Циклонно-пенный скруббер

Циклонно-пенный скруббер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЦИКЛОННО-ПЕНнда СКРУББЕР, -включающий корпус с днищем, центральную трубу для ввода газа, эавихритель , размещенный соосно ей, конический или цилиндрический стакан с сепаратором в верхней части и патрубки ввода и вывода жидкости и вывода газа , отличающий с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки аза путем создания организованных потоков газа и жидкости, скруб- , бар снабжен дополнительным завихрителем , коническим ил1 цилиндрическим стаканом и сепаратором, размещенными над сепаратором двумя коаксиальными цилиндрическими перегородками, одна КЗ котор1ых прикреплена к дополнительному сепаратору, а другая к основному , при этом нижняя кромка перегородки , прикрепленная к дополнительному сепаратору, размещена над нижним днищем корпуса, а верхняя кромка перегородки , прикрепленная к основному се (паратору г размещена под дополнительным сепаратором, центральная труба снабжена охлаждающей рубашкой переменного сечения с трубками в средней части, при этом нижний конец рубашки соединен с завихрителем, -а трубок с дополнительным завихрителем. 2.Скруббер поп. l,oтличaю щ и и с я тем, что конические стаканы установлены один над другим по сл высоте корпуса и направлены один к другому большими основаниями. с 3.Скруббер по п. 1, отличающийся тем, что, с целью предварительного охлаждения горячих га .зов, он снабжен кольцевой коробкой с патрубком подвода жидкости, размещенной в верхней части центральной трубы, при этом труба в этой части выполнена перфорированной.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК, SU„„1011185 A

3С58 В 01 Р 45 14 В 0 D 4 4

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Б,.,,,,;,,, ."

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABT0PCH01NY СЗВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я(р 11)i J j "1 -„. р зов, он снабжен кольцевой коробкой с патрубком подвода жидкости, размещенной в верхней части центральной трубы, при этом труба в этой части выполнена перфорированной. (21) 3372507/23-26 .(22) 24.12.81 (46) 15.04.83.. Бюл. 9 14 (72) В.Е.Каратаев, С.А.Богатых и А.Б.Подсевалов .(71) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (53) 621.928.97(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 413964, кл. В Ol Р 47/00, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3217389, кл. В Ol 0 3/30, 1980, с.23-26. .,(54)(57) 1. ЦИКЛОННО-ПЕННЫЙ СКРУББЕР, включающий корпус с днищем, центральную трубу для ввода газа, эавихритель, размещенный соосно ей, конический.или цилиндрический стакан с сепаратором в верхней части и патрубки ввода и вывода жидкости и вывода газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки газа путем создания организованных потоков газа и жидкости, скруббер снабжен дополнительным завихри« телем, коническим или цилиндрическим стаканом и сепаратором, размещенными над сепаратором двумя коаксиальными цилиндрическими перегородками, одна иэ которых прикреплена к дополнительному сепаратору, а другая к основному, при этом нижняя кромка перегородки, прикрепленная к дополнительному сепаратору, размещена над нижним днищем корпуса, а верхняя кромка перегородки, прикрепленная к основному се1 паратору, размещена под дополнительным сепаратором, центральная труба снабжена охлаждающей рубашкой переменного сечения с трубками в средней части, при этом нижний конец рубашки соединен с эавихрителем, а трубок с дополнительным завихрителем.

2. Скруббер по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что конические ста- Е

O каны установлены одйн над другим по высоте корпуса и направлены один к другому большими основаниями.

3. Скруббер по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью предварительного охлаждения горячих ra- Я

1011185

55 вихрителя на днище аппарата не позво. ляет создать отстойную зону для улов. 65

Изобретение относится к технике тепловлажностной обработки газов с целью их охлаждения или нагрева и очистки от загрязнителей в различных отраслях промышленности, например, при получении инертных газов и при очистке и охлаждении газов в металлургии.

Известно устройство для мокрой очистки газа, которве содержит корпус, внутри которого и соосно с ним 10 установлена труба с форсункой и с закручивающим устройством, размещенным . на выходе газа из нижней части трубы, которое совместо с переливным стаканом, расположенным коаксиально тру- 15 бе и корпусу в кольцевом пространстве, обеспечивает создание пенного слоя определенной высоты. Закручивающее устройство расположено на .некотором расстоянии от дна аппарата и 2р не связано.с переливным стаканом, а с помощью перемещения стакана по вертикальной оси аппарата задается необходимая высота пенного слоя (1).

К недостаткам этого устройства следует отнести то, что регулирование высоты пены с помощью перемещения стакана, через который проходит переливная труба, существенно усложняет конструкцию и вызывает значитель ные неудобства при эксплуатации аппарата. Кроме того, подача всей жидкос ти, необходимой для орошения, в горловину трубы. Вентури и последующий поворот газожидкостной смеси на 90 в завихрителе приводит к значительным потерям напора по газу и к частичному разделению потока на фазы, что приводит к образованию крупных газовых конгламераций, существенно уменьшающих поверхность контакта меж- 40 ду газом и жидкостью и, следовательно, к снижению эффективности тепломассопереноса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо- 45 му результату является циклонно-пенный.скруббер, включающий корпус с днищами, центральную трубу для ввода газа, завихритель, размещенный соосно трубе, конический стакан с сепаратором в верхней части и патрубки ввода и вывода жидкости и вывода газа (2) .

К недостаткам данного устройства необходимо отнести то, что подача воды навстречу потоку увеличивает сопротивление аппарата, а наличие зазора между сливной трубой и верхним кольцом эавихрителя .вовлекает в рециркуляцию загрязненную и нагретую воду, что приводит к снижению эффективности очистки по абсорбируемой водой примеси и степени охлаждения газа. Кроме того, установка эаленного шлама, а сепаратор установлен таким образом, что разделяемый газожидкостной поток движется к цент тальной трубе, приводит к увеличению пленок жидкости вверх по наружной поверхности трубы, срыву их газовым потоком и выносу капельной влаги иэ аппарата. Помимо этого, для качест.венной очистки газа на одну установку приходится ставить два аналогичных аппарата, работающих последовательно, что требует значительного объема монтажных работ и дополнитель. ных затрат энергии при эксплуатации.

Цель изобретения — повышение эффективности очистки газа- путем создания организованных потоков газа и жидкости.

Пэставленная цель достигается тем, что циклонно-пенный скруббер, включающий корпус с днищами, центральную трубу для ввода газа, завихритель, размещенный соосно трубе, конический стакан с сепаратором в верхней части и патрубки ввода и вывода жидкости и вывода газа, скруббер снабжен дополнительными завихрителем, коническим или цилиндрическим стаканом и сепаратором, размещенными над сепаратором двумя коаксиальными цилиндрическими перегородками, одна иэ которых прикреплена к дополнительному сепаратору, а другая к основному, при этом нижняя кромка перегородки, прикрепленная к дополнительному сепа. ратору, размещенная над нижним днищем корпуса, а верхняя кромка перегородки, прикрепленная к основному сепаратору, размещена под дополнительным сепаратором, центральная труба снабжена охлаждающей рубашкой переменного сечения с трубками в сред-. ней части, при этом нижний конец рубашки соединен с завихрителем, а тру. бок — с дополнительным эавихрителем.

Конические стаканы установлены один над другим по высоте корпуса и направлены один к другому большими основаниями.

Кроме того, скруббер снабжен кольцевой коробкой с патрубком подвода жидкости, размещенной в верхней части центральной трубы, при этом труба в этой части выполнена перфорированно.

На фиг, 1 приведен предложенный двухступенчатый циклопенный скруббер общий вид; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1;. на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг ° 1.

Аппарат содержит корпус 1, в котором соосно в ним установлена центральная труба 2 с рубашкой 3 перемен. ного сечения, при этом нижний срез центральной трубы и рубашки находятся в одном сечении. Непосредственно к кромке нижнего среза рубашки крепится верхнее кольцо многолопаточно1011185 ра б по диаметру больше, чем нижнее кольцо эавихрителя потока 8, и по на- 15

35

45

15 с патрубком 16, а сама труба внутри коробки имеет перфорацию, при этом оси отверстий перфорации пересе- 55 патрубок 17, расположенный вне корпуса аппарата, и элиптические трубки 18, согнутые под углом 90 и служащие для вывода части потока жидкос 60 ти иэ рубашки на уровне днища конического или цилиндрического стакана го завихрителя потока 4, нижнее кольцо. завихрителя является днищем конус» ного стакана 5, который ограничивает реакционный объем первой стадии очист ки, при этом конусный стакан 5 крепится к днищу меньшим основанием, а к большему основанию крепится нижнее кольцо сепаратора 6 гаэожидкостного потока, верхнее кольцо которого oipaничивает объем первой стадии очистки и одновременно является днищем верхнего конусного стакана 7, ограничивающего по диаметру зону второй стадии очистки. Верхнее кольцо сепараторужному периметру верхнего кольца сепаратора б установлена цилиндрическая перегородка 9, К верхнему кольцу завихрителя 8 большим основанием крепится конический стакан 7, на меньшем верхнем основании которого устанавливается центробежный сепаратор

10, при этом верхнее кольцо сепаратора ограничивает объем второй стадии очистки сверху и по его наружному периметру крепится нисходящая цилиндрическая перегородка 11 с диаметром большим чем цилиндрическая перегородка 9, но с меньшим чем диаметр корпуса 1 аппарата. Днище конусного стакана 5 установлено с зазором от днища корпуса 1 аппарата таким образом, что между ними образуется определенный объем, при этом нижний срез перегородки 11 расположен ниже днища конусного стакана 5, но не доходит до днища корпуса 1 аппарата, а цилиндрические перегородки 11 и 9 вместе с корпусом 1 аппарата образуют концентрические кольцевые проходы. В пространстве между верхним кольцом сепаратора 10 и выходным патрубком 12-Установлен каплеотделитель

13, перекрывающий все кольцевае пространство между рубашкой и корпусом аппарата 1. Корпус аппарата 1 снабжен патрубком для выхода очищенного и охлажденного газа и патрубком 14 для слива отработанной жидкости.

Центральная труба 2 с рубашкой 3 про.,ходит через верхнюю крышку аппарата и в непосредственной близости от фланца подсоединения к источнику горячих газов имеет кольцевую коробку каются на оси трубы. Рубашка 3 имеет

7, кроме того, площадь сечения рубашки после эллиптических трубок по ходу движения потока жидкости меняет5

30 ся таким образом, чтобы на участке от трубок до открытого торца рубашки она была заполнена жидкостью по всему сечению.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащий обработке горячий, загрязненный сажистыми частицами гаэ подается через входной фланец центральной трубы 2 и встречается с жид-, .,костной завесой, образуемой тонкими струями жидкости, вытекающими иэ пер форации в трубе. Жидкость при встрече с газовым потоком дробится на мелкие капли, подхватывается потоком и при совместном движении с горячим ra. зом начинает испаряться. Испаренная влага сорбируется сажистыми частица-, ми и другими механическими эагряэни-. телями, при этом снижается температура газового потока. Далее двухфазная смесь доходит до нижнего среза центральной трубы и при повороте на 90 встречается с потоком жидкости, кото. рая поступает в рубашку 3 через патрубок 17 и, двигаясь вдоль централь-. ной трубы, охлаждает ее, при этом часть жидкости выводится из рубашки через эллиптические сегментные выводы 18, а часть вытекает иэ открытого нижнего среза рубашки. При встре- че газового потока с жидкостью происходит дробление его на мелкие пузырьки и эта смесь попадает на завихритель 4, где приобретает вращательное движение. С целью предупреждения сепарации смеси на завихрителе, лопатки последнего расположены. таким образом, что смесь выхо11ит из завихрителя по касательной к окружности, описанной по концам лопаток, которые расположены с зазором от стенки конического стакана 5. Вследствие этого происходит вторичное дробление пузырьков газа и двухфазная смесь движется в активней .зоне, не прямолинейно, а по восходящей спирали, что обеспечивает более длительный контакт фаз и вызывает перемешивание rasa внутри газового пузыря.

Образовавшаяся внутри объема, ограниченного конусным стаканом 5., динамическая пена поднимается до сепаратора б и в последнем разделяется на газ и жидкость. Жидкость под действием силы тяжести по кольцевому зазору переменного сечения, образованному наружной стенкой стакана 5 и цилиндрической перегородкой ll, стекает в ниэ аппарата, а газ по кольцевому зазору между цилиндрическими пврегородками ll и 9 поднимается вверх, огибая торец перегородки 9, и по кольцевому зазору между перегородка" ми 9 и ll и далее между перегородкой

9 и стаканом попадает на завихритель потока 8,на выходе из которого встречается под неременным углом с жидкос1011185 тью,которая подается иэ рубашки центральной трубы через выводные сегментные эллиптические трубки 18.При встре . че жидкостного и газового потоков газ дробится на мелкие пузырьки и двухфазный поток стабильной гаэожидкост-. ной пены поднимается в объеме, ограниченном стаканом 7, к центробежно-му сепаратору 10. В центробежном сепараторе 10 происходит отделение жидкости от газового потока. Жид- 10 кость по кольцевому зазору, образованному перегородкой 11 и корпусом аппарата 1, стекает в нижнюю часть аппарата, гаховый поток, содержащий мельчайшие капельки влаги, попадает. 15

:на каплеотделитель 13, где происхо-дит отделение остаточной капельнрй влаги (тумана) от газа. Жидкость по стенке аппарата стекает вниз, а осушенный от капельной влаги (тумана) g() газ выводится из аппарата через патрубок 12. Собравшаяся в нижней части аппарата жидкость, в которой содержатся поглощенные иэ газа загряз. няющие вещества, выводится иэ аппа- g5 рата через патрубок 14.

Охлаждение и очистка газа в аппарате происходит в три стадии.

Первичное охлаждение газа производитс r a центральной трубе эа счет испарения капель жидкости, разбрызгиваемой в потоке, и жидкостной пленки, которая образуется на внутренней поверхности центральной трубы. . Вторая стадия охлаждения и очистки начинается при встрече газового и жидкостного потоков в завихрителе

4 и продолжается в слое стабильной пены до разделения ее на сепараторе

6. При этом происходит интенсивный тепломассообмен между пузырьками газа и жидкостными пленками, обвалакивающими пузырьки. При испарении пленок жидкости объем газового потока увеличивается и, чтобы сохранить постоянство скорости двухфазного по-. тока в первой степени аппарата, стакан 5, ограничивающий реакционный объем, сделан конусным, расширяющимся по ходу движения потока пены, Третья стадия охлаждения и очистки происходит во второй ступени аппарата и начинается от момента встре. чи газового потока с жидкостью в завихрителе 8. Во второй ступени в слое динамической стабильной пены происходит конденсация паров жидкости иэ парогаэового потока и охлаждение газовых пузырьков за счет конвективной передачи тепла. Так как при конденсации паров жидкости происходит уменьшение объемного расхода газа, .то для поддержания постоянной скорости двухфазного потока в реакционном объеме, ограниченном стаканом 7, последний делается конусным, сужающимся по направлению движения потока..Экономический эффект от внедрения данного аппарата складывается иэ снижения стоимости изготовления и монтажа по сравнению с известным устройством за счет уменьшения металлоемкости монтажных и изоляционных работ, снижения эксплуатационных затрат эа счет меньшего потребления энергии и уменьшения капитальных вложений в производственные фонды эа счет исключения двух единиц технологического оборудования.

Тираж 6 86

Подпианое

Фи .2 вниипи Закаэ 2620/7

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная, 4