Вихревой аппарат для обработки газов

Вихревой аппарат для обработки газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (и1 1 ОО 1 986 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.12.81 (21) 3358847/23-26 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет— (И)М Кл з

В 01 0 53/18

В 01 D 3/30

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 070383. Бюллетень ¹ 9 (33) УДК 66.071.05 (088.8) Дата опубликования описания 07 .03 .83

А

Л.Г.Кирный, Б.Г.Холин и Л..Хохпрв,. ..::: .-.-.

k

1

\ !

Сумской филиал Харьковского ордена ЛЬййн цполитехн ческого института

Ь ,а (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВИХРЕВОЙ AHGAPAT ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГАЗОВ

Изобретение относится.к массообменной технике и может быть использовано в химической промышленности и смежных с ней отраслях для обработки загрязненных газов.

Известен вихревой аппарат для обработки газов, содержащий корпус с тангенциальным вводом обрабатываемого газа, вращающееся оросительное устройство, снабженное трубами с отверстиями, неподвижную вихревую камеру, патрубки вывода очищенного газа и жидкости (1j.

При вращении труб вокруг камеры истекающая из отверстий жидкость

I орошает завихряющие элементы камеры, чем обеспечивается, во-первых, прямоточная подача жидкости в зону массообмена и, во-вторых, предотвращается забивка тангенциальных эавихрителей осадком и загрязнениями.

Однако в известном аппарате при определенном соотношении нагрузок наступает режим уноса капель жидкости, которые отделить в сепараторе не представляется возможным. В известном аппарате стенки корпуса остаются неорошаемыми, что в случае обработки газов, склонных к коагуляции, например, фторсодержащих, приводит к образованию слоя осадка по стенке аппарата. Кроме того, в таком аппарате отсутствует ввод чистого поглотителя в зону масообмена, что снижает разделяющую способность аппарата.

Известен также вихревой аппарат для обработки газов, включающий корпус с перегородкой, на которой установлена вихревая камера, вращающийся ороситель, снабженный трубами с отверстиями, полый вал с отверстиями в нижней части, сепарационную камеру с роторным брызгоотделителем, дополнительные трубы с . отверстиями, направленными к стенке корпуса 2 J.

При вращении труб истекающая из отверстий жидкость омывает стенку корпуса аппарата, омывает эавихряющне элементы, обеспечивая питание жидкостью камеры. Газовым потоком, проходящим через завихрители, жидкость увлекается в .камеру, где осуществляется процесс массообмена.

Попадая в сепарационную камеру нисходящие эавихренные потоки газа и жидкости приводят, во вращение роторный брызгоотделитель, что приводит к разделению фаз. В случаЕ

1001986

>r

Установка в центральном отверстии крышки каждой камеры с зазором цилиндра, к наружной поверхности которого по нижнему торцу прикреплен горизонтальный диск, позволяет вести процесс с полым использованием отсепарированной в секциях жидкости и с воэможностью подпитки камер циркулирующей жидкостью и/или чистым поглотителем. Это в целом позволяет интен-, сифицировать процесс обработки, На чертеже изображен вихревой аппарат для обработки газа, разрез.

Аппарат состоит из корпуса 1, в котором на перегородках 2 установ35 лены вихревые камеры 3. Под камерами

3 расположены закрепленные на валу 4 газозатворные сборники жидкости 5, снабженные переливными трубами 6, проходящими через полость последующей

40 камеры и связанными с оросителями 7.

На. оросителях 7 выполнены отверстия

8 для направления потока жидкости на завихряющие элементы камер 3 и отверстия 9 для направления потока жидкости на стенку корпуса 1. Отверстия 8 выполнены в виде щелей. В центральном отверстии 10 верхней крышки 11 камеры 3 установлены с зазором 12 цилиндры 13, к наружной

50 поверхности которых по нижнему торцу прикреплены горизонтальные диски 14. !

В верхней части аппарата установлен брыэГоотделитель 15, выполненный в виде усеченного конуса. Тангенциальный ввод 16 служит для подачи . загрязненного газа в аппарат, патрубок 17 - для вывода очищенного газа иэ аппарата. Патрубки 18 и 19 соответственно служат для подачи в аппарат чистого поглотителя и для

60 вывода из аппарата обогащенной жид- . кости, а патрубок 20 - для подачи час ти обогащенной жидкости в вихревые камеры на циркуляцию.

Аппарат работает следующим обра зом.

Цель изобретения — интенсификация процесса обработки газа за счет улучшения гидродинамических характеристик газожидкостного слоя.

Указанная цель достигается тем, что известный вихревой аппарат для обработки газов, включающий корпус с перегородкой, на которой установлена вихревая камера с крышкой, полый вал, вращающийся ороситель, брызгоотделитель, тангенциальный патрубок для ввода раза, патрубки вывода газа и жиДкости, согласно изобретению выполнен многокамерным и снабжен газоэатворными сборниками жидкости, установлвннымй под каждой камерой, и переливными трубками, проходящими через полость последующей камеры и соединенниа с оросителями.

Целесообразно, с целью повышения эффективности работы аппарата за счет.,бОлее .полного использования отсейарированной жидкости, обеспечения внешней подпитки вихревой камеры циркулирующей жидкостью и/или чистым поглотителем, каждую камеру снабжать цилиндром, установленным в центральном отверстии крышки, к нижнему торцу которого прикреплен горизонтальный диск. орошения завихрителей циркулирующей жидкостью подпитка камеры чистым поглотителем осуществляется через отверстия в полом валу.

Однако в таком аппарате нельзя обеспечить тонкую обработку высококонцентрированного газа, поскольку известный аппарат является одноступенчатым. При обработке газа с высокий содержанием извлекаемого компонента наступает режим кинетического равновесия, ограничивающий дальнейшее извлечение компонента иэ газовой смеси. При этом необходим йеревод газового потока в следующий аппарат, где орошение осуществляется жидкостью, менее обогащенной или чистой. Последовательная установка нескольких таких аппаратов приводит .к возрастанию эксплуатационных затрат, так как необходима установка выносных сборников проконтактировавшей жидкости, что неэкономично, невыгодно; Подпитка камеры чистым по. глотителем позволяет несколько умень шнть содержание компонента в газе, однако обеспечить тонкую очистку высококонцентрированного газа в одной ступени затруднено. Обильная подача в одну камеру чистого поглотителя приводит к возрастанию удель-. ного расхода поглотителя. Кроме того при этом ухудшаются гидродинамически характеристики газожидкостного слоя в вихревой камере, в результате чего эффективность работы аппарата снижается.

Целесообразно, брыэгоотделитель выполнять в виде усеченного конуса.

Выполнение аппарата многокамерным, с расположенными под каждой камерой газозатворными сборниками жидкости, снабженными переливными трубами, проходящими через полость последующей камеры и связанными с оросителями, позволяет обеспечить противоточное движение контактирующих фаз по высоте аппарата (газ — вверх, жидкость - вниз по контактным ступеням ) и сохранить циклическую промывку эавихряющих элементов камер со стороны входа газа, препятствующего вы— падению осадка на завихряющих элементах. Кроме того, аппарат может работать в режиме циркуляции жидкости путем ее подачи в любую из вихревых камер.

100198б

С помощью привода валу 4 с закрепленными на нем газоэатворными сборниками сообщается вращательное движение. Поступающая по патрубку 18 ,жидкость сливается сначала в газозатворные сборники 5, затем попереливным трубам б стекает вниз и по оросителям 7 направляется к отверстиям 8 и 9. Из отверстий 8 щелей )жидкость направляется на завихряющие элементы камер 3, установлен- 1О ных на перегородках 2, а жидкость, истекающая из отверстий 9, омывает внутреннюю поверхность корпуса 1, чем предотвращается выпадение осадка на поверхности завихрителей и корпуса !5 аппарата.

Поступающий по тангенциальному вводу 1б загрязненный гаэ поступает в пространство между внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной по- рц верхностью вихревой камеры 3 и через . завихряющие зазоры проходит внутрь камеры 3. При этом газовым потоком увлекается жидкость, поступающая из отверстий 8 оросителей 7, В вихревых

;камерах 3 образуется слой вращающейся газожидкостной смеси, где происходит основной процесс массообмена. Непрерывно поступающими в камеру 3 потоками жидкости и газа заменяется состав смеси, вращающейся в камере. Покидая верхнюю камеру, газ проходит через кольцевой зазор, образованный брызгоотделителем 15 и верхней крышкой камеры 3. При этом капли жидкости отбрасываются на поверхность корпуса 1, а очищенный гаэ выводится по патрубку 17 в атмосферу нли направляется на дальнейшую переработку.

Жидкость, отсепарированная в секции от газовой фазы, а также стекающая по40 стенке корпуса 1 после промывки через отверстия 9, направляется через зазоры 12 между крышкой камеры 3 и цилиндром 13 с диском 14 и завихренный гаэожидкостный слой камеры. 45

Жидкость, проконтактировавшая с газом, спадая с нижней массообменной камеры, попадает в гидроэатвор и за.— тем по патрубку 19 выводится из аппарата, обеспечивая требуемую обработку газа (абсорбция, пылеотделение и др ). В тех случаях, когда наряду с очисткой загрязненного газа регламентируется также получение жидкости определенной концентрации

:по извлекаемому из газа компоненту например, кислоты ), жидкость, уходящая по патрубку 19, может быть направлена в любую из камер на частичную или полную циркуляцию. При 60 этом жидкость, подаваемая в рецикл по перегородке 2 вместе с газом, отсепарированной в секции жидкостью направляется по зазорам 12 в газожидкостный слой в камере 3. По усло- 65 виям технологического процесса по патрубкам 20 может подаваться циркулирующая жидкость или чистый поглотитель, возможна также подача их смеси в требуемой концентрации, Использованием переточных труб, которыми снабжены сборники жидкости, расположенные под камерами, обеспечивается ведение массообменного процесса в вихревом аппарате в режиме многостадийной промывочной обработки газа, что позволяет осуществить эффективную очистку газов многих технологических производств. Установка в отверстии верхней крышки камеры с зазором цилиндра, к наружной поверхности которого к нижнему торцу прикреплен горизонтальный диск, обеспе чивает ведение процесса с полным использованием отсепарированной в секциях жидкости и возможностью подпитки камер циркулирующей жидкостью и/или чистым поглотителем. Предлагаемые решения существенно повышают эффективность работы вихревого аппарата.

Данный вихревой аппарат для обработки газов позволяет обеспечить более полное извлечение из газовых смесей ценных компонентов и их дальней-. шую утилизацию, а также эффективную очистку отходящих газов многих технологических производств от вфадных выбросов в окружающую среду. Кспользование такого аппарата наиболее целесообразно на стадиях обработки сильно загрязненных газовых смесей.

Формула изобретения

1. Вихревой аппарат для обработки газов, включающий корпус с перегородкой, на которой установлена виХу ревая камера с крышкой, полый вал, вращающийся ороситель, брызгоотделитель, тангенциальный патрубок для ввода газа, патрубки вывода газа и жидкости, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации процесса обработки газа за счет улучшения гидродинамических характеристик гаэожидкостного слоя, аппарат выполнен многокамерным и . снабжен газозатворнь tH сборниками

;жидкости, усталовленными под каждой камерой, и переливными трубками, проходящими через полость последующей камеры и соединенными с оросителями.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы аппарата за счет более полного исполь" эования отсепарированной жидкости, |обеспечения внешней подйитки вихревой камеры циркулирующей жидкостью и/или чистым поглотителем, каждая камера снабжена установленным в

1001986

Составитель Г.урусова

Редактор Н.Аристова Техред М.Коштура Корректор М.Демчйк

Заказ. 1677/3 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

И.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ю ЮЮ

ФилиаЛ ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектиая, 4 центральном отверстии крышки цилинд- ром, к нижнему торцу которого прикреплен горизонтальный диск.

3. Аппарат по п, 1, о т л и ч а ю шийся тем, что брызгоотделитель выполнен в виде усеченного конуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 662127, кл. В 01 Э 47/16, 1975.

2 . Авторское свидетельство СССР

759112, кл, В 01 D 53/18, 1978.