Способ очистки газа и устройство для его осуществления

 

Изобретение предназначено для очистки газа. Способ очистки газа включает многократное взаимодействие под действием вихревого эффекта жидкой фазы с тангенциально движущимся газовым потоком, причем первоначально взаимодействие осуществляют в пенном режиме, при этом жидкую фазу подвергают сжатию в газожидкостном диспергаторе, по выходе из которого последняя, соударяясь о кавитатор-рассекатель, взаимодействует с тангенциально движущимся газовым потоком с последующим многократным взаимодействием обоих потоков в газожидкостном режиме в вихревой камере. Устройство для очистки газа включает корпус, тангенциальный патрубок для ввода очищаемого газа, патрубки для подачи жидкой фазы, шнек, расположенный в корпусе с образованием вихревой камеры, выносную кавитационно-вихревую камеру на входе в корпус, в которой расположен газожидкостной диспергатор с соплом и кавитатор-рассекатель, для обеспечения взаимодействия жидкой фазы с газовым потоком в пенном режиме. Изобретение обеспечивает высокую степень очистки газа. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к аппаратам для очистки углеводородных газов абсорбентами и может найти применение в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности для выделения из газов фракций селективными абсорбентами.

Известен способ мокрой очистки газа и устройство для его осуществления. Сущность способа заключается во взаимодействии контактирующих фаз: капельной жидкости, поданной через патрубки и распыленной через форсунки навстречу набегающему запыленному газовому потоку. Взвешенные в газовом потоке твердые частицы захватываются мелкодисперсной капельной жидкостью и уносятся газовым потоком по ходу его движения. При достижении двухфазным потоком спиральных лопастей происходит закрутка потока, а под действием центробежных сил жидкая фаза выводится на внутреннюю поверхность корпуса, твердые частицы, не уловленные мелкодисперсной капельной жидкостью, под действием центробежных сил устремляются к внутренней поверхности корпуса, покрытого пленкой жидкости, и захватываются ею.

Известное устройство для мокрой очистки газа содержит корпус, ороситель, ориентированный навстречу потоку газа, завихритель в виде шнека, установленный на валу, шламосборник, сообщенный с корпусом посредством щелевого отверстия и снабженный перегородкой, при этом вал выполнен с конусным обтекателем на переднем по отношению к потоку конце и с конусным отражателем на противоположном конце. Завихритель размещен в корпусе неподвижно, ороситель выполнен в виде форсунок, размещенных перед завихрителем, при этом перегородка размещена поперек шламосборника на уровне конусного отражателя, а конус установлен под углом к горизонту. (Авт. свид. СССР N 1533741, B 01 D 47/06, Бюл. N 1, 1990 г.) Недостатками известного способа и устройства являются: низкая эффективность диспергирования, а также ороситель, который направлен навстречу газовому потоку, создает большие гидравлические сопротивления, что приводит к значительным энергозатратам для его преодоления.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ мокрой очистки газа и устройство для его осуществления (Авт. свид. СССР N 718138, B 01 D 47/18, Бюл. N 8, 1980).

Способ заключается во взаимодействии входящего по тангенциальному патрубку в кольцевое пространство между ротором, выполненным в виде перфорированного трубопровода, и корпусом и приобретающего вращательно-винтовое движение очищаемого газа с распыляемой по всей длине вращающегося ротора промывочной жидкостью. При этом из газа удаляются не только пылевидные частицы, но и вещества в парогазовом состоянии. Отбрасываемый на стенки корпуса шлам сразу же очищается и транспортируется к патрубку для отвода шлама вращающейся винтовой щеткой.

Известное устройство для мокрой очистки газа содержит цилиндрический корпус с патрубками ввода и вывода газа, отвода шлама, шнек, закрепленный на перфорированном трубопроводе, соединенном с патрубком подвода жидкости. Причем витки шнека выполнены в виде щетки из гибких нитей длиной не менее расстояния от поверхности трубопровода до стенки корпуса, при этом перфорированный трубопровод установлен с возможностью вращения.

Недостатками известного способа и устройства является: высокие энергетические затраты на вращение вала, которые увеличиваются с увеличением производительности аппарата, недостаточная степень очистки газа.

Изобретение решает техническую задачу повышения эффективности работы устройства и увеличения степени очистки газа, снижения энергетических затрат.

Указанная техническая задача решается тем, что в способе очистки газа, включающем многократное взаимодействие под действием вихревого эффекта жидкой фазы с тангенциально движущимся газовым потоком, согласно изобретению первоначально осуществляют взаимодействие до 70% жидкой фазы с тангенциально движущимся газовым потоком в пенном режиме. При этом жидкую фазу подвергают сжатию в газожидкостном диспергаторе, по выходе из которого последняя, соударяясь о кавитатор-рассекатель, взаимодействует с тангенциально движущимся газовым потоком с последующим многократным взаимодействием до 30% подаваемой порциально по всей длине вихревой камеры свежей жидкой фазы с газовым потоком.

Указанная задача решается также тем, что в устройстве для очистки газа, включающем цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок для ввода очищаемого газа и патрубок для подачи жидкой фазы, шнек, расположенный внутри корпуса с образованием вихревой камеры, согласно изобретению корпус на входе снабжен выносной кавитационно-вихревой камерой, внутри которой расположен газожидкостной диспергатор, содержащий сопло с кавитатором-рассекателем для обеспечения взаимодействия жидкой фазы с газовым потоком в пенном режиме, причем один из патрубков для подачи жидкой фазы соединен с кавитационно-вихревой камерой, а остальные расположены по всей длине корпуса вихревой камеры.

На чертеже представлен общий вид устройства.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с выносной кавитационно-вихревой камерой 2 во избежание мертвых зон, с патрубками ввода жидкой фазы 3, 4, 5 и тангенциальным патрубком 6 ввода очищаемого газа. Внутри кавитационно-вихревой камеры расположено сопло 7. Геометрические размеры сопла 7 и патрубка 10 для вывода газожидкостной смеси, самой кавитационно-вихревой камеры определяются расчетным и опытным путем. Корпус 1 снабжен завихрителем 8 в виде шнека, закрепленного опорами 9 с обоих концов оси.

Число заходов шнека 8 не ограничено и определяется расчетным и опытным путем. В корпусе 1 расположены патрубки 4 и 5 для подачи жидкой фазы (МЭА)-моноэтанол амин по длине аппарата по 15% от общего количества в каждый. Патрубки 5 и 4 располагаются с погружением в корпус 1. Расстояние расположения последних и глубина погружения определяется также расчетным путем.

Предлагаемое устройство для очистки газов работает следующим образом. Очищаемый газ поступает через патрубок 6 тангенциально в кавитационно-вихревую камеру 2, где контактирует под действием кавитационно-вихревых эффектов с жидкой фазы 70%-ми, поступающей через патрубок 3 и сопло 7, по выходу из которого происходит разрыв сплошности жидкости. Далее процесс идет в пенном режиме. Однако при достижения шнека 8 пена гасится и процесс идет в газожидкостном режиме. Для достижения более глубокой очистки газа путем выделения из газов индивидуальных компонентов абсорбентом по ходу шнека 8 подается свежая порция МЭА. А так как в завихрителе 8 жидкость под действием центробежной силы располагается по стенке, для увеличения контакта патрубки 4 и 5 устанавливаются заглубленными в корпус 1, в результате чего струи жидкости, истекающие из трубопровода патрубков 4 и 5, имеют возможность большего раскрытия, т.е. образования более развитой поверхности для контакта с газовым потоком. Газожидкостная смесь, пройдя шнек 8 устройства, через патрубок 10 выводится в сепарационное устройство (на чертеже не показано).

Таким образом, заявляемое устройство позволяет повысить эффективность процесса очистки газов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности на установках для выделения из газов узких фракций селективными адсорбентами.

Формула изобретения

1. Способ очистки газа, включающий многократное взаимодействие под действием вихревого эффекта жидкой фазы с тангенциально движущимся газовым потоком отличающийся тем, что первоначально взаимодействие жидкой фазы с тангенциально движущимся газовым потоком осуществляют в пенном режиме, при этом жидкую фазу подвергают сжатию в газожидкостном диспергаторе, по выходе из которого последняя, соударяясь о кавитатор-рассекатель, взаимодействует с тангенциально движущимся газовым потоком с последующим многократным взаимодействием обоих потоков в газожидкостном режиме в вихревой камере.

2. Способ очистки газа по п.1, отличающийся тем, что многократное взаимодействие жидкой фазы с газовым потоком осуществляют путем подачи до 70% жидкой фазы в кавитационно-вихревую камеру, а остальные 30% жидкой фазы подают по всей длине корпуса вихревой камеры.

3. Устройство для очистки газа, включающее цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок для ввода очищаемого газа и патрубки для подачи жидкой фазы, шнек, расположенный внутри корпуса с образованием вихревой камеры, отличающееся тем, что корпус на входе снабжен выносной кавитационно-вихревой камерой, внутри которой расположен газожидкостной диспергатор, содержащий сопло, с кавитатором-рассекателем, для обеспечения взаимодействия жидкой фазы с газовым потоком в пенном режиме.

4. Устройство для очистки газа по п.3, отличающееся тем, что один из патрубков для подачи жидкой фазы соединен с кавитационно-вихревой камерой, а остальные расположены по всей длине корпуса вихревой камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1