую крышку, место подсоединения трубы к корпусу расположено под постоянно поддерживаемым в корпусе уровнем жидкости, кроме того, устройство снабжено отстойником, размещенным ниже уровня днища корпуса со стороны, противоположной стороне подсоединения к корпусу трубы, посредством которой он сообщается с емкостью для жидкости, причем днище корпуса выполнено с уклоном, направленным в сторону отстойника, в боковой поверхности полого цилиндра выполнена сквозная прорезь с отгибом части его боковой поверхности наружу и вверх, причем сквозная прорезь с отгибом выполнена в нижней части полого цилиндра со стороны подсоединенного к камере входного патрубка, средство для выхода очищенного воздуха включает две трубы, закрывающие сквозные отверстия в плоских торцевых накладках полого цилиндра, и сообщающиеся с расположенным над камерой открытым резервуаром, причем в резервуаре над каждой трубой установлен экран, выполненный в виде арки из изогнутой пластины, кроме того, в жидкость может быть добавлено пенообразующее вещество.

Изобретение поясняется с помощью графических материалов, где на фиг.1 схематично показан 1-й вариант его выполнения, на фиг.2 схематично показан 2-й вариант его выполнения.

Изображенное на представленных графических материалах устройство для мокрой очистки загрязненного газа включает корпус 1, частично заполненный жидкостью, камеру, которая выполнена в виде горизонтально расположенного полого цилиндра 2. Горизонтальное расположение полого цилиндра 2 в корпусе 1 определяется горизонтальным расположением его оси симметрии. Вертикально расположенный входной патрубок 3 предназначен для подачи загрязненного газа в камеру посредством всасывающего вентилятора (на фиг. не показан). В нижней части полого цилиндра 2, по его образующей, выполнены как минимум два сквозных отверстия 4, обращенные к поверхности жидкости в корпусе 1. Полый цилиндр 2 снабжен плоскими торцевыми накладками 5, параллельными между собой, имеющими кольцевую форму и жестко скрепленными с краями боковой поверхности полого цилиндра 2. Горизонтально расположенный полый цилиндр 2 размещается в корпусе 1 над уровнем находящейся в нем жидкости, или касаясь ее поверхности, с возможностью эжектирования жидкости в сквозные отверстия 4, равномерно расположенные по образующей полого цилиндра 2. Входной патрубок 3 соединен с полым цилиндром тангенциально. Устройство снабжено также емкостью 6 для жидкости, которая сообщается с корпусом 1 посредством трубы 7 и имеет плотно закрываемую крышку 8. Место подсоединения трубы 7 к корпусу 1 расположено под постоянно поддерживаемым в корпусе 1 уровнем жидкости. Устройство снабжено отстойником 9, размещенным ниже уровня днища 10 корпуса со стороны, противоположной стороне подсоединения к корпусу 1 трубы 7. Днище 10 корпуса 1 выполнено с уклоном, направленным в сторону отстойника 9. В боковой поверхности полого цилиндра 2 выполнена сквозная прорезь 11 с отгибом части 12 его боковой поверхности наружу и вверх. Эта сквозная прорезь 11 с отгибом 12 размещена со стороны подсоединенного к внутренней полости полого цилиндра 2 входного патрубка 3. В устройстве согласно второму варианту выполнения средство для выхода очищенного воздуха включает две трубы 13, закрывающие сквозные отверстия в плоских торцевых накладках 5 полого цилиндра 2, и сообщающиеся с расположенным над камерой открытым резервуаром 14, в котором над каждой трубой 13 (т.е. над местом их выхода в резервуар 14) установлены экраны 15, каждый из которых выполнен в виде арки из изогнутой пластины. В жидкость может быть добавлено пенообразующее вещество.

Работа устройства для мокрой очистки загрязненного газа осуществляется следующим образом.

Загрязненный газ под действием перепада давления, создаваемого вытяжным вентилятором (на фигурах чертежей не показан), через входной патрубок 3 поступает в камеру, которая своей нижней частью касается поверхности жидкости в корпусе 1. В зоне касания через сквозные отверстия 4 полого цилиндра 2 происходит эжектирование жидкости внутрь камеры и постепенное смачивание внутренних стенок полого цилиндра 2 под действием сил со стороны потока загрязненного газа. Эжектирование жидкости внутрь камеры, где она взаимодействует с газовым потоком, обеспечивается и регулируется за счет выбора соотношения скорости этого потока, зависящей от мощности всасывающего вентилятора, площади поперечного сечения входного патрубка в той его части, которая непосредственно врезана в камеру, а также суммы площадей сечения сквозных отверстий полого цилиндра 2. Загрязняющие газ частицы вместе с жидкостью увлекаются газовым потоком внутрь полого цилиндра 2, где всей этой смеси сообщается интенсивное вращательное движение, подобное циклонному вихрю. Загрязняющие газ частицы и капельки жидкости под действием центробежных сил при вращательном движении газового потока постепенно (возможно за несколько оборотов) отбрасываются к внутренним стенкам полого цилиндра, образуя там пленку в виде шлама, который под действием собственного веса вместе с захваченными загрязняющими частицами по внутренним стенкам полого цилиндра 2 в конечном счете стекает в отстойник 9. Для обеспечения эффективной и качественной очистки загрязненного газа достаточно создание пленки жидкости на части внутренних поверхностей полого цилиндра 2, по его высоте в собранном устройстве (возможно, не доходящей до половины этой высоты). В случае же использования вытяжного вентилятора большой мощности возможно, когда движением потока газа некоторые капельки жидкости поднимаются в верхнюю часть камеры и, повернувшись, резко падают в том месте, где расположен тангенциальный вход в камеру входного патрубка, создавая тем самым некоторую водяную завесу на пути выходящего из входного патрубка потока газа, который, пройдя через эту водяную завесу, дополнительно очищается, что повышает эффективность очистки. Однако степень эффективности очистки в таком случае не намного выше, в то время как затраты при эксплуатации, связанные со значительным увеличением мощности вытяжного вентилятора, значительно возрастают. Очищенный газ по мере его очистки через сквозные отверстия торцевых кольцевых накладок полого цилиндра выходит в окружающее пространство. Очистка внутренних стенок полого цилиндра от шлама может производиться планово, во время остановки устройства на профилактику. Для выхода шлама из полого цилиндра 2 во время работы устройства предусмотрена прорезь 11 с отгибом части боковой поверхности полого цилиндра 2, через которую шлам выбрасывается в корпус 1 с жидкостью со стороны отстойника 9, где и происходят его осаждение и постепенное накопление. Вода в отстойнике 9 отстаивается и освобожденная от шлама (загрязняющих частиц) может быть использована повторно, шлам может быть удален через специально предусмотренный для этого люк (на фиг. не показан) в нижней части отстойника 9. Необходимый для обеспечения технического результата уровень жидкости в корпусе 1 в процессе работы самоустанавливается за счет того, что изначально вход в корпус 1 трубы 7, через которую в него поступает жидкость из емкости 6, расположен ниже уровня этой жидкости в корпусе 1, в то время как сама предварительно наполненная жидкостью емкость 6 плотно закрыта крышкой 8 и давление воздуха над уровнем жидкости в ней постепенно будет падать по мере истечения жидкости в корпус 1, создавая необходимый перепад давления для постепенного истечения жидкости в корпус 1 и поддержания там ее необходимого уровня. Описанное позволяет судить об удобстве эксплуатации устройства, т.к. отпадает необходимость как постоянного слежения за поддержанием обязательного уровня жидкости в корпусе 1 обслуживающим персоналом, так и использования дорогостоящего оборудования для автоматизации этого процесса.

Процесс очистки загрязненного газа в устройстве во втором варианте его выполнения осуществляется также, как и в первом варианте, с обеспечением того же технического результата. Отличие заключается в средствах для вывода очищенного газа. Применяемые там экраны 15 предназначены для того, чтобы погасить скорость очищенного газа, выходящего из камеры, что в свою очередь позволяет обеспечить пониженные шумовые качества изобретения.

При использовании предлагаемого изобретения в закрытых помещениях отпадает необходимость в использовании принудительной вытяжки, что позволяет экономить тепло помещения. Это также способствует повышению экономичности изобретения.

Очевидно, что отмеченные преимущества изобретения, выражающие технический результат, получаемый при его использовании, обеспечивается совокупностью признаков, каждый из которых выполняет свою функцию, а вместе, во взаимосвязи, они решают поставленную задачу.

Формула изобретения

1. Устройство для мокрой очистки загрязненного газа, включающее корпус, частично заполненный жидкостью, в котором размещена камера, выполненная в виде горизонтально расположенного полого цилиндра и сообщающаяся с вертикально расположенным входным патрубком, предназначенным для подачи загрязненного газа в камеру посредством всасывающего вентилятора, в нижней части полого цилиндра по его образующей выполнено сквозное отверстие, обращенное к поверхности жидкости в корпусе, отличающееся тем, что в нижней части полого цилиндра по его образующей дополнительно выполнено как минимум одно сквозное отверстие, причем все сквозные отверстия по образующей полого цилиндра расположены равномерно, кроме того, полый цилиндр снабжен плоскими торцевыми накладками, параллельными между собой, имеющими кольцевую форму и жестко скрепленными с краями боковой поверхности полого цилиндра, при этом полый цилиндр размещен в корпусе над уровнем находящейся в нем жидкости или касается ее поверхности с возможностью эжектирования жидкости в сквозные отверстия, выполненные в его нижней части, входной патрубок соединен с полостью полого цилиндра тангенциально, устройство снабжено также емкостью для жидкости, которая сообщается с корпусом посредством трубы и имеет плотно закрываемую крышку, место подсоединения трубы к корпусу расположено под постоянно поддерживаемым в корпусе уровнем жидкости, кроме того, устройство снабжено отстойником, размещенным ниже уровня днища корпуса со стороны, противоположной стороне подсоединения к корпусу трубу, посредством которой он сообщается с емкостью для жидкости, причем днище корпуса выполнено с уклоном, направленным в сторону отстойника, а в боковой поверхности полого цилиндра выполнена сквозная прорезь с отгибом части его боковой поверхности наружу и вверх, причем сквозная прорезь с отгибом размещена в нижней части полого цилиндра со стороны подсоединенного к камере входного патрубка.

2. Устройство для мокрой очистки загрязненного газа по п.1, отличающееся тем, что в жидкость добавлено пенообразующее вещество.

3. Устройство для мокрой очистки загрязненного газа, включающее корпус, частично заполненный жидкостью, в котором размещена камера, выполненная в виде горизонтально расположенного полого цилиндра и сообщающаяся с вертикально расположенным входным патрубком, предназначенным для подачи загрязненного газа в камеру посредством всасывающего вентилятора, в нижней части полого цилиндра по его образующей выполнено сквозное отверстие, обращенное к поверхности жидкости в корпусе, отличающееся тем, что в нижней части полого цилиндра по его образующей выполнено как минимум одно дополнительное сквозное отверстие, причем все сквозные отверстия по образующей полого цилиндра расположены равномерно, полый цилиндр снабжен плоскими торцевыми накладками, параллельными между собой, имеющими кольцевую форму и жестко скрепленными с краями боковой поверхности полого цилиндра, при этом полый цилиндр размещен в корпусе над уровнем находящейся в нем жидкости или касается ее поверхности, с возможностью ее эжектирования в сквозные отверстия, выполненные в его нижней части, входной патрубок соединен с полостью полого цилиндра тангенциально, устройство снабжено также емкостью для жидкости, которая сообщается с корпусом посредством трубы и имеет плотно закрываемую крышку, место подсоединения трубы к корпусу расположено под постоянно поддерживаемым в корпусе уровнем жидкости, кроме того, устройство снабжено отстойником, размещенным ниже уровня днища корпуса со стороны, противоположной стороне подсоединения к корпусу трубы, посредством которой он сообщается с емкостью для жидкости, причем днище корпуса выполнено с уклоном, направленным в сторону отстойника, в боковой поверхности полого цилиндра выполнена сквозная прорезь с отгибом части его боковой поверхности наружу и вверх, причем сквозная прорезь с отгибом размещена со стороны подсоединенного к камере входного патрубка, средство для выхода очищенного воздуха включает две трубы, закрывающие сквозные отверстия в плоских торцевых накладках полого цилиндра и сообщающиеся с расположенным над камерой открытым резервуаром, причем в резервуаре над каждой трубой установлен экран, выполненный в виде арки из изогнутой пластины.

4. Устройство для мокрой очистки загрязненного газа по п.3, отличающееся тем, что в жидкость добавлено пенообразующее вещество.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2