Устройство для очистки дымовых газов

 

Устройство предназначено для мокрой очистки дымовых газов, образующихся на предприятиях теплоэнергетики, химической, строительной промышленности при работе технологических агрегатов большой единичной производительности (котлы, обжиговые печи и т.п.). Изобретение обеспечивает повышение качества очистки и рациональное использование орошающей жидкости. Устройство представляет собой скруббер Вентури с горизонтальной трубой-коагулятором прямоугольного сечения. Перед горловиной установлен оросительный коллектор с горизонтальными рядами форсунок. Отношение числа форсунок, установленных в соседних горизонтальных рядах, пропорционально отношению скоростей запыленного газа в соответствующих сечениях горловины. При этом коэффициент пропорциональности между отношениями числа форсунок, установленных в соседних горизонтальных рядах оросительного коллектора, и значениями скоростей газа в данных сечениях горловины лежит в интервале от 0,8 до 1,2. 4 ил.

Изобретение относится к устройствам мокрой очистки газов и может быть использовано в системах пыле- и золоулавливания теплоэлектростанций, на предприятиях химической, строительной промышленности и др., где применяются низконапорные скрубберы Вентури большой единичной производительности с трубой-коагулятором прямоугольного сечения.

Известны скрубберы Вентури с форсуночным орошением [Ужов В.Н., Вальдберг А. Ю. Очистка газов мокрыми фильтрами. - М.: Химия, 1972. - С. 170-171], в которых орошающие устройства равномерно распределены в поперечном сечении конфузора трубы-коагулятора, благодаря чему достигается равномерное перекрытие жидкостью всего сечения ее горловины.

Указанное расположение форсунок, обеспечивающее равномерную плотность орошения в горловине трубы-коагулятора, эффективно только при равных значениях скоростей очищаемого газа в зоне его контакта с жидкостью. Однако на практике, особенно при большой единичной производительности скруббера, поле скоростей очищаемого газа может быть крайне неравномерным. При этом в зоне больших скоростей запыленного газа величина удельного орошения оказывается ниже, а в зоне малых скоростей - выше по сравнению с нормативной. Такое явление приводит, с одной стороны, к проскоку неуловленных каплями пылевых частиц, а с другой стороны, к избыточному нерациональному расходу орошающей жидкости, что снижает степень очистки газа и эффективность работы скруббера в целом.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для очистки газов, представляющее собой низконапорную трубу Вентури прямоугольного сечения с центробежными форсунками, размещенными перед ее горловиной с постоянным шагом по вертикали, причем каждый из горизонтальных рядов форсунок расположен на различном расстоянии от горловины (увеличивающемся с ростом высоты их размещения), а площадь выходного сечения форсунок возрастает на 10... 20% с каждым шагом увеличение высоты их размещения. [А.с. N 1487958, кл. B 01 D 47/10, 1989].

В данном случае оптимизация распределения плотности орошения в жидкостной завесе достигается использованием различных типоразмеров форсунок в одном аппарате, что снижает унификацию скруббера, усложняет его наладку и эксплуатацию. Кроме того, использование форсунок с различным сечением выходного сопла увеличивает полидисперсность образующихся капель, что ухудшает эффективность использования орошающей жидкости и степень пылеулавливания скруббера.

Цель изобретения - повышение качества очистки запыленных газов и рациональное использование орошающей жидкости.

Указанная цель достигается за счет распределения плотности орошения в горловине трубы-коагулятора скруббера Вентури пропорционально скоростям запыленного газа в соответствующих горизонтальных сечениях горловины. Конструктивно это достигается установкой необходимого числа форсунок в горизонтальных ярусах (рядах) оросительного коллектора, причем отношения числа форсунок, размещенных в соседних горизонтальных рядах и соответствующих скоростей запыленного газа связаны соотношением При этом число рядов форсунок в коллекторе и расстояние между ними выбирается из условия обеспечения полного перекрытия сечения горловины трубы-коагулятора.

Пример. Труба-коагулятор Вентури имеет размеры 400х2500 (ширина-высота) и разбивается в плоскости А-А на 4 горизонтальных сечения. Значения средних скоростей в каждом из сечений составляют (сверху-вниз): W₁ = 4,2 м/с ; W₂ = 5,0 м/с; W₃ = 9,3 м/с; W₄ = 14,0 м/с.

Определить необходимое число форсунок в каждом сечении трубы-коагулятора.

Принимаем количество форсунок в первом сечении n₁, где минимальная скорость запыленного газа, равным 1. Число форсунок в последующих сечениях n_i+1 определяется из полученного выше соотношения откуда Из последней формулы имеем Осредняя интервал значений n₂ и округляя до ближайшего целого числа, получим Аналогично
откуда

откуда
На фиг. 1 изображено устройство-общий вид, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - схема расстаноьки форсунок при данном распределении скоростей в трубе-коагуляторе, на фиг. 4 - поле скоростей запыленного газа в поперечном сечении трубы-коагулятора.

Устройство для очистки дымовых газов содержит входную трубу-коагулятор 1 прямоугольного сечения, тангенциально соединенную с центробежным каплеуловителем 2. Перед горловиной 3 трубы-коагулятора установлен оросительный коллектор, состоящий из подводящего трубопровода 4 и распылительных форсунок 5, которые размещены в горизонтальных рядах, равноудаленных друг от друга.

Устройство работает следующим образом.

Запыленный газ от стационарно работающего технологического агрегата (котла, обжиговой печи и т.п. - не показаны) подается на вход трубы-коагулятора 1 скруббера Вентури. При этом предварительно измеренное распределение скоростей газа в поперечном сечении горловины 3 трубы-коагулятора может быть произвольным, например таким, как изображено на фиг. 4. Одновременно по подводящему трубопроводу 4 к распылительным форсункам 5 подается орошающая жидкость. Так как форсунки установлены в горизонтальных рядах в соответствии с полем скоростей запыленного газа, то величина удельного орошения (л/м³ очищаемого газа) окажется равной по всему сечению трубы-коагулятора и максимальной при данном расходе орошающей жидкости. Это обеспечивает повышение качества очистки запыленных газов и экономию орошающей жидкости. Диапазон изменения коэффициента пропорциональности между отношениями числа форсунок, размещенных в соседних горизонтальных рядах , и соответствующих скоростей запыленного газа составляет от 0,8 до 1,2. Такое соотношение выбрано опытным путем и обеспечивает возможность комплектации оросительного коллектора форсунками одного типоразмера, а также соответствие плотности орошения расходу запыленного газа при неизбежных в ходе эксплуатации колебаниях технологического режима. Далее капли жидкости с уловленными частицами пыли поступают в центробежный каплеуловитель 2, где происходит их разделение, а очищенный газ удаляется.

Альтернативный путь максимальной интенсификации массообмена между запыленным газом и каплями жидкости - это создание равномерного поля скоростей очищаемого газа в поперечном сечении трубы-коагулятора - связан для аппаратов большой единичной производительности со значительными энергозатратами, возникающими при установке газораспределительных решеток. Последнее также снижает рабочие характеристики тягодутьевого оборудования и увеличивает эксплуатационные затраты.

Таким образом, предлагаемое техническое решение увеличивает КПД газоочистки без роста энергозатрат и минимальном общем расходе орошающей жидкости.

Формула изобретения

Устройство для очистки дымовых газов, содержащее трубу-коагулятор Вентури прямоугольного сечения, установленный перед ее горловиной оросительный коллектор с горизонтальными рядами форсунок, оси которых параллельны оси трубы-коагулятора Вентури и равноудалены по вертикали друг от друга, центробежный каплеуловитель, тангенциально соединенный с трубой-коагулятором Вентури, отличающееся тем, что отношение числа форсунок, установленных в соседних горизонтальных рядах оросительного коллектора, пропорционально отношению скоростей запыленного газа в соответствующих сечениях горловины трубы-коагулятора Вентури, причем коэффициент пропорциональности лежит в интервале от 0,8 до 1,2.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4