Центробежно-абсорбционное устройство

Авторы патента:

Мингазетдинов Идгай Хасанович (RU)

Тунакова Юлия Алексеевна (RU)

Галимова Алина Раисовна (RU)

B01D47/10 - скрубберы Вентури

B01D45/18 - устройства для очистки

Владельцы патента RU 2753407:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (RU)

Изобретение относится к области очистки воздуха от взвешенных веществ и газообразных загрязнителей и может быть использовано в нефтехимической промышленности, предприятиях энергетики, машиностроении. Устройство содержит циклон, трубу Вентури, патрубки подвода очищаемого воздуха, подвода жидкости, отвода очищенного воздуха, отвода жидкости, отвода шлама, в котором циклон расположен в нижней части устройства и центральная отводная труба циклона выполнена сужающейся и является конфузором трубы Вентури. В верхней части конфузора в горловине содержится коллектор с разбрызгивающими форсунками ударного действия с наклонными отражателями. На внутренней поверхности диффузора имеются винтообразные козырьки с отверстием в нижней части диффузора, а верхняя часть трубы Вентури имеет лабиринтный каплеуловитель с патрубком отвода жидкости. Использование в устройстве физических методов центробежного и инерциального разделения и физико-химических методов абсорбции с интенсивным каплеулавливанием позволяет существенно повысить качество очистки газа. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Известны устройства для очистки воздуха от промышленных технологических выбросов в виде сложных систем, включающих физические методы улавливания взвешенных веществ (осаждение, центробежная сепарация, фильтрация) и физико-химические методы улавливания газообразных компонентов (абсорбция, адсорбция, термокаталитические методы). Реализация газоулавливания осуществляется в различных насадочных и полых колоннах и скрубберах Вентури. Например, в кн. («Техника и технология защиты воздушной среды». Учебн. пособие для вузов. В.В. Ошин, В.В. Попов, П.П. Кукин и др. М. Высш. шк. 2005 - 391 с.) на рис. 5.70 (стр. 226) приведена схема насадочного скруббера. насадочные аппараты создают большое гидравлическое сопротивление и вызывают значительные энергетические затраты.

Большое распространение получили полые аппараты и скрубберы Вентури. В кн. («Техника и технология защиты воздушной среды». Учебн. пособие для вузов. В.В. Ошин, В.В. Попов, П.П. Кукин и др. М. Высш. шк. 2005 - 391 с.) на рис. 5.67 (стр. 223) приведены схемы полых скрубберов. Гидравлическое сопротивление таких аппаратов незначительно, но серьезной проблемой является низкое качество очистки, связанное с малой эффективностью контакта орошения жидкости с газом.

Известно устройство для очистки газа (а.с. №712111, бюл. №4 от 30.01.1980), в котором реализуется сочетание центробежного процесса с трубой Вентури. Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие. Во-первых, сложность устройства, т.к. требуется дополнительный циклон (поз. №5). Во-вторых, недостаточное качество очистки, т.к. некачественное орошение не обеспечивает хорошего контакта газа с жидкостью. Кроме того, в очищенном воздухе содержится большое количество орошаемой жидкости.

Для устранения отмеченных недостатков, с целью повышения качества очищаемого воздуха, предложено центробежно-абсорбционное устройство для очистки воздуха от взвешенных частиц и газообразных загрязнителей, содержащее циклон, трубу Вентури, патрубки подвода очищаемого воздуха, подвода жидкости, отвода очищенного воздуха, отвода жидкости, отвода шлама, в котором циклон расположен в нижней части устройства, центральный газоход выполнен конфузорным, содержит завихритель, над завихрителем в горловине имеется кольцевой коллектор подачи абсорбента, содержащий разбрызгивающие форсунки, а в верхней части диффузора трубы Вентури установлен лабиринтный каплеуловитель с патрубком отвода жидкости, при этом, внутри диффузора трубы Вентури имеются винтовые козырьки сбора абсорбента с отверстием в нижней части диффузора, а коллектор содержит разбрызгивающие форсунки, которые выполнены ударного действия с наклонным отражателем. Разработанное устройство представлено на фиг. 1, 2, 3, 4.

Здесь: фиг. 1 - общий вид устройства,

фиг. 2 - кольцевой коллектор с форсунками,

фиг. 3 - форсунка с отражателем,

фиг. 4 - боковые козырьки.

где 1 - корпус, 2 - верхнее днище, 3 - центральный газоход, 4 - устройство закрутки, 5 - патрубки отвода абсорбента, 6 - корпус лабиринтного каплеуловителя, 7 - отводной патрубок чистого воздуха, 8 - лабиринтный каплеуловитель, 9 - диффузор трубы Вентури, 10 - козырьки сбора абсорбента, 11 - форсунка, 12 - кольцевой коллектор, 13 - патрубок подвода абсорбента, 14 - патрубок подвода исходящего воздуха, 15 - патрубок отвода шлама, 16 - нижнее днище, 17 - отражатель.

Устройство представляет собой цилиндро-конический корпус 1 с конфузорной верхней частью 2 и коническим днищем 16. В конфузоре 2 имеется патрубок 14 для тангенциального подвода исходящего загрязненного воздуха, а в нижнем коническом днище 16 расположен патрубок отвода шлама 15. В верхней части корпуса 1, коаксиально расположен центральный газоход 3, выполненный конфузорным. В самой узкой его части установлено устройство закрутки 4. Над устройством закрутки 4 расположен кольцевой коллектор 12 с установленными в нем форсунками 11. Кольцевой коллектор 11 имеет патрубок подвода абсорбента 13. Кольцевой коллектор 12 является горловиной трубы Вентури, которая состоит из конфузорной части - это центральный газоход 3, горловины 12 и диффузора 9. Выше коллектора 12 расположен диффузор трубы Вентури 9. На боковой внутренней поверхности диффузора 9 имеются наклонные козырьки 10 в виде одно- или многозаходного винта, который оканчивается в нижней части над коллектором 12 патрубком отвода абсорбента 5. в верхней части диффузора 9 расположен корпус лабиринтного каплеуловителя 6, внутри которого установлены элементы лабиринтного каплеуловителя 8. В нижней части корпуса каплеуловителя 6 имеется патрубок отвода абсорбента 5, соединенный с патрубком 5 в нижней части диффузора 9. Верхняя часть корпуса каплеуловителя 6 оканчивается отводным патрубком чистого воздуха 7. Форсунки 11 расположены симметрично по окружности коллектора 12. Форсунки 11 выполнены в виде цилиндра с центральным или тангенциальным (боковым) подводом жидкости и имеют отражатель 17 во внутренней полости. Отражатель 17 установлен так, чтобы вектор направления отражения капель совпадал с направлением воздушного потока в горловине коллектора 12.

Предложенное устройство работает следующим образом. Исходный загрязненный воздух подается в патрубок 14. установленный тангенциально и под некоторым уклоном α (3°-5°) к верхнему днищу 2. Тангенциальный подвод воздуха обеспечивает его интенсивную закрутку и движение по винтовой траектории в нижнюю часть корпуса 1. Возникающая центробежная сила отбрасывает крупные частицы взвешенных загрязнителей к стенкам корпуса 1 и образующийся слой шлама сползает к нижнему днищу 16 и удаляется через патрубок 15. Основная часть воздуха, содержащие средние и мелкие частицы загрязнителей и газообразные вещества, поступает в центральный газоход 3, являющийся конфузором трубы Вентури. Резкий поворот направления движения воздуха обеспечивает возникновение сил инерции, воздействующие на взвешенные частицы и происходит дополнительная сепарация частиц загрязнителей к нижнему днищу 16. Воздух, поступающий в центральный газоход 3 за счет конфузорности приобретает большую скорость. Далее воздух, проходя через устройство закрутки 4, выполненное в виде пропеллера или поворотных лопаток, приобретает дополнительное вращение и попадает в зону кольцевого коллектора. Одновременно с поступление воздуха в патрубок 14 начинает подаваться абсорбент в патрубок 13. Абсорбент, заполняя весь коллектор 12, под значительным давлением поступает в форсунки 11, где, ударяясь в отражатель 17, в виде мелкодисперсной капельной структуры заполняет горловину и, встречаясь с высокоскоростным воздушным потоком, происходит интенсивное дробление и перемешивание. Эти процессы обеспечивают массообмен между жидкостью и газообразными загрязняющими веществами. В зависимости от вида газообразного загрязнителя и выбора абсорбента может протекать физическая или химическая абсорбция. Кроме того, жидкий абсорбент обеспечивает и коагуляцию оставшихся средних и мелких взвешенных частиц. Движение воздуха вместе с диспергированным абсорбентом в диффузоре 9 происходит с замедлением скорости потока, и за время пребывания в диффузоре 9 более полно протекают все физико-химические процессы. Наличие устройства закрутки 4 обеспечивает и вращательное движение потока в диффузоре 9. За счет этого вращательного движения капли жидкого абсорбента отбрасываются к стенкам диффузора 9, где стекают по стенкам, попадают в козырьки 10 и по винтовым каналам отводятся через патрубок 5. Основная масса воздушного потока вместе с оставшимися каплями абсорбента поступает в корпус лабиринтного каплеуловителя 6, где в лопастях лабиринтного каплеуловителя 8, резко меняя направление движения, освобождается от остатков абсорбента и удаляется через отводной патрубок чистого воздуха 7. жидкий абсорбент, стекая по поверхности лопастей лабиринтного каплеуловителя8, удаляется через патрубок 5.

Таким образом, используя в предлагаемом устройстве физические методы центробежного и инерциального разделения и физико-химические методы абсорбции с интенсивным каплеулавливанием, можно существенно повысить качество очистки загрязненного воздуха.

1. Центробежно-абсорбционное устройство для очистки воздуха от взвешенных частиц и газообразных загрязнителей, содержащее циклон, трубу Вентури, патрубки подвода очищаемого газа, подвода жидкости, отвода очищенного газа, отвода жидкости, отвода шлама, отличающееся тем, что циклон расположен в нижней части устройства, центральный газоход выполнен конфузорным, содержит завихритель, над завихрителем в горловине имеется коллектор подачи абсорбента, содержащий разбрызгивающие форсунки, а в верхней части диффузора трубы Вентури установлен лабиринтный каплеуловитель с патрубком отвода жидкости.

2. Центробежно-абсорбционное устройство, отличающееся по п.1 тем, что внутри диффузора трубы Вентури имеются винтовые козырьки сбора абсорбента с отверстием в нижней части диффузора.

3. Центробежно-абсорбционное устройство, отличающееся по п.1 тем, что коллектор содержит разбрызгивающие форсунки.

4. Центробежно-абсорбционное устройство, отличающееся по п.3 тем, что разбрызгивающие форсунки выполнены ударного действия с наклонным отражателем.

Изобретение относится к системе контроля состояния, в частности, для скруббера очистки газа. Система контроля состояния конуса газового скруббера, содержащая устройство контроля состояния, герметизированный конус газового скруббера, установленный с возможностью перемещения в газовом резервуаре, воротник, неподвижно установленный в газовом резервуаре радиально снаружи конуса, точку отбора давления в герметизированном конусе, при этом точка отбора давления связана с устройством контроля состояния посредством впускной линии, выпускную линию от устройства контроля состояния к газовой зоне ниже герметизированного конуса по направлению потока, при этом устройство контроля состояния содержит манометр давления и/или прибор измерения потока газа, при этом герметизированный конус газового скруббера содержит конус газового скруббера и пластину основания, формирующую герметичную оболочку.

Способ сокращения содержания аэрозольных частиц // 2691048

Изобретение относится к способу сокращения количества аэрозольных частиц. Способ сокращения содержания аэрозольных частиц, содержащихся в топочных газах, выделяющихся в ходе процессов горения, включающий: пропускание указанных топочных газов через реактор, в котором указанные газы приводят в непосредственный контакт со смешивающимся с водой жидким многоатомным спиртом или со смесью указанного многоатомного спирта и воды, пропускание указанных топочных газов, выходящих из указанного реактора, через туманоуловитель перед введением указанных топочных газов в дополнительный реактор, пропускание указанных топочных газов через указанный дополнительный реактор, в котором указанные топочные газы приводят в непосредственный контакт с водой.

Способ очистки газов и устройство для его осуществления // 2650967

Изобретение относится к области мокрой очистки газов от взвешенных частиц и газовых примесей и может быть использовано в системах пылегазоочистки и для проведения тепломассообмена между газом и жидкостью в различных отраслях промышленности. Устройство очистки газов включает скрубберы Вентури первой и второй ступеней, каждый из которых содержит насос, обеспечивающий циркуляцию поглотительной жидкости, трубу Вентури, соединенную с резервуаром-отстойником, выполненным цилиндроконическим и снабженным входным патрубком для ввода газожидкостной смеси, питающим и переливным патрубками, обеспечивающими непрерывный отвод отработанной и подвод свежей поглотительной жидкости в направлении от второй ступени к первой, и в конической части шламовым патрубком.

Скруббер для очистки газов // 2635118

Изобретение относится к области очистки газов, в частности к устройствам мокрой очистки газов. Скруббер для очистки газов, включающий корпус, патрубки подвода и отвода газов, устройство орошения и сборник жидкости, устройство орошения выполнено в виде пяти поясов, соосных корпусу и друг другу, каждый из которых включает коллектор, форсунки, факел раскрытия струи форсунок четырех поясов совпадает с направлением движения газов, а факел раскрытия струи форсунок пояса, расположенного непосредственно около патрубка отвода газов, направлен навстречу движению газов, каждая из форсунок устройства орошения выполнена в виде корпуса со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса и, расположенный в верхней части корпуса, штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, шнек запрессован в корпус с образованием конической камеры, расположенной над шнеком, соосно диффузору, и соединенной с ним последовательно, причем шнек выполнен сплошным, а внешняя поверхность шнека представляет собой две последовательно соединенные поверхности, одна из которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой, и расположена внутри корпуса, а вторая поверхность выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, а поверхность распылительного диска, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса и имеет на периферийной части радиальные вырезы, чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска, распылительный диск форсунки смещен по ее оси вниз от гладкой поверхности тела вращения шнека, соединенного с винтовой поверхностью шнека на величину h, зависящую от вязкости распыляемой жидкости, и соединен со шнеком посредством стержня, осесимметрично расположенного шнеку, отличающийся тем, что к торцевой нижней части корпуса форсунки присоединен диффузор, охватывающий распылительный диск, при этом в верхней части диффузора выполнены, по крайней мере, три эжекционных отверстия.

Кольцевой скруббер с кольцевым впрыском // 2602880

Изобретение относится к кольцевому скрубберу. Кольцевой скруббер с продольной осью, проточным каналом, образованным конфузором, диффузором и образующим кольцевой зазор телом, причем это тело образует с диффузором и с конфузором кольцевой зазор проточного канала, и с форсунками для впрыска промывочной жидкости в проточный канал, при этом в кольцевом зазоре оканчиваются форсунки, которые расположены друг за другом в двух или в четырех плоскостях, при этом форсунки расположены на периферии кольцевого зазора со смещением по отношению друг к другу.

Способ очистки синтез-газа из биомассы при положительном давлении для получения нефтепродуктов // 2588213

Изобретение относится к очистке синтез-газа и может быть использовано в химической и нефтегазовой промышленности. Способ очистки синтез-газа включает введение высокотемпературного синтез-газа в водоохлаждаемый башенный охладитель 2.

Скруббер вентури // 2568700

Изобретение относится к очистке газов от пыли и химических примесей. Скруббер Вентури, включает конфузор, горловину, диффузор, систему орошения, каплеуловитель.

Устройство для очистки газов // 2557586

Устройство для очистки газов относится к мокрой очистке газов. Устройство для очистки газов содержит прямоугольные конфузор и диффузор, которые сопряжены в области горловины, систему форсуночного орошения, форсунки которой расположены в конфузоре, и, по меньшей мере, одну полузаслонку, которая установлена на валу в корпусе горловины с возможностью поворота для регулирования площади горловины.

Устройство для мокрой очистки газов // 2557585

Изобретение относится к устройствам для мокрой очистки газов и может быть использовано в металлургической, энергетической, горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности. Устройство содержит конфузор, горловину, диффузор, систему орошения и устройство для регулирования проходного сечения горловины, которое выполнено в виде фланцевой катушки и кольцевой вставки C-образного профиля из упругоэластичного материала.

Пылеуловитель // 2540638

Изобретение относится к области очистки газов. Пылеуловитель, включающий корпус, содержащий по меньшей мере три гидравлически соединенных между собой объема, устройство для очистки газового потока от твердых частиц и устройство для улавливания влаги, отличается тем, что корпус его выполнен из трех разъемных секций, из которых первая и третья служат для всасывания и формирования газового потока, а вторая, расположенная между ними, служит для размещения центробежно-барботажной ступени мокрой очистки газа и двух каплеуловителей для улавливания влаги, которые последовательно установлены друг за другом по ходу движения газового потока, причем, внутри третьей секции установлен дополнительно всасывающий вентилятор, жестко и герметично сопряженный с корпусом при помощи разделительной диафрагмы.

Способ и устройство для очистки воздуха от вредных и дурнопахнущих веществ, уф-лампа и блок сорбционно-каталитической засыпки для их осуществления // 2742273

Изобретение относится к способам очистки воздуха. Описан способ очистки воздуха от вредных и дурнопахнущих веществ, включающий предварительную механическую очистку воздуха от мелкодисперсных частиц, воздействие на очищаемый воздух УФ-излучением в диапазонах длин волн 100-200 нм и 200-280 нм, последующее доокисление и адсорбцию продуктов реакции на слое сорбционно-каталитической засыпки, в котором перед механической очисткой дополнительно производят очистку воздуха от водяного аэрозоля, мощность удельного потока УФ-излучения в диапазоне длин волн 100-200 нм составляет не менее 100 Вт на 1000 м3/ч очищаемого воздуха при времени воздействия на очищаемый воздух от 0,5 до 10 секунд и при времени пребывания очищаемого воздуха на слое сорбционно-каталитической засыпки от 0,25 до 10 секунд.